[發(fā)明專利]平面電氣板、感測(cè)系統(tǒng)和由建筑材料制成的組塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380046231.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104641731B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·帕加尼;F·G·齊格利奧利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H05K1/02
• 分類號(hào): H05K1/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

一種平面電氣電路板可以包括可折疊材料的平面支座，限定了基底表面以及沿著相應(yīng)折疊線耦合至基底表面的翼部，以使得當(dāng)沿著折疊線折疊時(shí)翼部相對(duì)于基底表面豎立并且保持在該位置。輔助電路在平面支座上并且可以包括限定在翼部上以及在基底表面上的電容性耦合板的配對(duì)，以及耦合至電容性耦合板配對(duì)的對(duì)應(yīng)一個(gè)的電通信線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及監(jiān)視建筑結(jié)構(gòu)中的裝置，并且更具體地涉及具有可折疊翼部的平面電氣板，其適用于實(shí)現(xiàn)在建筑材料構(gòu)成的組塊中感測(cè)內(nèi)部壓力的沿著三個(gè)坐標(biāo)軸的分量的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

用于實(shí)施機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)和特征化的策略通常稱作結(jié)構(gòu)健康監(jiān)視(SHM)。損傷定義為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的材料和/或幾何特性的修改，包括系統(tǒng)的邊界調(diào)節(jié)和連接的修改，其損害了系統(tǒng)性能。SHM方法意味著在周期性使用的時(shí)間期間對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的觀測(cè)：

－來(lái)自傳感器陣列的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的測(cè)量，

－從這些測(cè)量感測(cè)到的損傷特征的數(shù)據(jù)提取，

－對(duì)這些特征數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析以用于確定系統(tǒng)的當(dāng)前健康狀態(tài)(也稱作結(jié)構(gòu)分析)。

該方法提供了關(guān)于執(zhí)行其功能的結(jié)構(gòu)性能的信息，考慮了不可避免的老化以及在工作環(huán)境中的退化。在諸如地震或爆炸之類的極端事件之后，SHM用于快速篩選結(jié)構(gòu)的狀況以用于幾乎實(shí)時(shí)地提供關(guān)于結(jié)構(gòu)自身完整性的可靠信息。

當(dāng)前，SHM系統(tǒng)使用放置在待控制表面上的傳感器。例如，用于監(jiān)視橋梁的傳感器(用于計(jì)算風(fēng)速的風(fēng)速計(jì)，加速度計(jì)，伸長(zhǎng)計(jì)，運(yùn)動(dòng)換能器，溫度傳感器，用于檢測(cè)重量運(yùn)動(dòng)的傳感器等等)放置在梁、鋼索或柱子的外表面上，以便于：

－估算橋梁上負(fù)載的效應(yīng)，

－計(jì)算橋梁的弱化，

－預(yù)測(cè)橋梁的可能的演化及其預(yù)計(jì)壽命。

已經(jīng)設(shè)計(jì)出了具有適用于埋設(shè)在待監(jiān)視建筑結(jié)構(gòu)中的傳感器的SHM系統(tǒng)。這些感測(cè)裝置包括至少具有用于在建筑材料組塊外部發(fā)射測(cè)得值的遠(yuǎn)程供電和傳輸天線，如A.Finocchiaro,G.Ferla,G.Girlando,F.Carrara e G.Palmisano等人在2008IEEE RadioFrequency Integrated Circuits Symposium上第281-284頁(yè)的文章“A 900-MHz RFIDSystem with TAG-Antenna Magnetically-Coupled to the Die”中所示的RFID裝置(是無(wú)傳感器的)。這種感測(cè)裝置例如公開(kāi)在美國(guó)專利申請(qǐng)案號(hào)2009/0033467和PCT WO2012/084295中，在此引用以作參考，并且示出在圖1、圖2、圖3和圖4中。

如圖3所示，傳感器10集成在由半導(dǎo)體材料制成的芯片IC 1中，以無(wú)接觸方式供電并通信，因?yàn)槠渑c具有外側(cè)的電氣通信線電磁地耦合(例如電感性地、或電容性地或者通過(guò)天線)，如圖1和圖2所示。采用該技術(shù)，埋設(shè)在建筑材料中的傳感器可以從外側(cè)供電并且保持與具有外側(cè)的相應(yīng)通信線電流地隔離。

在圖3和圖4中示出了具有電磁地耦合至相應(yīng)通信線2、最終以天線22結(jié)束并且裝備具有電磁擴(kuò)展元件的傳感器的感測(cè)裝置。在PCT申請(qǐng)WO2012/084295中詳細(xì)描述了它們的結(jié)構(gòu)以及如何使用它們的方法。它們可以捆綁至埋設(shè)在建筑材料組塊中的支座211以用于至少沿著整個(gè)組塊或至少其一部分中感測(cè)建筑材料的特征。

在大型建筑結(jié)構(gòu)中，諸如例如在橋梁的柱子中，重要的是感測(cè)結(jié)構(gòu)中力的分布。為此目的，文獻(xiàn)US 2009/0033467和/或WO 2012/084295中公開(kāi)的裝置埋設(shè)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部以便保持定向沿著三個(gè)坐標(biāo)參考軸線，以用于測(cè)量結(jié)構(gòu)中力的三個(gè)正交分量(或者在任何情形下根據(jù)三個(gè)不同軸線)。

這些壓力傳感器通常由具有感測(cè)表面的集成半導(dǎo)體電路而構(gòu)成，感測(cè)表面最終鈍化以便適用于與建筑材料直接接觸而放置，壓力傳感器感測(cè)了沿與垂直于感測(cè)表面方向的壓力值。