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新型傳感器 以低成本檢測“0級”震動

來源:www.gjystaoci.com 點擊: 發布時間:2008/5/22 20:16:55
日本東京大學地震研究所的IT強震儀聯盟,在“嵌入系統開發技術展(ESEC 2008)”的三洋半導體展區,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百萬日元,而此次的傳感器模塊如果實現量產,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,能夠對例如地震災害給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,并將該數據與震災后的數據進行對比評估。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據運算處理后得到的位移量以及震級等信息實時輸出到網絡上。模塊的檢測單元采用了Central Corporation開發的,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轉換器。數據處理單元采用了三洋半導體的IP處理器“LC821621”。LC821621中內置處理器內核“ARM7TDMI-S”以及三洋半導體自主開發的DSP內核“FAVOR43”,負責進行網絡通信處理以及波形數據處理。

  此次展出的模塊尚處于開發階段。尺寸還稍微偏大,X、Y檢測單元為85mm×30mm,Z檢測單元為55mm×25mm,數據處理單元為85mm×90mm。今后,將運用高密度封裝技術,力爭實現小型化。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,數據處理單元達到30mm×50mm。計劃2008年度內投產小型化產品。樣品供貨的價格為數萬日元,預計量產后的價格為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(SANYO Semicon Device)、Central Corporation、日本數理設計研究所等共同開發的。IT強震儀開發機構正在開展“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以及贊助商,計劃最早于2008年10月開始啟動。
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