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传感器应用:建筑中的监测传感器

发表时间:2022-11-07 10:39

如同任何一个新标准、新规范一样,建筑行业中要普及一项新技术也是一个漫长的过程。实际上是新技术的普及速度影响了新规范、新标准的实施。建筑中的决策者往往不愿放下过去的设计、施工和检测方法。生活中的方方面面都产生关联,新的系统在整合、诞生中,建筑行业也应该同步更新技术。在建筑过程中使用传感器和一些设备来监测、评估混凝土的结构和材料特性是非常重要的。

传感器技术

当设计师和施工人员体验过传感器在建筑中的多种优势,便越发倾向于使用智能传感器。施工现场中多处应用都可用到传感器。比如,专门在用于混凝土固化过程监测混凝土材料特性的传感器,也有些用于监测环境条件或工程设备的状态。传感器通过监测混凝土的温度、强度、熟度、温度、PH值、相对湿度等,来保证混凝土的强度和持久性、提供工程进度所需要的数据。建设单位在一些高层建筑或桥梁项目中使用无线传感器实时监测混凝土在搅拌、浇注、固化、拆模整个过程中的温度和水分含量,以确保整个工程达到设计的安全标准和使用寿命。

通过智能设备和移动APP连接无线混凝土传感器

以前这些传感器都是通过复杂的线缆和数据日志互联的。如今通过智能手机技术演变出了不需要线缆和日志记录器的无线传感器,不仅少了布线的麻烦,还避免了传统传感器因线路转接、损坏、切断等带来的读取错误问题。在施工现场承建单位和施工人员可以通过手中的智能手机、平板即时获得无线路由器中的数据,并下载、分享给办公室人员和项目工程师。实时读取混凝土的温度和成熟度可以帮助承建商优化工期,节约数不清的试验费。确保混凝土已达到设计强度才能避免下一步使用中的安全风险。

工地上还有许多传感器用于施工人员安全,如监测室外高温、噪音水平、粉尘、有害气体。传感器系统在监测到异常情况时会及时给工人、安全员、项目经理等发送通知,这样可以提前做出消除潜在风险、降低错误的措施,避免可能发生的损失或工期延误,保障人员的安全。这样比请昂贵的第三方工程安全咨询服务要划算多了。

智慧城市和物联网

智慧城市和物联网发展中的先进技术走进了建筑工程,正如无线传感器正在嵌入智慧城市的各个角落。物联网是一种在网络环境下自主交换数据的电脑、设备和物件的总称。物联网和安全系统是构建智能建设和智慧城市的第一步。物联网在建筑行会中逐步变得重要,其技术已经成为了确保混凝土强度、工程安全、城市效率以及互助建筑的重要应用。

从完全植入式温度传感器、成熟度传感器收集混凝土各项数据

混凝土浇灌到无线混凝土传感器上

传感器技术的优势

如上文提到的,监测混凝土固化的传感器应用可以优化施工过程,减少时间和资源的浪费。有实时数据,投资方才能更好地监督项目进度、质量,调整方案,尽可能达到最佳质量。

比如预拌混凝土公司,智能传感器不仅可帮助它们在市场中定位”技术创新“,还可以更高的产品质量安全作为品牌高度。只有通过尖端的技术,制造商才能在市场中提高竞争力,创造更高的净利润率。通过传感器技术,制造商在搅拌过程中可进行预校准、向客户提供更准确的工期信息,而且还能通过获取生产现场的各种数据,积累不同温度和条件下的搅拌经验,预判未来项目的工期。

比如建设承包商,使用智能传感器的投资回报也见效很快,时间对于建筑项目的价值不言而喻。实时温度、强度数据的实时获取,才能准确判断拆除模板的最佳时间。模板拆卸太迟可能导致粘连不易拆卸甚至损伤混凝土。拆卸太早,可能会因强度不够,产生裂纹甚至倒塌。

比如投资方,混凝土的温/湿度精确数据可用于各种决策。使用湿度传感器,可避免试验不够或提前浇筑带来的分层、粘剂的二次乳化、变曲、断裂、环氧涂层起泡等问题。这类问题可能导致投资方后续的高额维修费。

新一代传感器

那些年代久远的建筑有些已经接近混凝土生命周期的尾声了,这类建筑需要拆除重建。随着越来越多的基建需要工程师和技术人员评估混凝土的老化程度,促使研发新一代能在混凝土整个生命周期持续监测其完整性的传感器。混凝土基建重修工程,会越来越多使用智能传感器,这些通过监测混凝土的状态和材料特性重建的工程,会有更高的质量和更长的使用寿命。

一个五层楼的住宅大楼,正在植入无线混凝土传感器。

充分发挥混凝土传感器的作用,可以解决以下问题:

加强钢筋的腐蚀。

冻融循环引起的退化。

含硫酸盐的水渗入硬化后混凝土中,引发分层、软化以及水泥腐化。

聚集内部的碱-二氧化硅反应引起的裂纹。

新基建使用状态监测设备,不需要大量人工进行混凝土试验就能预测可能的问题。这些传感器技术还能监测在类似地震之类的自然灾害中混凝土的完整性。监测形变、压力、应变,能大大节约工期、成本和资源。


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