一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置及检测方法制造方法及图纸

一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置及检测方法，属于工程结构检测技术领域。该检测装置将分布式光纤传感器、加热层和隔热层铺设在钢管混凝土的顶部，对钢管混凝土的温度数据进行采集和分析，便可以判断结构内部是否存在内表层空腔，以及空腔的长度和高度的定量尺寸。相比传统的点式检测方法，该方法更加简单、快速，可以将一段钢管混凝土结构同时进行检测，并且不会存在点式检测方法由于测点分布不够密集而导致内表层空腔漏检的情况发生。该方法属于无损检测，不会对待检测结构造成破坏，检测装置也可以重复利用，检测成本较低。该分布式光纤检测方法通过隔热层将待检测结构与外界环境隔绝开来，几乎不受外界因素的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置及检测方法
本专利技术涉及一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置及检测方法，属于工程结构检测
，具体来说是钢管混凝土结构在施工过程中将混凝土浆体压入钢管之后，采用分布式光纤传感器测温技术对结构中是否存在内表层空腔以及空腔的尺寸进行定量检测的一种方法。
技术介绍
钢管混凝土(Concrete-filledsteeltube，缩写为CFST)是将混凝土填充入钢管内形成的结构。钢管混凝土从材料学设计原理来讲是一种复合材料，它是由金属钢和无机非金属的混凝土所复合而成的，是钢-混凝土组合结构中最重要的一种形式。其复合设计的原理是：混凝土受到钢管壁的紧箍作用，强度和韧性大大提高；钢管中填充了混凝土，可提高结构的稳定性并减少用钢量；组合材料的综合性价比明显优于以上材料自身。钢管混凝土在桥梁墩柱、拱肋等部位的应用已经有上百年的历史，最早有关钢管混凝土的应用报道是1879年建成的英国Severn铁路桥的桥墩。法国Conidere于1902年开始探索三向应力混凝土性能，也证实了套箍(约束)状态下混凝土能提高其承载力。19本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置，它包括分布式光纤传感器(1)、向钢管混凝土(2)内部输入热流的加热层(3)、阻止加热层(3)热量向外界扩散的隔热层(4)、分布式光纤传感器(1)的数据采集仪器(5)和用于加热层(3)的温度调节装置(6)，其特征在于：所述分布式光纤传感器(1)沿钢管混凝土(2)纵向布设在钢管外侧顶部，采用胶黏的方法使其与钢管混凝土(2)固定，并将分布式光纤传感器(1)的两端与数据采集仪器(5)电连接；所述加热层(3)覆盖于钢管混凝土(2)的上半部分，并通过引线(7)与温度调节装置(6)电连接；所述隔热层(4)覆盖于加热层(3)的上部；所述钢管混凝土(2)包括钢管(8)...

【技术特征摘要】
1.一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测装置，它包括分布式光纤传感器(1)、向钢管混凝土(2)内部输入热流的加热层(3)、阻止加热层(3)热量向外界扩散的隔热层(4)、分布式光纤传感器(1)的数据采集仪器(5)和用于加热层(3)的温度调节装置(6)，其特征在于：所述分布式光纤传感器(1)沿钢管混凝土(2)纵向布设在钢管外侧顶部，采用胶黏的方法使其与钢管混凝土(2)固定，并将分布式光纤传感器(1)的两端与数据采集仪器(5)电连接；所述加热层(3)覆盖于钢管混凝土(2)的上半部分，并通过引线(7)与温度调节装置(6)电连接；所述隔热层(4)覆盖于加热层(3)的上部；所述钢管混凝土(2)包括钢管(8)和其内部混凝土(9)两部分，也存在需要检测的内表层空腔(10)；所述分布式光纤传感器(1)包括各种类型的单模和多模传感光纤，分布式光纤传感器(1)的类型、尺寸需根据钢管混凝土(2)的尺寸和用途进行选择；所述加热层(3)，内部是分布均匀的加热丝(11)，外部是保护加热丝的绝缘布(12)，加热丝(11)使用包括碳纤维和合金材料，加热丝(11)的类型、尺寸需根据所要制作加热层(3)的尺寸和功率决定，绝缘布(12)选择硅橡胶、聚氯乙烯绝缘材料；所述隔热层(4)选用橡塑海绵导热系数较低的材料；所述分布式光纤传感器(1)的数据采集仪器(5)包括适用于单模和多模传感光纤的基于布里渊散射、拉曼散射和瑞利散射的分布式光纤数据采集仪器；所述加热层的温度调节装置(6)包括各种调节加热丝(11)发热功率的调压器或装置。


2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土内表层空腔的定量检测方法，其特征在于：采用下列步骤：
第一步、将待检测既有的钢管混凝土(2)结构外表面清理干净；
第二步、分布式光纤传感器(1)的布设，将分布式光纤传感器(1)沿纵向布设于待检测钢管混凝土(2)的顶部，并用胶水将两者进行粘结；
第三步、将加热层(3)覆盖于钢管混凝土(2)的上半部分，使其两者间贴合，并在在加热层(3)上部覆盖隔热层(4)；
第四步、将分布式光纤传感器(1)两端与数据采集仪器(5)电连接，将加热层(3)的引线(7)与温度调节装置(6)电连接，准备进行钢管混凝土内表层空腔(10)的定量检测；
第五步、将温度调节装置(6)通电，使得加热层(3)开始加热，向钢管混凝土(2)内部均匀释放热量，同时使用数据采集仪器(5)连续采集分布式光纤传感器(1)所测量的钢管混凝土(2)顶部的实时温度数据；
第六步、一段时间后，将温度调节装置(6)断电，使得加热层(3)停止加热，数据采集仪器(5)也停止对分布式光纤传感器(1)温度数据的采集；
第七步、钢管混凝土内表层空腔(10)的识别和定位，根据分布式光纤传感器(1)所测量的分布式温度数据，绘制钢管混凝土(2)顶部的温度分布曲线(13)；通过识别温度分布曲线(13)上的温度异常区域(14)，实现钢管混凝土的内表层空腔(10)识别和定位；
第八步、钢管混凝土内表层空腔长度L的确定，将温度异常区域(14)中温度变化最大点(15)所对应的位置认定为内表层空腔(10)的纵向边界位置，实现钢管混凝土内表层空腔(10)长度L的定量识别；...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新，龚士林，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21