一种以钢筋为电极的混凝土监控检测仪及其监控检测方法。监控检测仪由钢筋电极阵列、电极阵列电缆、混凝土健康检测器、上位机通信接口和上位机构成。钢筋电极阵列有数量相等的A和B两组，交替均匀排列在混凝土中。混凝土健康检测器含电极选择电路，串联阻抗选择电路，并联阻抗选择电路，阻抗谱测量电路，微处理器。电极选择电路有两路分别与两组钢筋电极连接。阻抗谱测量电路测量串联阻抗选择电路、并联阻抗选择电路与选定的电极对之间的混凝土的阻抗组合的电路的阻抗谱数据。微处理器接受上位机控制，微处理器的程序包括监测模式、检测模式、读数模式子程序。上位机通信接口协议以数据包发送。系统使用方便可靠。可检测、实时监测混凝土健康状况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料检测范畴，涉及混凝土质量监测。
技术介绍
混凝土是广泛用于房屋建筑、桥梁工程、水利工程等的一种重要的工程材料。混凝土的质量直接关系工程结构的安全，混凝土健康检测和监测仪器是保证混凝土安全长久运行的技术手段，公路、桥梁、大坝以及其他工用民用建筑，都需进行定期的或实时的健康检测和监测。而混凝土健康的预测、预报、诊断是当今国际上急需攻克的主要难题之一。中国专利号200610020932.8《基于阻抗成像的混凝土损伤检测方法与设备》提供了一种混凝土损伤检测方法和设备，这种方法采用了阻抗成像技术得出混凝土的健康状况，但在实际使用中由于需要嵌入检测电极，嵌入的检测电极与混凝土不能很好的兼容，而且，改变了施工过程和施工方法，因此，存在一定的应用局限。中国专利ZL 201220284332.3《以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪》利用发射电极激励信号和接收电极的响应信号之间的关系，判断混凝土裂缝。本专利技术主要检测裂缝，没有检测其他的异常行为。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能进行全面健康监测、使用方便，嵌入的检测电极能与混凝土很好的兼容的监控检测仪器和监控检测的方法。本专利技术的目的是这样达到的:监控检测仪由钢筋电极阵列、电极阵列电缆、混凝土健康检测器、上位机通信接口和上位机构成，钢筋电极阵列有2组钢筋电极，为钢筋电极A组和B组，A组和B组的数量相等，A组和B组钢筋电极交替线性均匀排列在混凝土中。钢筋电极由钢筋和连接在一端的电缆接插件构成，电极阵列电缆是在同轴电缆两端分别焊接电极接插件和检测器接插件构成，电极接插件连接到钢筋电极的电缆接插件，检测器接插件连接到混凝土健康检测器的电极选择电路 混凝土健康检测器3由电极选择电路，串联阻抗选择电路，并联阻抗选择电路，阻抗谱测量电路，微处理器，供电电路，上位机通信接口组成，串联阻抗选择电路的一端与电极选择电路A串连，另一端与并联阻抗选择电路并联后，与阻抗测量电路的一端连接，并联阻抗选择电路16的另一端与电极选择电路B并联后，与阻抗测量电路(17)的另一端连接；电极选择电路有2路，为电极选择电路A、电极选择电路B，2路电极选择电路分别通过电极阵列电缆与2组钢筋电极连接。微处理器通过电极选择控制、串联阻抗选择控制、并联阻抗选择控制、阻抗谱测量电路控制、上位机通信接口控制分别与电极选择电路、串联阻抗选择电路、并联阻抗选择电路、阻抗谱测量电路、上位机通信接口连接，在微处理器与电极选择电路、串联阻抗选择电路、并联阻抗选择电路、阻抗谱测量电路、上位机通信接口间构成通信通路。电极选择电路是n选一的多路开关电路。所述串联阻抗选择电路由电阻选择电路、电容选择电路、电感选择电路串联而成；并联阻抗选择电路是由电阻选择电路、电容选择电路、电感选择电路并联而成。所述电阻选择电路是由八个不同电阻值的电阻两端连接在两个8选一模拟开关上组成。所述电容选择电路是由八个不同电容值的电容两端连接在两个8选一模拟开关上组成。所述电感选择电路是由八个不同电感值的电感两端连接两个8选一模拟开关上组成。所述电极选择电路是η选一的多路开关电路是2选一或4选一或8选一或16选一或32选一或64选一的开关电路。以钢筋为电极的混凝土监控检测方法，钢筋电极阵列在施工时布阵，钢筋电极的钢筋部分钢筋埋入混凝土中，电缆接插件露出混凝土外，用于和电极阵列电缆连接；混凝土健康检测器通过电极阵列电缆对钢筋电极进行选择，上位机通过通信接口对混凝土健康检测器的微处理器进行通信控制，完成监控检测，在监控检测时微处理器通过电极选择控制、串联阻抗选择控制、并联阻抗选择控制、阻抗谱测量电路控制、通信接口控制分别对电极选择电路、串联阻抗选择电路、并联阻抗选择电路、阻抗谱测量电路、上位机通信接口进行控制；每次按照规定顺序选择A组和B组钢筋电极中的一对电极进行阻抗谱测量并循环更换直至完成全部相邻电极对的测量，通过对测量数据以及所存储的历史测量数据的分析，得出混凝土的健康状况结论；微处理器的程序包括监测模式、检测模式、读数模式3个子程序。微处理器工作程序流程是:接收上位机通信控制命令，判断是否运行监测模式，是，进入运行监测模式子程序并返回第一步，否，判断是否运行检测模式，是，进入运行检测模式子程序并返回第一步，否，判断是否运行读数模式并返回第一步，是，进入读数模式子程序，否，返回第一步。微处理器运行监测模式子程序是:第一步:设置数据采样周期，选择电极Al、BI，第二步:设置测量频率f=0赫兹，第三步:根据设置频率，选择串联阻抗、并联阻抗、测量增益，然后读取实部、虚部数据并将实部、虚部及对应的电极对、测量频率f、测量时间、串联阻抗、并联阻抗测量增益存入数据库，进入判断:f〈100吗？是，f=f+100赫兹步进并返回第三步，否，100= f〈1000吗？是，f=f+1000赫兹步进并返回第三步，否，1000= f〈10K吗？是，f=f+10K赫兹步进并返回第三步，否，f=f+100K赫兹步进，判断f>100K吗，是，按照A1\B1, A2\B1, A2\B2, A3\B3, An-2\Bn_3, An-2\Bn_2, An-l\Bn_2, An-l\Bn_l, An\Bn_l, An\Bn的顺序循环更换测量电极对的选择，然后返回第二步，设置测量频率f=0赫兹，否，返回第四步，根据设置频率，选择串联阻抗、并联阻抗、测量增益。运行检测模式子程序流程是:根据控制命令选择电极，根据控制命令设置测量频率、串联阻抗、并联阻抗、测量增益、采用周期，读取实部、虚步数据以及对应的电极对、测量频率f、测量时间、串联阻抗、并联阻抗、测量增益存入数据库。读取模式子程序流程是:根据控制命令选择起始时间，根据控制命令选择结束时间，将起始时间和结束时间内的数据通过上位机通信接口传输给上位机。上位机通信接口协议是以数据包的形式发送，包括上位机下发运行监测模式通信协议、上位机下发运行检测模式通信协议、上位机下发运行读数模式通信协议，微处理器上上位机发送数据通信协议上位机通过通信接口对微处理器进行通信控制，是采用数据包的方法，按照通信协议进行的: 上位机下发运行监测模式通信协议中数据包的长度与数据的设定为: 开始字1，开始字2，运行监测控制命令字，数据包长度，数据采样周期，0-100赫兹增益字节1，0-100赫兹增益字节2，100赫兹步进频率，高4位:0-100HZ串联电阻选择；低4位:0-100HZ并联电阻选择，高4位:0-100HZ串联电容选择；低4位:0_100HZ并联电容选择，高4位:0-100HZ串联电感选择；低4位:0-100HZ并联电感选择，100-1KHZ测量增益字节1、100-1KHZ测量增益字节2，000HZ步进频率除以10的值，高4位:100_1ΚΗΖ串联电阻选择；低4位:100-1ΚΗΖ并联电阻选择，高4位:100-1ΚΗΖ串联电容选择；低4位:100-1ΚΗΖ并联电容选择，高4位:100-1ΚΗΖ串联电感选择；低4位:100_1ΚΗΖ并联电感选择，1Κ-10ΚΗΖ测量增益字节1，1Κ-10ΚΗΖ测量增益字节2，10ΚΗΖ步进频率除以100的值，高4位:1Κ-10ΚΗΖ串联电阻选择；低4位:1Κ-10ΚΗΖ并联电阻选择，高4位:1Κ-10Κ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以钢筋为电极的混凝土监控检测仪，其特征在于：监控检测仪由钢筋电极阵列（1）、电极阵列电缆（2）、混凝土健康检测器（3）、上位机通信接口(4)和上位机(5)构成，钢筋电极阵列有2组钢筋电极，为钢筋电极A组和B组，A组和B组的数量相等，A组和B组钢筋电极交替线性均匀排列在混凝土中； 钢筋电极由钢筋(9)和连接在一端的电缆接插件(10)构成，电极阵列电缆(2)是在同轴电缆(12)两端分别焊接电极接插件(11)和检测器接插件(13)构成，电极接插件(11)连接到钢筋电极的电缆接插件(10)，检测器接插件(13)连接到混凝土健康检测器(3)的电极选择电路。 混凝土健康检测器(3)由电极选择电路，串联阻抗选择电路（15），并联阻抗选择电路（16），阻抗谱测量电路（17），微处理器（18），供电电路（20），通信接口(25)组成，串联阻抗选择电路（15）的一端与电极选择电路A串连，另一端与并联阻抗选择电路16并联后，与阻抗测量电路（17）的一端连接；并联阻抗选择电路(16)的另一端与电极选择电路B并联后，与阻抗测量电路（17）的另一端连接；电极选择电路有2路，为电极选择电路A（14‑1）、电极选择电路B（14‑2），2路电极选择电路分别通过电极阵列电缆与2组钢筋电极连接； 微处理器通过电极选择控制（19）、串联阻抗选择控制（21）、并联阻抗选择控制（22）、阻抗谱测量电路控制（23）、上位机通信接口控制（24）分别与电极选择电路（14）、串联阻抗选择电路（15）、并联阻抗选择电路（16）、阻抗谱测量电路（17）、上位机通信接口（25）连接，在微处理器与电极选择电路、串联阻抗选择电路、并联阻抗选择电路、阻抗谱测量电路、上位机通信接口间构成通信通路。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李碧雄，陈剑，吴瑾炎，莫思特，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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