一种测量混凝土内部湿度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量混凝土内部湿度的装置，包括油石外壳、油石外壳盖、吸水感应装置和空腔填充体组成，吸水感应装置置于油石外壳内，吸水感应装置的底端与油石外壳的内底板紧密贴合，吸水感应装置的顶端与油石外壳盖内侧壁紧密贴合，吸水感应装置与应变测量仪通过导线连接，油石外壳与吸水膨胀橡胶之间的圆环形的空腔内填充有空腔填充体，油石外壳与油石外壳盖之间紧密粘结。同时，本发明专利技术也解决了探头式传感器湿度测量准确性差的技术问题，提供了混凝土的湿度与其应变值相关联的测量混凝土内部湿度的装置和方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及湿度测量装置及其测试方法，尤其是一种水泥基材料(水泥砂浆、混凝土等)水化过程中内部湿度测量装置及其测试方法，属于工程材料检测领域。
技术介绍
混凝土是一种水硬性材料，其强度随着水化程度的进行而不断变大。随着水化的进行，其内部的湿度也是变化的。有关混凝土材料性能的试验中，内部湿度的变化是一项重要的内容，研究内部湿度与水化程度的关系的实验中，湿度的准确测量成为一项关键的内容。众所周知，混凝土内部湿度的测量是一个世界性难题。传统湿度测量的湿度传感器往往价格很高，体积庞大，很难直接埋置在混凝土内部，传统做法往往是只将探头一部分伸入混凝土里，一部分在混凝土外部。而这样对混凝土的整体性破坏较大。另外，探头式传感器当湿度稍大时很容易结露，若不及时擦去，将严重影响测量的准确性。若擦去则需要拔出，这样又会对内部环境造成扰动。本文中方法混凝土与透水油石接触，透水油石又直接与吸水膨胀橡胶接触，从根本上消除结露的问题。并且该种传感器体积小，可埋入混凝土中，对混凝土结构破坏小，造价又很低廉，适合大范围内多点测量。
技术实现思路
本专利技术需要解决的是探头式传感器湿度测量准确性差的技术问题，提供了一种将湿度与应变关联在一起的测量混凝土内部湿度的装置和方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种测量混凝土内部湿度的装置，该装置由圆柱形油石外壳、油石外壳盖、吸水感应装置和空腔填充体组成，吸水感应装置置于油石外壳内，吸水感应装置的顶端与油石外壳盖内壁紧密贴合，吸水感应装置的底端与油石外壳的内底板紧密贴合，吸水感应装置与应变测量仪连接在导线上，油石外壳与吸水感应装置之间的圆环形的空腔内填充有空腔填充体，油石外壳与油石外壳盖之间紧密粘结。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述吸水感应装置由上下两块呈圆柱形结构的吸水膨胀橡胶、设置在两块吸水膨胀橡胶中间的应变片、与应变片连接的导线组成，导线的另一端连接在油石外壳外部的应变测量仪上。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述吸水感应装置置于油石外壳的内部中央。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述吸水膨胀橡胶的体积膨胀率为4-6倍。本专利技术技术方案的进一步改进在于：空腔填充体的弹性模量为7-8MPa,泊松比为0.45-0.5，粘度为2000-3000cps,固化时间为20-25小时双组份硅胶。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述应变片和吸水膨胀橡胶通过环氧树脂胶固定粘结，应变片与吸水膨胀橡胶的横截面面积比为1:3-1:4。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述油石外壳的开口处设置有导出导线的凹形槽，凹形槽的纵向截面呈圆形或弧形。一种测量混凝土内部湿度的方法，包括以下步骤：①将传感器放入温湿度调节箱中，调节温度为室温，湿度设定为0％，把导线5接在应变测量仪上，待示数稳定后，该应变即为湿度为0％时对应的应变；②将湿度分别设置为5％，10％，待示数稳定后，分别读取相应的应变值，按照10％的速率提高湿度，测取不同湿度下对应的应变值；③画出湿度-应变图线，并拟合曲线，得出拟合方程；④使用该传感器时，先将传感器根据使用具体情况稍微湿润一下，在浇筑混凝土的同时，将该装置浇筑在混凝中，将圆柱体测量头放置在需要测量的位置，将导线出露头接在应变测量仪上，这样就可以采集随时间变化的应变数据；⑤采集数据，将得到的应变数据代入步骤③中得出的拟合方程，得出该应变下的湿度值。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤①的应变值由三向应力可列出如下计算式得到： ϵ 1 = 1 E [ σ 1 - μ ( σ 2 + σ 3 ) ] 0 = 1 E [ σ 2 - μ ( σ 1 + σ 3 ) ] 0 = 1 E [ σ 3 - μ ( σ 1 + σ 2 ) ] ]]>其中，E—空腔填充体(4)的弹性模量，μ—空腔填充体(4)的泊松比，σ1—吸水膨胀橡胶(3)的径向最大膨胀应力，σ2—空腔填充体(4)的圆周方向应力，σ3—空腔填充体(4)的轴向应力，ε1—空腔填充体(4)的直径方向应变，整理得[ε1,σ2,σ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：该装置由圆柱形油石外壳(1)、油石外壳盖(2)、吸水感应装置和空腔填充体(4)组成，吸水感应装置置于油石外壳(1)内部中央，吸水感应装置的顶端与油石外壳盖(2)内壁紧密贴合，吸水感应装置的底端与油石外壳(1)的内底板紧密贴合，吸水感应装置与应变测量仪(7)连接在导线(5)上，油石外壳(1)与吸水感应装置之间的圆环形的空腔内填充有空腔填充体(4)，油石外壳(1)与油石外壳盖(2)之间紧密粘结。

【技术特征摘要】
1.一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：该装置由圆柱形油石外壳(1)、油石外壳盖(2)、吸水感应装置和空腔填充体(4)组成，吸水感应装置置于油石外壳(1)内部中央，吸水感应装置的顶端与油石外壳盖(2)内壁紧密贴合，吸水感应装置的底端与油石外壳(1)的内底板紧密贴合，吸水感应装置与应变测量仪(7)连接在导线(5)上，油石外壳(1)与吸水感应装置之间的圆环形的空腔内填充有空腔填充体(4)，油石外壳(1)与油石外壳盖(2)之间紧密粘结。2.根据权利要求1所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述吸水感应装置由上下两块呈圆柱形结构的吸水膨胀橡胶(3)、设置在两块吸水膨胀橡胶(3)中间的应变片(6)、与应变片(6)连接的导线(5)组成，导线(5)的另一端连接在油石外壳(1)外部的应变测量仪(7)上。3.根据权利要求1所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述油石外壳(1)与油石外壳盖(2)之间用环氧树脂胶粘结。4.根据权利要求2所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述吸水膨胀橡胶(3)的体积膨胀率为4-6倍。5.根据权利要求4所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述空腔填充体(4)的弹性模量为7-8MPa,泊松比为0.45-0.5，粘度为2000-3000cps，固化时间为20-25小时双组份硅胶。6.根据权利要求2所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述应变片(6)和吸水膨胀橡胶(3)通过环氧树脂胶固定粘结，应变片(6)与吸水膨胀橡胶(3)的横截面面积比为1:3-1:4。7.根据权利要求6所述的一种测量混凝土内部湿度的装置，其特征在于：所述油石外壳(1)的开口处设置有导出导线(5)的凹形槽，凹形槽的纵向截面呈圆形或弧形。8.一种测量混凝土内部湿度的方法，包括以下步骤：①将传感器放入温湿度调节箱中，调节温度为室温，湿度设定为0％，把导线5接在应变测量仪上，待示数稳定后，该应变即为湿度为0％时对应的应变；②将湿度分别设置为5％，10％，待示数稳定后，分别读取相应的应变值，按照10％的速率提高湿度，测取不同湿度下对应的应变值；③画出湿度-应变图线，并拟合曲线，得出拟合方程；④使用该传感器时，先将传感器根据使用具体情况稍微湿润一下，将该装置浇筑在混凝中，将圆柱体测量头放置在需要测量的位置，将导线出露头接在应变测量仪上，采集随时间变化的应变数据；⑤将得到的应变数据代入步骤③中得出的拟合方程，得出该应变下的湿度值。9.根据权利要求8所述的一种测量混凝土内部湿度的方法，其特征在于：所述步骤①的应变值由三向应力可列出如下计算式得到： ϵ 1 = 1 E [ σ 1 - μ ( σ 2 + σ 3 ) ] 0 = 1 E [ σ 2 - μ ( σ 1 + σ 3 ) ] 0 = 1 E [ σ 3 - μ ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大伟，
申请(专利权)人：河北省电力勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13