一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管-套管组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件


[0001]本专利技术属于裂缝检测装置
，尤其是涉及一种用于水下混凝土结构裂缝检测装置


技术介绍

[0002]见图1，为现有技术一专利技术的水下混凝土裂缝监测方案，该系统由加热测温集成系统、监测管1、套管2组成，其中：加热测温集成系统具有加热和温度监测两种功能，由加热测温集成线路3、解调仪4和稳压电源5组成。其中：监测管具有一定的柔韧性，套管采用多孔吸水材料。
[0003]监测原理如下：混凝土开裂后，当开裂部位与水接触时，由于多孔材质的毛细作用，水可沿裂缝面渗入套管2，使套管2的含水率发生改变，而套管2的密度、比热、热传导系数均与其含水率有关，含水率越大，这三个热力学参数越大，从而导致监测管1中的热源降温速度加快，因此，根据监测管1中测点升温后的降温时程曲线可确定降温速度指标，从而进行开裂部位的识别。
[0004]现有技术的缺点：
[0005]1)预埋图1中的监测管1和套管2需要占用一定的空间，当混凝土布设的钢筋较密时，难以实施；
[0006]2)开裂前后，热源降温曲线的差异性较小，识别裂缝的敏感度偏低；
[0007]3)只能识别裂缝位置，无法确定裂缝宽度。

技术实现思路

[0008]本专利技术正是为了解决上述问题缺陷，提供一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件。
[0009]本专利技术采用如下技术方案实现。
[0010]一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件，本专利技术所述的监测管
ꢀ‑
套管组件设置在混凝土结构浅层内部；所述的监测管
‑
套管组件包括传感加热集成线路7、传感加热单元6、监测管1、套管2、密封胶3、真空管4、真空阀5；
[0011]所述的传感加热单元6设置为多个；传感加热单元6与传感加热集成线路7 串联连接；
[0012]在所述的多个传感加热单元6与传感加热集成线路7连接段的外侧整体套设监测管1；
[0013]在单个传感加热单元6对应的监测管1外侧套设套管2；
[0014]在套管2两端的间隙内填设密封胶3，密封胶3将监测管1、套管2之间的空间设置为密封空间8；
[0015]在监测管1、套管2之间固定设置真空管4；
[0016]所述的真空管4上设置有真空阀5。
[0017]本专利技术所述的监测管
‑
套管组件还包括真空泵；所述的真空泵通过真空阀5与真空管4连接；将密封空间8设置为真空空间。
[0018]本专利技术所述的监测管
‑
套管组件还包括锚固钢板9；所述的锚固钢板9设置在相邻的两个单个传感加热单元6之间，与监测管1固定连接。
[0019]本专利技术所述的传感加热集成线路7上集成设置加热元件和测温元件。
[0020]本专利技术所述的监测管1的材料为钢性材料；所述的套管2的材料为脆性材料。
[0021]本专利技术所述的监测管1的材料为不锈钢或铜；所述的套管2的材料为陶瓷。
[0022]本专利技术所述的监测管1尺寸规格为外径20mm，壁厚2mm，长600mm。
[0023]本专利技术所述的套管2尺寸规格为外径35mm，壁厚5mm，长200mm。
[0024]使用上述的监测管
‑
套管组件的裂缝检测方法，所述的检测方法为，对加热元件通电实施多点分散加热，然后降温，通过监测热源降温规律来识别裂缝；
[0025]传热规律用下式表示：
[0026][0027]式中，ρ是密度的；c是比热；T是温度；{v}是热量传输的速度矢量，等于{v
x
v
y
v
z
}
T
；{L}是向量运算符；[D]是热传导矩阵；Q
T
是单位体积的产热率；
[0028]开裂前，监测管
‑
套管组件的空腔为真空，开裂后，由于空腔的吸力作用，使外界的水被吸入空腔，从而导致与开裂部位对应的传感加热单元周围介质发生改变；
[0029]由于热传导的传热效率介质的热传导系数有关，根据热传导理论，单位时间从高温物体向低温物体传导的热量表示为：
[0030]q(t)＝γ
·
ζ(t).A(2)
[0031]式中：t为时间；q(t)为单位时间传导的热量；γ为热传导系数；ζ(t)为t时刻的温度梯度；A为传热面积；
[0032]由于水的导热系数比真空大得多，因此，当对每个热源实施加热后，开裂部位对应的热源降温速度明显比未开裂部位快，根据这一现象就可确定裂缝的位置。
[0033]使用前述的裂缝检测方法计算裂缝宽度的方法，缝宽范围内，裂缝宽度与裂缝判别指标具有线性关系：
[0034]ξ＝
‑
0.0789w
‑
0.3003(R2＝0.9914)(4)
[0035]裂缝判别指标(ξ)，裂缝宽度(w)。
[0036]本专利技术的有益效果为，1)监测管对监测线路具有保护作用，保证测点存活率，且传感加热单元可在监测管中自由拖动改变测点位置实施移动分布式测量，还可从监测管中取出更换，满足长期监测需求；
[0037]2)监测管可代替钢筋，与被测结构协同受力；
[0038]3)提高裂缝监测灵敏度，实现裂缝宽度量化识别。
[0039]下面结合附图和具体实施方式本专利技术做进一步解释。
附图说明
[0040]图1为现有技术的混凝土结构裂缝监测方案图。
[0041]图2为本专利技术水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件结构示意图。
[0042]图3监测管与套管密封处预埋带真空阀的真空管结构示意图。
[0043]图4为本专利技术套管开裂前后对比图。
[0044]图5为本专利技术降温阶段传感器的ln(λ
‑
λ
θ
)时程曲线图。
[0045]图6为本专利技术裂缝宽度(w)与判别指标的关系图。
[0046]图中部件及标号表示为：监测管(1)、套管(2)、密封胶(3)、真空管(4)、真空阀(5)、传感加热单元(6)、传感加热集成线路(7)、密封空间(8)、锚固钢板(9)、混凝土结构(10)、裂缝(11)、水空间(12)。
具体实施方式
[0047]本专利技术了一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件，如图2所示。监测管采用不锈钢管等强度较大的钢性材料制作，套管采用脆性材料制作，分段包裹在监测管外部，使二者之间存在一定间隙，两端的间隙用密封胶封堵。在监测管与套管密封处预埋带真空阀的真空管，如图3所示。采用真空泵对监测管与套管的间隙抽真空。监测管上分段焊接有锚固钢板，使监测管与混凝土产生足够的咬合力，确保监测管与被测结构协同受力，这样监测管就可替换混凝土内部的钢筋，减小预埋监测管的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件，其特征在于，所述的监测管
‑
套管组件包括传感加热集成线路(7)、传感加热单元(6)、监测管(1)、套管(2)、密封胶(3)、真空管(4)、真空阀(5)；所述的传感加热单元(6)设置为多个；传感加热单元(6)与传感加热集成线路(7)串联连接；在所述的多个传感加热单元(6)与传感加热集成线路(7)连接段的外侧整体套设监测管(1)；在单个传感加热单元(6)对应的监测管(1)外侧套设套管(2)；在套管(2)两端的间隙内填设密封胶(3)，密封胶(3)将监测管(1)、套管(2)之间的空间设置为密封空间(8)；在监测管(1)、套管(2)之间固定设置真空管(4)；所述的真空管(4)上设置有真空阀(5)。2.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件，其特征在于，所述的监测管
‑
套管组件还包括真空泵；所述的真空泵通过真空阀(5)与真空管(4)连接；将密封空间(8)设置为真空空间。3.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
‑
套管组件，其特征在于，所述的监测管
‑
套管组件还包括锚固钢板(9)；所述的锚固钢板(9)设置在相邻的两个单个传感加热单元(6)之间，与监测管(1)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
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套管组件，其特征在于，所述的传感加热集成线路(7)上集成设置加热元件和测温元件。5.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
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套管组件，其特征在于，所述的监测管(1)的材料为钢性材料；所述的套管(2)的材料为脆性材料。6.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管
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套管组件，其特征在于，所述的监测管(1)的材料为不锈钢或铜；所述的套管(2)的材料为陶瓷。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝政，董海英，
申请(专利权)人：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：