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新型傳感器 以低成本檢測“0級”震動
(發(fā)布日期:2008-5-27) 來源: EDN China抗震報道
 

   日本東京大學地震研究所的IT強震儀聯(lián)盟,在“嵌入系統(tǒng)開發(fā)技術展(ESEC2008)”的三洋半導體展區(qū),展出了能夠以低成本檢測相當于0震級的微弱震動的小型傳感器模塊。此前,可檢測微弱震動的地震儀價格高達數(shù)百萬日元,而此次的傳感器模塊如果實現(xiàn)量產(chǎn),價格有可能降至1萬日元以下,從而可在建筑物及地面上大量設置。

    采用此傳感器,能夠?qū)绲卣馂暮o建筑物造成的損傷程度進行評估。這種傳感器檢測建筑物平時的微弱震動,并將該數(shù)據(jù)與震災后的數(shù)據(jù)進行對比評估。如果在抗震加強工程的前后進行對比,則有助于確認抗震效果。如果在多個建筑物中設置傳感器,則不僅可對建筑物的強度進行相互比較,而且還可迅速掌握震災時的大范圍受災狀況。此外,還設想將此次的傳感器用于檢測地震的初期微動(P波)。

    傳感器模塊的工作原理如下:通過加速度傳感器檢測X、Y、Z方向的震動,將這些震動的波形數(shù)據(jù)運算處理后得到的位移量以及震級等信息實時輸出到網(wǎng)絡上。模塊的檢測單元采用了CentralCorporation開發(fā)的,利用磁阻效應的加速度傳感器,為了檢測建筑物的長周期震動,還將加速度傳感器的頻帶擴展到了0.1Hz。傳感

    器的測定范圍為±2.5G。配備24bitA/D轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)處理單元采用了三洋半導體的IP處理器“LC821621”。LC821621中內(nèi)置處理器內(nèi)核“ARM7TDMI-S”以及三洋半導體自主開發(fā)的DSP內(nèi)核“FAVOR43”,負責進行網(wǎng)絡通信處理以及波形數(shù)據(jù)處理。

    此次展出的模塊尚處于開發(fā)階段。尺寸還稍微偏大,X、Y檢測單元為85mm×30mm,Z檢測單元為55mm×25mm,數(shù)據(jù)處理單元為85mm×90mm。今后,將運用高密度封裝技術,力爭實現(xiàn)小型化。小型化的目標值為:X、Y檢測單元達到15mm×15mm,Z檢測單元達到15mm×10mm,數(shù)據(jù)處理單元達到30mm×50mm。計劃2008年度內(nèi)投產(chǎn)小型化產(chǎn)品。樣品供貨的價格為數(shù)萬日元,預計量產(chǎn)后的價格為1萬日元以下。

    此次的模塊是由支持東京大學地震研究所提出的“IT強震儀”概念的三洋半導體器件(SANYOSemiconDevice)、CentralCorporation、日本數(shù)理設計研究所等共同開發(fā)的。IT強震儀開發(fā)機構(gòu)正在開展“東大100棟建筑檢測項目”,計劃將大約1000個此次開發(fā)的傳感器模塊設置到東京大學的100棟建筑物中。目前,正在募集參與該計劃的企業(yè)以及贊助商,計劃最早于2008年10月開始啟動。

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