CN105547990A - 一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法 - Google Patents

一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法，装置包括标准钢筋试块、电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器、无线信号传输装置、磁感应式充电电源、电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***，监测装置预埋到被检钢筋混凝土中，监测装置与被检钢筋混凝土处在相同的生态环境，并采用无线信号传输及无线充电方式，通过电磁涡流与电化学集成监测方法，实现在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的远程、长期原位监测，电磁涡流与电化学集成监测可进一步预测被检钢筋的使用寿命。

Description

一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法
所属技术领域
本发明涉及一种钢筋混凝土监测装置及方法，特别是涉及一种在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的原位监测装置及方法。
背景技术
钢筋混凝土是过在混凝土中加入钢筋网、钢板或纤维而构成的一种组合材料，是建筑、桥梁、隧道等重大设施的核心材料。钢筋混凝土在役使用过程中，受到环境、气候影响，混凝土中的钢筋易发生腐蚀，长期腐蚀下会出现钢筋减薄断裂，进而会出现混凝土断裂坍塌的危险。目前对于钢筋混凝土中的钢筋腐蚀检测问题，通常采用人工定期抽样检测，对于大型钢筋混凝土设施，检测效率低，易出现漏检。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法，采用电磁涡流与电化学集成监测方法，监测装置预埋到被检钢筋混凝土中，监测装置与被检钢筋混凝土处在相同的生态环境，实现在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的原位监测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置，包括标准钢筋试块、电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器、无线信号传输装置、磁感应式充电电源、电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***，其特征在于：所述标准钢筋试块是与被检钢筋材质结构相同的一段钢筋；所述电磁涡流检测传感器固定在标准钢筋试块上；所述电化学腐蚀检测传感器固定在标准钢筋试块上；所述电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器与标准钢筋试块一同在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器与电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器采用信号线缆电连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器包括一个猝发式信号发生器和一个电磁涡流检测信号处理模块、一个电化学腐蚀检测信号处理模块，采用分压激励方式一次猝发激励获得两种激励信号，两种激励信号中的高压激励信号激励电磁涡流检测传感器，两种激励信号中的低压激励信号激励电化学腐蚀检测传感器；所述无线信号传输装置在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，无线信号传输装置与电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器采用信号线缆电连接；所述磁感应式充电电源在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，磁感应式充电电源与无线信号传输装置、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器电连接，磁感应式充电电源通过磁感应式充电器无线充电；所述无线信号传输装置与电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***无线连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***通过无线信号传输装置远程操控电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器的检测工作，所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***处理、分析、存储电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器通过无线信号传输装置无线传输过来的电磁涡流检测数据与电化学腐蚀检测数据。
一种钢筋混凝土钢筋原位监测方法，其特征在于：采用电磁涡流与电化学集成监测方法，将监测装置预埋到被检钢筋混凝土中，实现在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的原位监测，在钢筋混凝土在用过程中，由于标准钢筋试块与被检钢筋在相同的混凝土环境中，标准钢筋试块与被检钢筋将具有相同的腐蚀变化，通过监测标准钢筋试块腐蚀变化，即可间接监测被检钢筋的腐蚀变化，监测方法如下，
在钢筋混凝土在用过程中，电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***通过无线信号传输装置定时操控开启电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器；电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器的猝发式信号发生器猝发激励电磁涡流检测传感器与电化学腐蚀检测传感器检测标准钢筋试块；电磁涡流检测传感器将采集的电磁涡流检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器中的电磁涡流检测信号处理模块，电磁涡流检测信号处理模块处理电磁涡流检测信号得到电磁涡流检测信号幅度数据；电化学腐蚀检测传感器将采集的电化学腐蚀检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器中的电化学腐蚀检测信号处理模块，电化学腐蚀检测信号处理模块处理电化学腐蚀检测信号得到电化学腐蚀量数据；
电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器通过无线信号传输装置将电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据传输至电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***；
电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***处理、分析、存储电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据；以电磁涡流检测信号幅度大小为纵坐标、以电磁涡流检测信号幅度的采集时间为横坐标，制作电磁涡流检测信号幅度监测曲线，当标准钢筋试块腐蚀减薄后，电磁涡流检测信号幅度将变小，检测人员通过观测电磁涡流检测信号幅度监测曲线间接判断被检钢筋的减薄程度；以电化学腐蚀量大小为纵坐标、以电化学腐蚀量的采集时间为横坐标，制作电化学腐蚀量监测曲线，检测人员通过观测电化学腐蚀量监测曲线判断被检钢筋的腐蚀程度；
检测人员通过分析比对电磁涡流检测信号幅度监测曲线与电化学腐蚀量监测曲线，进一步预测被检钢筋的使用寿命；
检测人员定期通过磁感应充电器为预埋在钢筋混凝土内的磁感应式充电电源充电，确保磁感应式充电电源为无线信号传输装置、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器提供充足的电能。
进一步的，对于大型钢筋混凝土设施，可以将多个监测装置预埋到大型钢筋混凝土设施中的多个监测点中，通过对多个监测点的电磁涡流与电化学集成监测，实现整个大型钢筋混凝土设施的安全状态及使用寿命的评估。
本发明的有益效果是，一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法，将监测装置预埋到被检钢筋混凝土中，监测装置采用无线信号传输及无线充电方式，采用电磁涡流与电化学集成监测方法，实现在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的远程、长期原位监测，电磁涡流与电化学集成监测可进一步预测被检钢筋的使用寿命。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的监测装置示意图。
图中，1.标准钢筋试块，2.电磁涡流检测传感器，3.电化学腐蚀检测传感器，4.电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器，5.无线信号传输装置，6.磁感应式充电电源，7.电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***，8.钢筋混凝土，9.被检钢筋。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置，包括标准钢筋试块2、电磁涡流检测传感器2、电化学腐蚀检测传感器3、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4、无线信号传输装置5、磁感应式充电电源6、电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7，其特征在于：所述标准钢筋试块2是与被检钢筋9材质结构相同的一段钢筋；所述电磁涡流检测传感器2固定在标准钢筋试块2上；所述电化学腐蚀检测传感器3固定在标准钢筋试块2上；所述电磁涡流检测传感器2、电化学腐蚀检测传感器3与标准钢筋试块2一同在钢筋混凝土8制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋9周围；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4在钢筋混凝土8制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋9周围，电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4与电磁涡流检测传感器2、电化学腐蚀检测传感器3采用信号线缆电连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4包括一个猝发式信号发生器和一个电磁涡流检测信号处理模块、一个电化学腐蚀检测信号处理模块，采用分压激励方式一次猝发激励获得两种激励信号，两种激励信号中的高压激励信号激励电磁涡流检测传感器2，两种激励信号中的低压激励信号激励电化学腐蚀检测传感器3；所述无线信号传输装置5在钢筋混凝土8制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋9周围，无线信号传输装置5与电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4采用信号线缆电连接；所述磁感应式充电电源6在钢筋混凝土8制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋9周围，磁感应式充电电源6与无线信号传输装置5、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4电连接，磁感应式充电电源6通过磁感应式充电器无线充电；所述无线信号传输装置5与电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7无线连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7通过无线信号传输装置5远程操控电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4的检测工作，所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7处理、分析、存储电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4通过无线信号传输装置无线传输过来的电磁涡流检测数据与电化学腐蚀检测数据。
一种钢筋混凝土钢筋原位监测方法，其特征在于：采用电磁涡流与电化学集成监测方法，将监测装置预埋到被检钢筋混凝土8中，实现在用钢筋混凝土8中的钢筋腐蚀与减薄程度的原位监测，在钢筋混凝土8在用过程中，由于标准钢筋试块2与被检钢筋9在相同的混凝土环境中，标准钢筋试块2与被检钢筋9将具有相同的腐蚀变化，通过监测标准钢筋试块2腐蚀变化，即可间接监测被检钢筋9的腐蚀变化，监测方法如下，
在钢筋混凝土8在用过程中，电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7通过无线信号传输装置5定时操控开启电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4；电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4的猝发式信号发生器猝发激励电磁涡流检测传感器2与电化学腐蚀检测传感器3检测标准钢筋试块2；电磁涡流检测传感器2将采集的电磁涡流检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4中的电磁涡流检测信号处理模块，电磁涡流检测信号处理模块处理电磁涡流检测信号得到电磁涡流检测信号幅度数据；电化学腐蚀检测传感器3将采集的电化学腐蚀检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4中的电化学腐蚀检测信号处理模块，电化学腐蚀检测信号处理模块处理电化学腐蚀检测信号得到电化学腐蚀量数据；
电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4通过无线信号传输装置5将电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据传输至电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7；
电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***7处理、分析、存储电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据；以电磁涡流检测信号幅度大小为纵坐标、以电磁涡流检测信号幅度的采集时间为横坐标，制作电磁涡流检测信号幅度监测曲线，当标准钢筋试块2腐蚀减薄后，电磁涡流检测信号幅度将变小，检测人员通过观测电磁涡流检测信号幅度监测曲线间接判断被检钢筋9的减薄程度；以电化学腐蚀量大小为纵坐标、以电化学腐蚀量的采集时间为横坐标，制作电化学腐蚀量监测曲线，检测人员通过观测电化学腐蚀量监测曲线判断被检钢筋9的腐蚀程度；
检测人员通过分析比对电磁涡流检测信号幅度监测曲线与电化学腐蚀量监测曲线，进一步预测被检钢筋9的使用寿命；
检测人员定期通过磁感应充电器为预埋在钢筋混凝土8内的磁感应式充电电源6充电，确保磁感应式充电电源6为无线信号传输装置5、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器4提供充足的电能。
进一步的，对于大型钢筋混凝土8设施，可以将多个监测装置预埋到大型钢筋混凝土8设施中的多个监测点中，通过对多个监测点的电磁涡流与电化学集成监测，实现整个大型钢筋混凝土8设施的安全状态及使用寿命的评估。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种钢筋混凝土钢筋原位监测装置，包括标准钢筋试块、电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器、无线信号传输装置、磁感应式充电电源、电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***，其特征在于：所述标准钢筋试块是与被检钢筋材质结构相同的一段钢筋；所述电磁涡流检测传感器固定在标准钢筋试块上；所述电化学腐蚀检测传感器固定在标准钢筋试块上；所述电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器与标准钢筋试块一同在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器与电磁涡流检测传感器、电化学腐蚀检测传感器采用信号线缆电连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器包括一个猝发式信号发生器和一个电磁涡流检测信号处理模块、一个电化学腐蚀检测信号处理模块，采用分压激励方式一次猝发激励获得两种激励信号，两种激励信号中的高压激励信号激励电磁涡流检测传感器，两种激励信号中的低压激励信号激励电化学腐蚀检测传感器；所述无线信号传输装置在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，无线信号传输装置与电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器采用信号线缆电连接；所述磁感应式充电电源在钢筋混凝土制作过程灌注混凝土之前预埋固定在被检钢筋周围，磁感应式充电电源与无线信号传输装置、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器电连接，磁感应式充电电源通过磁感应式充电器无线充电；所述无线信号传输装置与电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***无线连接；所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***通过无线信号传输装置远程操控电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器的检测工作，所述电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***处理、分析、存储电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器通过无线信号传输装置无线传输过来的电磁涡流检测数据与电化学腐蚀检测数据。
2.一种钢筋混凝土钢筋原位监测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：采用电磁涡流与电化学集成监测方法，将监测装置预埋到被检钢筋混凝土中，实现在用钢筋混凝土中的钢筋腐蚀与减薄程度的原位监测，在钢筋混凝土在用过程中，由于标准钢筋试块与被检钢筋在相同的混凝土环境中，标准钢筋试块与被检钢筋将具有相同的腐蚀变化，通过监测标准钢筋试块腐蚀变化，即可间接监测被检钢筋的腐蚀变化，监测方法如下，
在钢筋混凝土在用过程中，电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***通过无线信号传输装置定时操控开启电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器；电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器的猝发式信号发生器猝发激励电磁涡流检测传感器与电化学腐蚀检测传感器检测标准钢筋试块；电磁涡流检测传感器将采集的电磁涡流检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器中的电磁涡流检测信号处理模块，电磁涡流检测信号处理模块处理电磁涡流检测信号得到电磁涡流检测信号幅度数据；电化学腐蚀检测传感器将采集的电化学腐蚀检测信号传输至电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器中的电化学腐蚀检测信号处理模块，电化学腐蚀检测信号处理模块处理电化学腐蚀检测信号得到电化学腐蚀量数据；
电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器通过无线信号传输装置将电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据传输至电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***；
电磁涡流与电化学腐蚀远程数据分析***处理、分析、存储电磁涡流检测信号幅度数据与电化学腐蚀量数据；以电磁涡流检测信号幅度大小为纵坐标、以电磁涡流检测信号幅度的采集时间为横坐标，制作电磁涡流检测信号幅度监测曲线，当标准钢筋试块腐蚀减薄后，电磁涡流检测信号幅度将变小，检测人员通过观测电磁涡流检测信号幅度监测曲线间接判断被检钢筋的减薄程度；以电化学腐蚀量大小为纵坐标、以电化学腐蚀量的采集时间为横坐标，制作电化学腐蚀量监测曲线，检测人员通过观测电化学腐蚀量监测曲线判断被检钢筋的腐蚀程度；
检测人员通过分析比对电磁涡流检测信号幅度监测曲线与电化学腐蚀量监测曲线，进一步预测被检钢筋的使用寿命；
检测人员定期通过磁感应充电器为预埋在钢筋混凝土内的磁感应式充电电源充电，确保磁感应式充电电源为无线信号传输装置、电磁涡流与电化学腐蚀集成检测仪器提供充足的电能。
3.根据权利要求2所述的一种钢筋混凝土钢筋原位监测方法，其特征在于：进一步的，对于大型钢筋混凝土设施，可以将多个权利要求1所述的监测装置预埋到大型钢筋混凝土设施中的多个监测点中，通过对多个监测点的电磁涡流与电化学集成监测，实现整个大型钢筋混凝土设施的安全状态及使用寿命的评估。
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