一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于混凝土结构耐久性监测技术领域，涉及一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置，主体结构包括上连杆、混凝土构件、横向密封箱、纵向密封箱、移动导杆、探针发射箱、多通道数据采集器、调频发射机、计算机、辅助轮、下连杆和无线温度传感器，探针将测得的加速度数据传递至多通道数据采集器后通过调频信号发射机实时传输给计算机，计算机根据探针撞击混凝土构件过程中加速度随时间的变化关系，经由计算公式得到混凝土构件的弹性模量，并实时绘制混凝土构件的弹性模量变化曲线，能够上下移动的探针，便于监测混凝土构件不同部位的弹性模量，实现了简单、快速、准确、连续地测量水下混凝土构件的弹性模量。

【技术实现步骤摘要】
一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置
：本技术属于混凝土结构耐久性监测
，涉及一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置，通过监测水下混凝土构件的弹性模量，对水下混凝土构件的冻融损伤进行原位评估。
技术介绍
：在寒冷地区或冻融环境中，混凝土构件内部孔隙中的水分由于结冰产生冻胀应力，导致混凝土构件产生不同程度的损伤，对安全性和耐久性产生不良影响。现有技术中，现场测试混凝土构件弹性模量的装置及方法主要适用于陆地上的混凝土构件，例如：中国专利201710222638.3公开的一种带水准混凝土弹性模量测定装置，包括上环和下环，所述上环和下环上下布置，且上环和下环都设置有固定被测混凝土的紧固装置；所述上环上还设置有圆水准器，在上环和下环之间固定有定位板，所述定位板用于固定上环与下环之间的距离；在上环上设置有千分表支架，在下环上设置有接触杆，千分表支架与接触杆之间用于放置千分表；其通过固定架间的微变形量计算出混凝土的弹性模量值。中国专利201810780463.2公开的一种移动终端控制的便携式动弹性模量测定仪，包括：主机、发射器和接收器，所述主机包括广播模块、设备连接模块、处理器和锂离子电池，所述主机是长方体，主机内部安装广播模块、设备连接模块、处理器、和锂离子电池，发射器和接收器在主机外部，发射器和接收器与主机通过线缆连接，移动终端与该装置的设备连接模块进行一对一的连接并通过广播模块进行双向无线通信。所述设备连接模块用于在广播模块广播之前，将该装置标识信息发送至目标移动终端，使移动终端准确、快速的控制该装置。所述广播模块用于将移动终端与该装置的信息传递。所述处理器用于控制发射器和接收器的开关及调节，同时将广播模块接收的信息进行数字信号转换，将信号传送给发射器，接收器将检测的信号传送给处理器，处理器将信号进行转换，经由广播模块发送给移动终端。所述移动终端，用于将控制该装置、计算数据并显示结果，其中计算数据并显示结果指的是移动终端经过自身的处理器将接收的数据进行傅里叶变换等一系列计算得到共振频率，显示实时发生频率、当前频率下的频谱图和当前幅值频率，扫描结束后，自动显示共振频率计算动弹性模量。所述移动终端可以通过下载社交客户端或者离线app进行对该装置的控制；其通过测得试件的频率及振幅经过傅里叶变换等一系列计算得到共振频率，利用共振频率计算动弹性模量。但是，水下混凝土构件长期处于低温度及大压强的环境中，相较于陆地上的混凝土构件更容易遭受到冻融破坏，并且水下的特殊环境使得目前的弹性模量测试装置无法发挥作用，所以现阶段对水下混凝土构件力学性能的测试多通过潜水人员水下取芯，陆地上进行弹性模量的方式实现，其不仅会对水下作业人员带来一定的生命危险，而且，获得的弹性模量测试结果受限于季节、温度、时间及经济条件等因素，不具有连续性及代表性，无法精确评估混凝土构件冻融损伤的程度。因此，对已建水下混凝土构件进行原位弹性模量测试，以评估其冻融损伤程度，具有十分重要的意义。
技术实现思路
：本技术的目的在于克服现有技术存在的无法实时、连续原位监测水下混凝土构件冻融损伤的缺点，寻求设计一种基于弹性模量的水下混凝土构件冻融损伤的原位监测装置。为了实现上述目的，本技术涉及的水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置的主体结构包括上连杆、混凝土构件、横向密封箱、纵向密封箱、移动导杆、探针发射箱、多通道数据采集器、调频发射机、计算机、辅助轮、下连杆和无线温度传感器；上连杆的一端与混凝土构件连接，另一端与横向密封箱连接，横向密封箱分别与纵向密封箱和移动导杆连接，纵向密封箱通过纵向密封箱内设置的次滑轮与探针发射箱连接，探针发射箱与多通道数据采集器连接，多通道数据采集器通过调频发射机与计算机连接，移动导杆穿过探针发射箱上设置的两列辅助轮与下连杆的一端连接，下连杆的另一端与混凝土构件连接，下连杆上设置有无线温度传感器；计算机分别与横向密封箱、探针发射箱和无线温度传感器连接。本技术涉及的横向密封箱内设置有一号防水电源和潜水电机，一号防水电源和潜水电机通过一号无线开关连接，潜水电机上设置有主滑轮、卷筒和导向轮。本技术涉及的传动链条经过导向轮依次与主滑轮、卷筒和次滑轮连接。本技术涉及的探针发射箱的内部设置有二号防水电源和弹簧组，二号防水电源通过二号无线开关与电磁铁连接，弹簧组与钢板框连接，钢板框的左端设置有铁块，钢板框的右端设置有一号磁铁，探针发射箱的端部设置有内空式结构的导管，导管的内端设置有二号磁铁，导管的外端设置有滑轮，导管中设置有发射导杆，导管与发射导杆之间设置有密封橡胶圈，发射导杆的端部设置有探针。本技术涉及的上连杆与混凝土构件和横向密封箱、下连杆与混凝土构件和移动导杆以及探针发射箱与辅助轮均通过防松螺母连接，横向密封箱和探针发射箱与防松螺母之间以及探针发射箱与次滑轮之间均做密封处理，具有良好的防水效果；横向密封箱、纵向密封箱和探针发射箱是由厚度为5mm的不锈钢制作的电气密封箱；上连杆和下连杆选用外径为15mm，内径为8mm的无缝钢管，以保证上连杆和下连杆的受力均匀并且能够减轻自重；多通道数据采集器与探针电连接；调频发射机为双向调频发射机；一号防水电源和二号防水电源均为锂电池；无线温度传感器能够实时监测水温以反映混凝土构件是否处于冻融状态；潜水电机为充油式潜水电机；一号磁铁和二号磁铁均为N极强力磁铁；探针为加速度式探针。本技术与现有技术相比，探针将测得的加速度数据传递至多通道数据采集器后通过调频信号发射机实时传输给计算机，计算机根据探针撞击混凝土构件过程中加速度随时间的变化关系，经由计算公式得到混凝土构件的弹性模量，并实时绘制混凝土构件的弹性模量变化曲线，能够上下移动的探针，便于监测混凝土构件不同部位的弹性模量，实现了简单、快速、准确、连续地测量水下混凝土构件的弹性模量；其结构简单，操作方便，能够重复利用，采用同极的高强磁铁通过非接触传力的方式为探针的发射提供动力，解决了密封问题，通过探针获取的加速度数据来计算混凝土构件的弹性模量，进而得到弹性模量的损失量，对水下混凝土构件的冻融损伤进行实时的原位监测，解决了水下混凝土构件冻融损伤监测成本大、危险系数高、数据不连续等问题，避免了人为读数引起的误差。附图说明：图1为本技术的主体结构原理示意图。图2为本技术的局部结构原理是意图。图3为本技术涉及的探针发射箱的内部结构原理示意图。图4为本技术的数据传输原理示意图。具体实施方式：下面通过实施实例并结合附图对本技术做进一步描述。实施例1：本实施例涉及的水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置的主体结构包括上连杆1、混凝土构件2、横向密封箱3、纵向密封箱4、移动导杆5、探针发射箱6、多通道数据采集器7、调频发射机8、计算机9、辅助轮10、下连杆11、无线温度传感器12、传动链条13、防松螺母14、一号防水电源31、潜水电机32、一号无线开关33、主滑轮34、卷筒35、导向轮36、次滑轮41、二号防水电源601、弹簧组602、二号无线开关603、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置，其特征在于主体结构包括上连杆、混凝土构件、横向密封箱、纵向密封箱、移动导杆、探针发射箱、多通道数据采集器、调频发射机、计算机、辅助轮、下连杆和无线温度传感器；上连杆的一端与混凝土构件连接，另一端与横向密封箱连接，横向密封箱分别与纵向密封箱和移动导杆连接，纵向密封箱通过纵向密封箱内设置的次滑轮与探针发射箱连接，探针发射箱与多通道数据采集器连接，多通道数据采集器通过调频发射机与计算机连接，移动导杆穿过探针发射箱上设置的两列辅助轮与下连杆的一端连接，下连杆的另一端与混凝土构件连接，下连杆上设置有无线温度传感器；计算机分别与横向密封箱、探针发射箱和无线温度传感器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置，其特征在于主体结构包括上连杆、混凝土构件、横向密封箱、纵向密封箱、移动导杆、探针发射箱、多通道数据采集器、调频发射机、计算机、辅助轮、下连杆和无线温度传感器；上连杆的一端与混凝土构件连接，另一端与横向密封箱连接，横向密封箱分别与纵向密封箱和移动导杆连接，纵向密封箱通过纵向密封箱内设置的次滑轮与探针发射箱连接，探针发射箱与多通道数据采集器连接，多通道数据采集器通过调频发射机与计算机连接，移动导杆穿过探针发射箱上设置的两列辅助轮与下连杆的一端连接，下连杆的另一端与混凝土构件连接，下连杆上设置有无线温度传感器；计算机分别与横向密封箱、探针发射箱和无线温度传感器连接。


2.根据权利要求1所述的水下混凝土构件冻融损伤原位监测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍玖文，于子浩，张鹏，李树国，赵铁军，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东;37