一种钢筋锈蚀监测传感器及其使用方法技术

一种钢筋锈蚀监测传感器，包括n个陶瓷压电声发射传感器、n根信号采集线、n个声信号放大器、n根信号输出线、信号接收器和用于依照陶瓷压电声发射传感器采集的信号进行汇总分析钢筋锈蚀情况的信号分析器，n为大于等于4的整数，所述陶瓷压电声发射传感器内埋于混凝土内部的陶瓷传感器，所述陶瓷压电声发射传感器通过信号采集线与声信号放大器连接，n个声信号放大器通过信号输出线与信号接收器连接，所述信号接收器与信号分析器连接。以及提供一种钢筋锈蚀监测传感器的使用方法。本发明专利技术操作简便、适用于各钢筋混凝土构件、精确度高、成本低廉、工程应用性强。工程应用性强。工程应用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋锈蚀监测传感器及其使用方法


[0001]本专利技术涉及钢筋锈蚀监测传感器及其使用方法，特别涉及一种基于声发射原理的钢筋锈蚀监测传感器及其使用方法。

技术介绍

[0002]混凝土材料作为如今使用最广泛的建筑材料，普遍应用于土木工程领域。钢筋腐蚀则是引起混凝土结构锈裂失效的主要原因，钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土结构锈胀开裂是结构承载力下降和服役性能降低的重要原因。据中科院海洋所公布的数据：每年我国腐蚀损失高达1.6万亿元，其中基础设施和建筑的腐蚀损失高达5000亿元。
[0003]因此，钢筋混凝土结构服役后对钢筋进行长期监测显得尤为重要，若能在钢筋生锈导致结构开裂前期监测发现，及时进行维修，能够极大延长结构服役寿命。
[0004]在土木工程领域中，锈蚀检测方法通常分为破损检测(DT)和无损检测(NDT)，前者是通过破型取出钢筋，在机械或化学除锈后通过检测钢筋直径和重量得出锈蚀率，其检测结果虽然较为准确，但通常会对构件造成一定程度的破坏而无法广泛应用；无损检测(NDT)是当今研究的热点，目前已扩展到水化监测、混凝土中含水量检测、钢筋锈蚀检测和钢筋位置检测等方面，在钢筋锈蚀监测方面，NDT能发现锈蚀的早期现象，以便在损伤严重之前进行修复。
[0005]无损检测中，声发射技术作为一种常用技术，其主要通过分析累计撞击数等声信号基本参数，可用于判断锈蚀发生情况。
[0006]近年来，利用声发射技术研究混凝土结构的稳定性、安全性，评估破损程度，定位开裂位置以及监测预报结构失稳成为一种常用的混凝土监测手段。通过对混凝土材料在破坏过程中的声发射特性研究，已建立了基本规律。
[0007]基于以上背景，中国专利授权公告号CN103575805A，申请公布日为2014年2月12日，名称为“一种混凝土中钢筋锈蚀超声监测传感器及用法”、中国专利授权公告号CN107345875A，申请公布日为2017年11月14日，名称为“基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法”等专利提出了基于声发射原理的钢筋锈蚀监测传感器及其用法，用于钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀情况监测。
[0008]上述基于声发射技术的传感器，“一种混凝土中钢筋锈蚀超声监测传感器及用法”所述传感器通过内埋一组声信号发射、接受压电陶瓷的方式，达到监测锈蚀信号的效果。但是，单组传感器的定位误差往往达到5mm，相较于能够工程应用的高精度定位而言，还有一定距离。
[0009]并且，单组传感器仅能用于监测单根钢筋，而工程中钢筋混凝土构件常用形式梁、板、柱均为多根钢筋共同工作。在无法确定钢筋锈蚀位置的情况下，为满足全局监测，需在多根钢筋上均安装传感器，这种安装方式既不经济也不可靠。
[0010]以上问题亟待解决。因此，研发一高精度锈蚀监测方式，具有十分重要的工程价值，可大幅度提高对钢筋锈蚀监测的效率，造福社会。

技术实现思路

[0011]为了克服已有技术的不足,本专利技术提供一种操作简便、适用于各钢筋混凝土构件、精确度高、成本低廉、工程应用性强的钢筋锈蚀传感器及其使用方法。
[0012]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0013]一种钢筋锈蚀监测传感器，包括n个陶瓷压电声发射传感器、n根信号采集线、n个声信号放大器、n根信号输出线、信号接收器和用于依照陶瓷压电声发射传感器采集的信号进行汇总分析钢筋锈蚀情况的信号分析器，n为大于等于4的整数，所述陶瓷压电声发射传感器内埋于混凝土内部的陶瓷传感器，所述陶瓷压电声发射传感器通过信号采集线与声信号放大器连接，n个声信号放大器通过信号输出线与信号接收器连接，所述信号接收器与信号分析器连接。
[0014]进一步，所述陶瓷压电声发射传感器安装在确定位置的钢筋上并通过扎丝固定。
[0015]一种钢筋锈蚀监测传感器的使用方法，首先根据本次监测钢筋混凝土结构尺寸，确定n个陶瓷压电声发射传感器安装位置，n为大于等于4的整数，在结构浇筑之前，将n个传感器通过扎丝安装在确定位置并固定，确保n个传感器安装在同一平面上；将n根信号采集线两端分别与内埋传感器以及声信号放大器连接；通过n根信号输出线将声信号放大器与信号接收器连接；通过数据连接线将信号接收器与信号分析器连接；在混凝土浇筑前试读数，确保传感器正常读数；待混凝土浇筑并养护完成，使用锈蚀监测装置监测结构锈蚀状况。
[0016]本专利技术的有益效果主要表现在：本专利技术可以克服实际工程下各尺寸构件锈蚀监测困难、精度低的缺陷，实现了各混凝土构件锈蚀钢筋监测过程；传感器可根据构件尺寸调整安装位置，进而实现各构件锈蚀情况传的监测，具有原理清楚、方法简便、定位精准好等优点，可弥补现在监测装置的空缺。
附图说明
[0017]图1为本专利技术连接示意图。
[0018]图2为本专利技术结构俯视图。
[0019]图3为本专利技术结构左视图。
[0020]图4为本专利技术结构前视图。
[0021]图5是锈蚀程度分析图。
[0022]图中附图标记：1、钢筋混凝土构件；21、第一传感器；22、第二传感器；23、第三传感器；24、第四传感器；31、第一信号采集线；32、第二信号采集线；33、第三信号采集线；34、第四信号采集线；41、第一声信号放大器；42、第二声信号放大器；43、第三声信号放大器；44、第四声信号放大器；51、第一信号输出线；52、第二信号输出线；53、第三信号输出线；54、第四信号输出线；6、信号接收器；7、数据连接线；8、信号分析器；91、第一待测钢筋；92、第二待测钢筋2。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。
[0024]参照图1～图5，一种钢筋锈蚀监测传感器，包括n个陶瓷压电声发射传感器、n根信
号采集线、n个声信号放大器、n根信号输出线、信号接收器和用于依照陶瓷压电声发射传感器采集的信号进行汇总分析钢筋锈蚀情况的信号分析器，n为大于等于4的整数，所述陶瓷压电声发射传感器内埋于混凝土内部的陶瓷传感器，所述陶瓷压电声发射传感器通过信号采集线与声信号放大器连接，n个声信号放大器通过信号输出线与信号接收器连接，所述信号接收器与信号分析器连接。
[0025]进一步，所述陶瓷压电声发射传感器安装在确定位置的钢筋上并通过扎丝固定。
[0026]本实施例以n＝4为例进行说明。4个陶瓷压电声发射传感器包括第一传感器21、第二传感器22、第三传感器23和第四传感器24；4根信号采集线包括第一信号采集线31、第二信号采集线32、第三信号采集线33和第四信号采集线34；4个声信号放大器包括第一声信号放大器41、第二声信号放大器42、第三声信号放大器43和第四声信号放大器44；4根信号输出线包括第一信号输出线51、第二信号输出线52、第三信号输出线53和第四信号输出线54。
[0027]所述的钢筋混凝土构件1为用于监测的钢筋混凝土主体，为常用建筑结构；
[0028]所述的第一传感器21、第二传感器22、第三传感器23和第四传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋锈蚀监测传感器，其特征在于，包括n个陶瓷压电声发射传感器、n根信号采集线、n个声信号放大器、n根信号输出线、信号接收器和用于依照陶瓷压电声发射传感器采集的信号进行汇总分析钢筋锈蚀情况的信号分析器，n为大于等于4的整数，所述陶瓷压电声发射传感器内埋于混凝土内部的陶瓷传感器，所述陶瓷压电声发射传感器通过信号采集线与声信号放大器连接，n个声信号放大器通过信号输出线与信号接收器连接，所述信号接收器与信号分析器连接。2.如权利要求1所述的一种钢筋锈蚀监测传感器，其特征在于，所述陶瓷压电声发射传感器安装在确定位置的钢筋上并通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨梦盈，邱腾飞，李思瑶，付传清，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：