“Vỏ cảm biến” phát hiện các vết nứt trong kết cấu bê tông

Thứ hai, 11/07/2011 00:00 GMT+7
Hiện nay, các kỹ sư dân dụng tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) phối hợp với các nhà vật lý thuộc Đại học Potsdam đã chế tạo một hệ thống vỏ phát hiện ra vết nứt có thể được áp dụng cho bề mặt của bê tông, đó là “vỏ cảm biến”.
Bê tông là một trong những vật liệu xây dựng cứng nhất được sử dụng phổ biến nhưng cùng với thời gian vật liệu này lại xuất hiện các vết nứt. Đối với các kết cấu như tòa nhà hoặc cây cầu, thì cần phải chú ý đến các vết nứt đó trước khi chúng gây đổ sập. Mặc dù việc kiểm tra bằng mắt là hữu ích, nhưng lại mất nhiều thời gian và sẽ bỏ qua các vết nứt nhỏ nhưng lớn về kết cấu. Một số công nghệ được phát triển để tự động hóa qui trình này như các cảm biến gỉ sắt (rust sensor) cho bê tông gia cố thép. K
Các kết cấu như cầu chỉ có có các “mảnh vỏ” được gắn trên các khu vực có khả năng xuất hiện vết nứt. Vỏ có chứa các miếng vá điện dung hình chữ nhật được sắp xếp theo các mô hình khác nhau bên trong vỏ tùy thuộc vào loại áp lực - ví dụ, các miếng vá đặt hướng theo đường chéo tới một miếng khác sẽ hoạt động hiệu quả hơn trong việc phát hiện ra vết nứt gây ra do sự dịch chuyển, trái lại các miếng vá xếp theo chiều ngang phát hiện ra độ cong trong các xà ngang.
Điện dung của mỗi miếng vá (năng lượng mà miếng vá lưu giữ) sẽ thay đổi khi có bất cứ chuyển động nào phía dưới nó do sự hình thành của các vết nứt gây ra. Mỗi ngày một lần, máy tính kết nối với vỏ sẽ truyền dòng điện qua vỏ, đo điện dung của mỗi miếng vá. Nếu có sự khác biệt rõ nét giữa các miếng vá ở sát nhau, máy tính sẽ ghi lại sự định vị chính xác và sau đó báo cho cán bộ kiểm tra về sự khác biệt này. Khả năng định vị làm cho hệ thống này có sự khác biệt với các công nghệ phát hiện áp lực khác không có khả năng cung cấp các tọa độ cụ thể.
Cho đến nay, mảnh vỏ lớn nhất được thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm có kích thước 20/10 cm. Lúc đầu, kết cấu silicon đàn hồi có các điện cực bạc được sử dụng, nhưng với một số ứng dụng, nó quá mỏng và mềm nên sau đó được thay thế bằng chất đàn hồi nhiệt dẻo trộn lẫn với titan dioxit, các miếng vá điện dung làm từ các bon đen

 

KG - theo NASATI, Gizmag, 7/2011
Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)