一种钢筋锈蚀传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢筋锈蚀传感装置，涉及钢筋锈蚀监测技术领域。本发明专利技术钢筋锈蚀传感装置包括钢筋锈蚀传感器，钢筋锈蚀传感器内部的压电片和被测金属片连接组成耦合压电阻抗系统。钢筋锈蚀传感器与被监测钢筋同时浇筑与混凝土中，被测金属片在监测过程中不断被腐蚀，腐蚀导致的金属片晶体结构变化和质量折减都将引起传感器的耦合压电阻抗系统弯曲刚度损失，最终表现为传感器耦合压电阻抗的改变，通过对阻抗的改变进行检测，反映出混凝土中钢筋的锈蚀情况。本发明专利技术装置能够精准获取钢筋锈蚀进程的信号，不受混凝土及所处环境湿度等因素的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋锈蚀传感装置
本专利技术涉及钢筋锈蚀监测
，特别是涉及一种钢筋锈蚀传感装置。
技术介绍
混凝土中的钢筋受氯离子侵蚀和碳化等影响，容易产生锈蚀问题，从而可能导致构件损伤失效，严重时还会造成结构整体的破坏坍塌。目前市场上较为成熟的钢筋锈蚀监测方法是基于电化学的阳极梯锈蚀监测系统。阳极梯是通过测定阳极区腐蚀前后宏电流的变化实现对于钢筋锈蚀的预测与识别，但是以电流为研究对象的电化学监测效果容易受到混凝土的阻抗影响，材料处于饱水状态和干燥状态下该影响更加明显。研究发现，仅当混凝土中湿度达到95％以上时，混凝土的电阻处于较低水平，此时宏电流才表现显著。但内部湿度过大会使得阳极表面电子聚集，从而表现为阳极平衡电位的明显负移，这样容易造成一种脱钝的错误反馈。因此，阳极梯无法应用于高湿度的水下环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钢筋锈蚀传感装置，以实现精准获取钢筋锈蚀进程的信号，不受混凝土所处环境湿度影响的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种钢筋锈蚀传感装置，包括钢筋锈蚀传感器；所述钢筋锈蚀传感器包括压电片和被测金属片；所述压电片和所述被测金属片通过中间介质连接，构成耦合压电阻抗系统；在工作状态下，所述钢筋锈蚀传感器布置在混凝土内。可选地，所述压电片和所述被测金属片为等直径的圆柱形，所述被测金属片的材质与混凝土内的被监测钢筋的材质相同。可选地，所述被测金属片未与所述压电片进行连接的圆形表面为自由面，所述耦合压电阻抗系统除所述自由面以外的所有部分均进行防水封装。可选地，所述钢筋锈蚀传感器还包括保护外壳，所述保护外壳分为上保护外壳和下保护外壳；所述上保护外壳的表面设有接触孔，所述接触孔上设置有不锈钢网，所述不锈钢网用于阻挡混凝土中水泥砂浆的侵入。可选地，所述钢筋锈蚀传感装置还包括支撑架；所述钢筋锈蚀传感器通过所述支撑架布置在混凝土内。可选地，所述支撑架包括第一固定支架、第二固定支架、连接管、固定杆和螺栓；所述第一固定支架、所述第二固定支架和所述连接管组成所述钢筋锈蚀传感器的放置面；所述钢筋锈蚀传感器通过所述连接管固定在所述钢筋锈蚀传感器的放置面上；所述固定杆通过所述螺栓与所述第一固定支架和所述第二固定支架连接；在工作状态下，所述固定杆和至少一对所述连接管搭接在混凝土内的被监测钢筋上。可选地，所述钢筋锈蚀传感器的数量为多个，且每个所述钢筋锈蚀传感器均通过所述连接管固定在所述钢筋锈蚀传感器的放置面上。可选地，所述钢筋锈蚀传感装置还包括阴极棒；所述阴极棒为氧化钛材质，数量为一个；所述阴极棒与所述被测金属片通过导线连接；当所述钢筋锈蚀传感数量为多个时，全部所述被测金属片均与所述阴极棒连接；在工作状态下，所述阴极棒在混凝土浇筑时布置于混凝土里面靠近混凝土表面的位置。可选地，所述钢筋锈蚀传感装置还包括测量接口；所述测量接口的正极与所述压电片的正极通过导线连接，所述测量接口的负极与所述压电片的负极通过导线连接；所述测量接口的数量与所述钢筋锈蚀传感器的数量相同；在工作状态下，所述测量接口布置在混凝土表面外任意位置，所述测量接口用于与阻抗测试仪连接。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的钢筋锈蚀传感装置安装在被监测钢筋的混凝土保护层内，与被监测钢筋同时浇筑，二者处于相同的工作环境中。当混凝土中的钢筋因碳化、氯离子侵蚀、酸性物质腐蚀等原因发生锈蚀时，相应位置处的传感器也会处于类似的锈蚀工况，因此可以根据测定的传感器锈蚀情况反映该位置处钢筋的锈蚀状态，即用传感器的锈蚀状态来表征钢筋的锈蚀进度与锈蚀程度程度。本专利技术装置的传感器在锈蚀前后压电阻抗信号稳定，不受混凝土所处环境湿度等的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术钢筋锈传感器结构图；图2为本专利技术锈蚀传感装置工作示意图；图3为本专利技术锈蚀传感装置安装俯视图；图4为本专利技术锈蚀传感装置安装侧视图。符号说明：1—钢筋锈蚀传感器，2—上保护外壳，3—接触孔，4—被测金属片，5—压电片，6—下保护外壳，7—防屏蔽导线，8—固定支架，9—连接管，10—引出口，11—固定杆，12—螺栓，13—集装盒，14—BNC接口，15—阴极棒，16—被监测钢筋。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种钢筋锈蚀传感装置，能够精准获取钢筋锈蚀进程的信号，不受混凝土所处环境湿度的影响。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术装置安装在被监测钢筋的混凝土保护层内，与被监测钢筋同时浇筑，二者处于相同的工作环境中。当混凝土中的钢筋因碳化、氯离子侵蚀、酸性物质腐蚀等原因发生锈蚀时，相应位置处的传感器也会处于类似的锈蚀工况，因此可以根据测定的传感器锈蚀情况反映该位置处钢筋的锈蚀状态。本专利技术将压电阻抗技术与阳极梯监测设计理念结合，开发了一种新型的钢筋锈蚀传感装置。本专利技术装置包括钢筋锈蚀传感器，如图1所示，钢筋锈蚀传感器1(以下简称传感器1)包括压电片5和被测金属片4，被测金属片4与混凝土中的被监测钢筋的材质相同。可选地，压电片5和被测金属片4为等直径的圆柱体结构，二者通过中间介质，即环氧树脂胶，均匀紧密粘贴在一起，构成耦合压电阻抗系统。可选地，传感器1还包括上保护外壳2和下保护外壳6，压电片5和被测金属片4构成的耦合压电阻抗系统内置在上保护外壳2和下保护外壳6中。可选地，本实施例中所用导线均为防屏蔽导线7。压电片5的正极区域与防屏蔽导线7的线芯焊接，压电片5的负极区域与防屏蔽导线7的铜网层焊接，被测金属片4仅与焊接防屏蔽导线7的线芯焊接即可。作为一种优选的实施方式，耦合压电阻抗系统中除去自由面以外的所有部分均用硅胶材料包裹形成防水封装，以延长传感器1在潮湿环境下的使用寿命，所述自由面为被测金属片4未与压电片5进行粘贴的圆形表面。可选地，上保护外壳2上设置多个接触孔3，透过接触孔3环境中的腐蚀性物质可以侵入被测金属片4的自由面从而造成传感器锈蚀。设置多个接触孔3的目的是使得传感器1与所监测钢筋处于相同的工作环境，从而可以通过测定传感器1的锈蚀程度来反映钢筋的锈蚀情况。在混凝土浇筑过程中，水泥砂浆可能通过接触孔3侵入传感器1的内部，并附着在金属片4的自由面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，包括钢筋锈蚀传感器；/n所述钢筋锈蚀传感器包括压电片和被测金属片；所述压电片和所述被测金属片通过中间介质连接，构成耦合压电阻抗系统；/n在工作状态下，所述钢筋锈蚀传感器布置在混凝土内。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，包括钢筋锈蚀传感器；
所述钢筋锈蚀传感器包括压电片和被测金属片；所述压电片和所述被测金属片通过中间介质连接，构成耦合压电阻抗系统；
在工作状态下，所述钢筋锈蚀传感器布置在混凝土内。


2.根据权利要求1所述的钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，所述压电片和所述被测金属片为等直径的圆柱形，所述被测金属片的材质与混凝土内的被监测钢筋的材质相同。


3.根据权利要求2所述的钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，所述被测金属片未与所述压电片进行连接的圆形表面为自由面，所述耦合压电阻抗系统除所述自由面以外的所有部分均进行防水封装。


4.根据权利要求1所述的钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，所述钢筋锈蚀传感器还包括保护外壳，所述保护外壳分为上保护外壳和下保护外壳；所述上保护外壳的表面设有接触孔，所述接触孔上设置有不锈钢网，所述不锈钢网用于阻挡混凝土中水泥砂浆的侵入。


5.根据权利要求1所述的钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，还包括支撑架；所述钢筋锈蚀传感器通过所述支撑架布置在混凝土内。


6.根据权利要求5所述的钢筋锈蚀传感装置，其特征在于，所述支撑架包括第一固定支架、第二固定支架、连接管、固定杆和螺栓；
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【专利技术属性】
技术研发人员：邹笃建，罗玮，刘铁军，李伟杰，周傲，李烨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44