VW振弦感應器自1970年代起開始在美國蓬勃發展,成為大地/建物監測上不可或缺的感應器。由於它本身設計的原理特質,它比起電阻/電壓式感應器更能長時間的在實驗室以外的工作區域運作。
但其實振弦監測技術早在二次大戰之前, 於1930年代初期便使用在許多大型的水壩的安全監測上。 即使歷經了二次大戰的摧殘,相當多的振弦感應器在戰爭後依舊能正常使用運行, 在不少長時間持續監測的水壩上,甚至有超過50年依舊有效的振弦感應器, 也反映出了其堅韌耐用的特性。
如何理解振弦感應器的品質?
隨著越來越多廠商投入振弦感應器的研究, 市面上出現非常多帶有”振弦”名稱的感應器名稱讓人眼花撩亂。但該如何判斷振弦感應器的品質呢?
在法國與美國VW的研究專家 J. L. BORDES and P. J. DEBREUILLE 於1970年代關於當時 Vibrating Wire Instruments (VW振弦感應器)的設計與使用狀況,顯示當時的振弦感應器多數標準使用壽命都可以超過10年以上,長達20年。
“在總共 3,346 個(VW振弦)應變片使用中，30 年後僅有 18% 故障。”
J. L. BORDES & P. J. DEBREUILLE
Some Facts About Long-Term Reliability of Vibrating Wire Instruments- 1975年
上述圖1.顯示振弦感應器在歷經0~30年期間的變化。
根據 J. L. BORDES and P. J. DEBREUILLE 在1975年代的研究, 當時的振弦感應器使用壽命極長, 多數的VW振弦感應器都能使用超過甚至30年,僅用18%的振弦感應器發生故障。
隨著科技持續的進步,尤其在更複雜的電路設計上的突破,振弦感應器也開始帶入了更多更複雜的功能,其中包含更多的電路使用。 由於複雜的電路設計,耐用性往往不如傳統振弦設計的耐用久,這也導致了當今的振弦感應器壽命往往不太可能再像過去一樣超過20年以上。 但即便如此, 一個優秀設計並生產的振弦感應器, 在正確的使用下仍應該要有能使用超過10年以上的壽命穩定性。
J. L. BORDES and P. J. DEBREUILLE 提到振弦感應器故障最常遭遇的狀況: 電纜線遭到破壞, 施工人員未正確安裝, 雷擊, 最後是感應器未被正確的設計與製造。 前三者都屬現場遭遇的狀況,唯獨最後一個 “感應器未被正確的設計與製造“是感應器製造商的責任。
如果振弦感應器,在正確的使用未受到外力破壞下, 其使用壽命若無法提供至少5到10年以上的穩定數值,則此振弦感應器的設計與生產過程必然有嚴重的瑕疵。
上圖為GEOKON 振弦鋼筋計的構造解說。
美國 GEOKON 自1979年以來,不斷研究並累積了大量的專利振弦技術與製造能力, 確保能生產並製造出符合傳統振弦耐用標準的真正振弦感應器。