一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统及方法，系统包括：第一电阻模块、第二电阻模块、第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第一电极与所述第一电阻模块连接，所述第二电阻模块通过所述第二电极与所述第一电阻模块连接，所述第三电极与所述第二电阻模块连接，所述系统通过浇筑预埋形式植入建筑构件。本发明专利技术采用两个电阻制作成电桥的两个臂，故体积在厘米级，和建筑构件的尺度相比可以忽略不计，方便植入建筑构件中。方便植入建筑构件中。方便植入建筑构件中。

【技术实现步骤摘要】
一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统及方法


[0001]本专利技术涉及建筑监测
，尤其涉及一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统及方法。

技术介绍

[0002]建筑(含建筑构件)为了保证其使用期间的可靠性，就需要知道建筑及其构件的制成时间以此计算其使用寿命。传统记录建筑(或构件)制成时间的方法是采用铭牌或标牌，但是由于建筑使用周期很长铭牌或标牌在漫长的时间周期中容易损毁或遗失，而且采用这种方式制作的记录媒介是以附加的形式安装于建筑物上，不能做到所有的主要构件都能覆盖到(某些构筑物，比如桥梁或装配式建筑，某些构件后期可能有所变动，更换)不具备防篡改的功能。也有采用电子标签，将记录了信息的电子标签通过植入的形式安装在建筑构件内，但是这种方式最大的问题是记录信息的载体为非易失性存储器，其存储时间有限制，而且时间久远后读取电子标签的协议等技术手段变化太大以至于没有相关设备用于读取。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统及方法，采用放射性金属同位素材料制成特殊的电桥，选用不同的材料可以在万年以上的时间级别记录时间，并且通过最简单的电路测量方法可以随时进行数据的测量读取。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，包括：
[0005]第一电阻模块、第二电阻模块、第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第一电极与所述第一电阻模块连接，所述第二电阻模块通过所述第二电极与所述第一电阻模块连接，所述第三电极与所述第二电阻模块连接，所述系统通过浇筑预埋形式植入建筑构件。
[0006]优选地，所述第一电阻模块为衰变电阻，所述衰变电阻采用放射性同位素材料制作。
[0007]优选地，所述放射性同位素的半衰期大于建筑设计使用年限，并且其衰变不能为γ射线，衰变产物为绝缘材料或为电阻率不同导电材料，且不再具有放射性。
[0008]优选地，所述第二电阻模块为普通电阻，所述普通电阻采用碳膜电阻、金属膜电阻或绕线电阻。
[0009]优选地，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极采用耐腐蚀的材料制成或电镀制成。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的方法，包括：
[0011]在建筑构件中植入采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，将第一电极、第二电极和第三电极外漏于所述建筑构件，将第一电阻模块、第二电阻模块的阻值调整为相同阻值，开始测量，通过所述第一电极、第二电极和第三电极测量所述第一电阻模块和所述
第二电阻模块的阻值，计算所述建筑构件制成距当前测量时间的时长。
[0012]优选地，计算所述建筑构件制成距当前测量时间的时长的方法为：
[0013]对于衰变产物为绝缘材料的：
[0014][0015]对于衰变产物为导体的：
[0016][0017]其中，T为计算出的时长，R1、R2分别为第一电阻模块和第二电阻模块的测量值，ρ
A
为制成第一电阻模块的衰变前材料A的电阻率，C为制成第一电阻模块的材料A中掺杂衰变后材料B的电阻率计算系数，x为材料A单位周期的衰变比例。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0019]本专利技术采用两个电阻制作成电桥的两个臂，故体积在厘米级，和建筑构件的尺度相比可以忽略不计，方便植入建筑构件中；两个电阻制作成电桥的两个臂，只需要在建筑构件外露出3个电极就可以采用最简单的方式(如万用表)进行测量从而得到时长数据；
[0020]本专利技术方法主要采用的电阻使用放射性金属同位素材料制成，通过选取不同半衰期的材料，可以在任意长时间周期内记录时间。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例的一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中不同线径绕制为电阻为100Ω直径10mm密绕六层绕线电阻的绕制后电阻长度变化示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中装置实现图。
具体实施方式
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0026]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0027]本专利技术提出了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，如图1，包括：
[0028]第一电阻模块、第二电阻模块、第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第一电极与所述第一电阻模块连接，所述第二电阻模块通过所述第二电极与所述第一电阻模块连接，所述第三电极与所述第二电阻模块连接，所述系统通过浇筑预埋形式植入建筑构件。
[0029]第一电阻模块为衰变电阻，衰变电阻采用放射性同位素材料制作。要求该材料能
够导电；半衰期大于建筑设计使用年限；并且其衰变不能为γ射线(强电离辐射源不能用于建筑中)；衰变产物仍为导电材料且不再有放射性(衰变为稳定的元素)。如本实施例中放射性同位素金属材料为镍
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。镍
63
是金属材料，导电，衰变时放出β射线(难以穿透建筑构件)，半衰期100.1年，衰变产物为铜
63
，铜
63
为无放射性的稳定材料。
[0030]第二电阻模块为普通电阻，普通电阻包括电阻材料、导体材料以及电阻芯，电阻材料可以选择碳、金属、合金等材料，导体材料可以选择铜、铝等材料。在制作电阻时，需要根据电阻的阻值和功率来选择合适的材料。电阻芯是电阻的主体部分，它的制作需要将电阻材料和导体材料混合均匀，然后通过挤压、拉伸、压制等方式制成。制作电阻芯时需要注意材料的均匀性和密度，以保证电阻的稳定性和精度。普通电阻还可以采用绕线电阻。
[0031]第一电极、第二电极和第三电极采用耐腐蚀的材料制成或电镀制成。如铜电极镀金。
[0032]本实施例还提供了一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的方法，包括：
[0033]在建筑构件中植入采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，将第一电极、第二电极和第三电极外漏于所述建筑构件，将第一电阻模块、第二电阻模块的阻值调整为相同阻值，开始测量，通过所述第一电极、第二电极和第三电极测量所述第一电阻模块和所述第二电阻模块的阻值，计算所述建筑构件制成距当前测量时间的时长。
[0034]该记录时间方法原理为在建筑构件制作中植入上述两个电阻并将三个电极外漏于建筑构件，植入前，调整电阻1和电阻2阻值相同(例如调整绕线电阻的绕线长度)。电阻植本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，其特征在于，包括：第一电阻模块、第二电阻模块、第一电极、第二电极和第三电极，其中，所述第一电极与所述第一电阻模块连接，所述第二电阻模块通过所述第二电极与所述第一电阻模块连接，所述第三电极与所述第二电阻模块连接，所述系统通过浇筑预埋形式植入建筑构件。2.根据权利要求1所述的采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，其特征在于，所述第一电阻模块为衰变电阻，所述衰变电阻采用放射性同位素材料制作。3.根据权利要求2所述的采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，其特征在于，所述放射性同位素的半衰期大于建筑设计使用年限，并且其衰变不能为γ射线，衰变产物为绝缘材料或为电阻率不同导电材料，且不再具有放射性。4.根据权利要求1所述的采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，其特征在于，所述第二电阻模块为普通电阻，所述普通电阻采用碳膜电阻、金属膜电阻或绕线电阻。5.根据权利要求1所述的采用无源电路记录建筑构件使用时长的系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：余璐，王嫣然，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：