[发明专利]由建筑材料制成的块

说明书

一种建筑结构，包括建筑材料块和掩埋于建筑材料块中的磁回路。该结构还包括掩埋于建筑材料块中的多个感测设备。每个感测设备可以包括与磁回路磁耦合的无接触功率供应电路，以在磁回路承受可变磁场时生成供应电压。

技术领域

本发明涉及建筑结构中的监视设备并且更具体地涉及一种由建筑材料制成的块，该块包括建筑材料的至少一个物理特性的感测设备磁耦合到的磁回路。

背景技术

用于实施机械结构的损坏检测和表征的策略常称为结构健康监视(SHM)。定义损坏为结构系统的材料和／或几何性质的使系统的性能恶化的修改，这些修改包括系统的边界条件和连接的修改。SHM过程意味着定期地使用以下各项随时间观测机械系统：

-来自传感器阵列的动态响应的测量，

-从这些测量感测的损坏特性的数据的提取，以及

-用于确定系统的健康状态的对这些特性数据的统计分析(也称为结构分析)。

考虑工作环境中的不可避免的老化和退化，这一过程的(定期地更新的)结果提供关于用于执行它的功能的结构容量的信息。在极端事件、比如地震或者爆炸之后，SHM用于快速筛选结构的条件用于几乎实时提供关于结构本身的完整性的可靠信息。

如今，SHM系统使用放置于待控制的表面上的传感器。例如用于监视桥梁的传感器(用于计算风速的风力计、加速度计、伸长计、运动换能器、温度传感器、用于检测重物的运动的传感器等)放置于横梁、钢索或者支柱的外表面上以便：

-估计负荷对桥梁的影响，

-评估桥梁的弱化，以及

-预见桥梁的可能演变及其预计寿命。

已经设计SHM系统具有适配于掩埋于待监视的结构中的传感器(这些传感器例如可以测量压强、湿度、温度等)。这些设备如在以下文章中举例说明的(无传感器的)RFID设备中那样具有用于将测量值发送到建筑材料块之外的至少一个远程供电和发送天线：A.Finocchiaro，G.Ferla，G，Girlando，F.Carrara，e G.Palmisano，“A900-MHz RFIDSystem with TAG-Antenna Magnetically-Coupled to the Die”，2008 IEEE RadioFrequency Integrated Circuits Symposium，pages 281-284。这一种感测设备例如在通过引用而结合于此的美国专利申请号2004／0153270、2012／0161789和2009／0033467中以及PCT公开WO2012／084295中公开并且在图1、2、3和4中所描绘。

为了甚至在大尺寸的结构中供应掩埋的传感器，已知使用配备有接收天线和发送天线的功率供应屏蔽式电线或者设备，这些电线或者设备充当用于以无接触方式远距离发送为了向掩埋的传感器供电而需要的电磁能的连接。充当无接触连接的这些屏蔽式电线和设备掩埋于保护部分(混凝土保护层(cover)或者拱座石(abutment stone))中，因为电磁波甚至被相对薄的混凝土层以及被掩埋于加固混凝土的建筑结构中的加固条强阻尼。没有它们，可能没有可能允许掩埋于建筑材料块中的感测设备的远程供电天线以接收用于操作感测设备的充分强度的电磁场。

与使用这些掩埋的设备有关的不便之处在于用于向它们供电的电连接的有限可靠性。具体而言，在大尺寸的建筑结构、比如桥梁中，掩埋的传感器的电或者无接触功率供应连接可能随时间退化或者可能在灾难性事件期间受损。