沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法技术

本发明专利技术提出一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，包括以下步骤：S1、基于声学匹配设计原理的内嵌式压电超声传感器封装防护流程；S2、基于逆压电效应的压电超声传感器精度测试装置搭设以及精度校准方法；S3、基于室内加速老化的基质沥青针入度与压电超声波监测试验；S4、基于小波包能量分析的沥青混合料老化程度识别和服役评估方法；S5、基于ZigBee无线传感网络的沥青路面结构主动传感监测系统的配置和监测方法。本发明专利技术制备了性能优异的内嵌式压电超声传感器，克服传统的外置式超声传感器带来的局限性，同时传感器结构简单、灵敏度高，可对路面结构健康状况进行实时、远程和长期的监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，属于沥青路面结构的压电超声波主动传感监测。

技术介绍

1、随着综合国力的提升以及科学技术的不断进步，公路交通高质量发展，综合运输通道、综合交通枢纽和物流货运网络逐渐完善。在国家公路网络高质量发展的过程中，对公路的通行效率、运输能力、使用舒适性和运营安全性等提出了更高的要求，不仅要求其覆盖范围更大，更需要延长其使用寿命。然而，由于交通量大、超载等问题的存在，我国公路交通基础设施的功能性、耐久性、经济性和安全性都面临着巨大挑战。因此，需要对全寿命周期内的道路服役性能进行健康监测。

2、及时有效地监测道路的隐蔽损伤，并采取科学的养护措施，这对保持路面的服役性能至关重要。现有监测方法可分为两大类：外部评价技术和内部传感技术。外部评价技术用于检测路面损伤和表面功能，包括散射式能见度仪、红外光电传感器、探地雷达和热成像等。但该技术缺乏自发性和滞后性，无法及时监测到结构的微损伤及其演变。内部传感技术采用嵌入式光纤传感器、湿度传感器、压力传感器等。其可以实时地连续监测沥青路面性能，克服了外部评本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1的一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，步骤S1中，内嵌式压电超声传感器(1)埋置在沥青混合料表面以下2cm，内嵌式压电超声传感器(1)设置为驱动压电传感器(2)和接收压电传感器(3)，两者布设在同一水平线上，内嵌式压电超声传感器(1)由压电传感元件、匹配层(6)、背衬层(7)、封装层(8)和屏蔽层(9)封装组成，封装材料包含双酚A型环氧树脂、E51固化剂、基质沥青、粒化高炉矿渣微粉和钨粉，粒化高炉矿渣微粉的表观密度为2.84g/cm3，比表面积...

【技术特征摘要】

1.一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1的一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，步骤s1中，内嵌式压电超声传感器(1)埋置在沥青混合料表面以下2cm，内嵌式压电超声传感器(1)设置为驱动压电传感器(2)和接收压电传感器(3)，两者布设在同一水平线上，内嵌式压电超声传感器(1)由压电传感元件、匹配层(6)、背衬层(7)、封装层(8)和屏蔽层(9)封装组成，封装材料包含双酚a型环氧树脂、e51固化剂、基质沥青、粒化高炉矿渣微粉和钨粉，粒化高炉矿渣微粉的表观密度为2.84g/cm3，比表面积为472g/cm3，钨粉的纯度为99.99％，平均粒度为1μm，基于声学匹配设计原理的内嵌式压电超声传感器(1)封装防护，其封装方法包括：

3.根据权利要求2的一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，步骤①中，压电传感元件采用pzt-4压电陶瓷方片(5)作为信号的激励和接收，正负极分别位于其两端的侧面，pzt-4压电陶瓷方片(5)的长宽高为15mm×15mm×3mm；

4.根据权利要求3的一种沥青路面内部感知的压电超声传感器的封测及监测方法，其特征在于，步骤s2中，压电超声传感器精度测试装置搭设，包括钢框架(10)、标定块(13)、函数发生器(18)、高压放大器(17)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁珣昊，叶飞龙，马涛，徐光霁，叶钟匀，肖柏彤，牟天昊，王景楠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：