传感器能够防止连接明尼苏达州(Minnesota)明尼亚波利斯市(Minneapolis)和圣保罗市(Saint Paul)的35W州际公路大桥出现损失惨重的坍塌吗？在美国联邦强制性每两年一次的检查期间，巡视员漏掉了逐渐扩大的裂缝吗？没有人知道，因为灾难的原因尚有待确定。然而，一件事情是确定的：在美国总共594,470 座桥梁中有105,981座钢桥，其中，只有4座被分类为存在“结构缺陷”，它们由道路维护人员进行了裂缝修补并已被诊断为有效的治愈。其它的桥梁只是周期性地重复检查，看看是否修补是否有效—尽管驾驶员继续使用这些桥梁。
“我们的公司拥有唯一能够诊断已修补桥梁的裂缝是否已停止扩大的技术，”Material Technologies公司(Los Angeles)负责政府项目的总监兼副总裁Bill Berks说，“迄今为止，我们只是在宾夕法尼亚州检查了三座桥梁以及马萨诸塞州一座桥梁的裂缝，在那里我们发现若干已修补裂缝仍然在扩大。”
Materials Technologies今年年初刚刚完成了其裂缝诊断传感器技术，但是，据Berks说，道路修补人员已经可以更轻松地休息了。“在宾夕法尼亚州的道路修补人员喜欢我们，例如，他们说‘知道我们的修补是否有效之后，现在我们晚上能够睡个安稳觉了’，”Berks说道。
结果，宾夕法尼亚州已经签定了检查该州7座桥梁修补工作的合同，这些桥梁正由Materials Technologies公司的传感器进行测试。
传感器的工作原理
目前，检查桥梁安全性的标准方法是“视觉检查”。一个手持铁锤的检查工观看裂缝，偶尔敲打怀疑区域，并且只能根据经验听声音来识别是否存在空洞。视觉检查刚好能识别裂缝，究竟是否存在要利用磁性传感器、涡流、超声波或染料穿透方法最终确定。这些标准方法能够检测裂缝的存在，但是，任何一种方法都不能诊断是否已修补的裂缝是否仍然在扩大。
根据Material Technologies公司透露，其电化学疲劳传感器是能够诊断已修补裂缝是否仍然在扩大的唯一可行技术。
“当一座桥梁受到周期性重压时，它产生很少的微电流，”Berks解释说。“我们检测电流的方法非常类似于心电图仪(EKG)检查你的心脏的方法。我们采用专有的电解液并贴在看起来像EKG片一样的(修补)片上。这些传感器形成了一种电池—在这里桥梁就是一根电极，电极的导线从一个传感器通向一个恒电势器。”
在电解电池—在这里就是桥梁—中，恒电势器是一个传感单元，它保持电极的电势相对于第二个参考电极处于恒定的电位。根据欧姆定律，所形成的电路通过感测桥梁电阻的变化控制跨越桥梁的电势，并改变电流以保持电压恒定。
“我们把恒定的电压作用于传感器之中，从而把微小的电流注入桥梁之中。然后，我们测量当汽车和卡车由桥面驶过时由恒电势器输出的电流，并把测量结果通过无线电发送到一台计算机，”Berks说道。
该计算机然后分析电流以获得周期性模式泄露出的实情，从而使Material Technologies能够确定已修补的裂缝是否已经有效，或它是否仍然在扩大。在采用了电极片之后，整个过程仅仅花费几分钟的时间。
即使在桥梁中不存在可见的裂缝，通过把它的电极放置在桥梁结构图中能被识别为重要的疲劳位置的地方，Material Technologies仍然能够诊断一座健康的桥梁。然而，为了诊断已修补的裂缝是否仍然在扩大，电极片要放置在修补区域的各个端点。
“在实验室中，我们能够识别小到10微米的正在扩大的裂缝，”Berks说，“在现场，我们能够识别小到1%英寸的裂缝，这种裂缝比肉眼能够看到的还要细。”
Material Technologies公司声称其传感器能够检测以每分钟几个分子的速度扩大的裂缝，从而提前几年发现可能对安全构成危害的裂缝。此外，早期诊断意味着由道路修补人员执行的修补更为经济，因为当裂缝还小的时候，修补起来要更为容易。
不幸的是，已修补的裂缝不能让传感器永久地附着于桥梁上，以便远程确定是否新的裂缝已经形成或已修补的裂缝是否已经再次扩大，因为在传感器片之间的电极和桥梁都是含水，会随着时间的推移，其中的水份会蒸发掉。
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