一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于鋼筋銹蝕監測技術領域，涉及一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，主體結構包括連接件、塑料套、U形槽、導線管、連接臺、螺栓孔、階段元、固定棒、橡膠套和螺栓組件，采用發射用屏蔽導線、接收用屏蔽導線和銀漿屏蔽層的保護設施以及傾斜的階梯形框架式主體結構，通過調節螺栓組件伸入固定棒的長度來調整傾斜度，用于保護層厚度不同的鋼筋混凝土結構中，通過分析鋼筋銹蝕前后的超聲導波信號幅值差的發生時間，判斷鋼筋的初始銹蝕時間和鋼筋的銹蝕程度；其結構簡單，整體剛度大，具有質量輕、體積小、易于綁扎操作的優勢，在埋置于混凝土內部時，受混凝土澆筑的影響小，能夠用于多種監測環境，監測結果準確可靠，適用范圍廣。

Embedded steel bar corrosion ultrasonic monitoring device

The invention belongs to the technical field of steel corrosion monitoring, relates to an embedded ultrasonic corrosion monitoring device, the main structure comprises a connector, a plastic sleeve, U groove, wire pipe and the connecting bolt hole, Taiwan, stage elements and fixed rod, a rubber sleeve and a bolt component, using the emission and receiving protection for shielded wire shielding facilities lead and silver paste shielding layer and ladder inclined frame body structure, the inclination is adjusted by the adjusting bolt assembly into the rod length for different thickness of the protective layer of reinforced concrete structure, the occurrence time by ultrasound before and after analysis of corroded guided wave signal amplitude difference, to determine the extent of corrosion of steel the initial corrosion time and steel; has the advantages of simple structure, overall stiffness, has the advantages of light weight, small volume, easy assembling operation advantages in embedded in the mix The influence of concrete pouring on concrete is small, and it can be used in a variety of monitoring environment. The monitoring results are accurate and reliable, and the scope of application is wide.

【技術實現步驟摘要】
一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置
：本專利技術屬于鋼筋銹蝕監測
，具體涉及一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，可以對混凝土結構中的鋼筋銹狀況進行實時、長期監測。
技術介紹
：在鋼筋混凝土結構中，鋼筋的銹蝕是影響建筑工程結構的安全性和耐久性的重要因素之一；鋼筋銹蝕時，體積發生膨脹，鋼筋與混凝土之間的粘結力下降，混凝土保護層剝落，進而導致建筑結構強度降低，鋼筋銹蝕發生在建筑結構的內部，肉眼很難察覺，對于鋼筋銹蝕引發的輕度損壞的建筑物，對其進行修補時，存在工作量大、造價高和效益差的問題，當建筑物的破壞較嚴重時，將對人們的生命和財產安全帶來不可估量的損失；所以，監測混凝土內鋼筋的銹蝕狀態并掌握建筑物結構的內部情況十分有必要，以便在建筑物發生損壞之前進行預警，使損失降至最低。目前，鋼筋銹蝕監測的方法包括物理方法和化學方法：物理法分為電阻探針法和光纖傳感法，前者是將一個與結構鋼筋材質相同的探針埋入到混凝土結構中，實時監測并根據探針電阻的變化推斷鋼筋銹蝕的速率和銹蝕的程度；后者是基于鋼筋生銹后其表面膨脹產生膨脹應力，光纖受應力影響產生應變，光在光纖中傳播的相位、頻率、波長、偏振都會發生改變的原理進行鋼筋銹蝕的監測，光纖傳感器的耐久性好、耐銹蝕和抗干擾能力強，并且光纖傳感器能夠進行空間連續性監測，缺點是光纖傳感技術工藝要求很高，造價高昂。化學法分為半電池電位法、交流阻抗方法和線性極化法，半電池電位法的原理是鋼筋發生銹蝕時，其陽極區和陰極區存在電位差，通過所測得的電流、電壓值來評定鋼筋銹蝕程度；交流阻抗法是對目標體系發出一段微小的電流，測量目標體系對這段微小電流的反應，對所測量到的交變電流譜來進行分析；線性極化法是一種動態的測量方法，但測量儀器非常昂貴，且受外界影響較大，后期數據處理也相當困難。中國專利201420660839.3公開的一種基于超聲導波原理的傳感器包括薄壁鋼管、兩個圓形壓電陶瓷片和若干導線，兩個圓形壓電陶瓷片分別嵌入薄壁鋼管兩端，并與鋼管壁緊固連接，兩個壓電陶瓷片的正、負電極用導線接出，其中一個壓電片作為驅動器，當在圓形壓電陶瓷片厚度方向，即圓形壓電陶瓷片的表面上施加高頻窄帶脈沖電壓時，其產生對稱的沿軸向傳播的縱向導波在薄壁鋼管中傳播，另外一個壓電片作為傳感器，接收到自鋼管壁傳來的導波，根據導波信號特征判斷鋼管銹蝕狀況，從而判斷周圍環境、結構或其他對象的銹蝕情況，其采用薄壁空心鋼管模擬實際工程中的鋼筋，與工程中的實心鋼筋銹蝕狀況不相符，監測結果誤差大；中國專利201220615624.0公開的一種混凝土結構中鋼筋銹蝕監測裝置包括光纖光柵應變傳感器、信號處理單元、不銹鋼斜面支架、至少三只光纖光柵應變傳感器及導線，光纖光柵應變傳感器依次布設在斜面支架的斜面上，各光纖光柵應變傳感器采集所得信號經由導線送至信號處理單元，其將光纖光柵傳感器固定于不銹鋼三角斜面支架上，在澆筑混凝土的過程中，該裝置易受損壞，不具備實用性，通過光纖光柵應變傳感器測定混凝土保護層中由于鋼筋銹蝕產物產生的銹脹力引起的拉應變，進而推導出鋼筋銹蝕速率及鋼筋銹蝕初始腐蝕時間，實為一種間接監測方法，存在一定的誤差；中國專利201120123546.8公開的嵌入式鋼筋腐蝕監測系統包括由單陽極、單陰極和PVC管組成的傳感器，支架以及導線，單陽極和單陰極交替連接，PVC管設置在單陽極和單陰極之間，單陽極和單陰極均與導線相連，支架與傳感器和導線相連，其分為4層，每一層含有4個陰極和4個陽極，總共需要引出32根導線，裝置復雜、接線眾多，制作困難且后期需測的數據眾多。因此，研發設計一種易于操作的嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，實時監測和評定混凝土結構中鋼筋的銹蝕狀況，具有較好的社會、經濟效益，應用前景廣闊。
技術實現思路
：本專利技術的目的在于克服現有技術存在的缺陷，研發一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，能夠實時精確監測和評定混凝土結構中鋼筋的銹蝕狀況。為了實現上述目的，本專利技術涉及的嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置主體結構包括連接件、塑料套、U形槽、導線管、連接臺、螺栓孔、階段元、固定棒、橡膠套和螺栓組件；矩形結構的連接件的內側面等間距設置有6個內空式圓形結構的塑料套，連接件的外側面開設U形槽，內空式圓柱形結構的導線管設置在U形槽中并伸出連接件的一端，塑料套與導線管連通，連接件的另一端設置有連接臺，連接臺開設有貫穿連接臺的螺栓孔，6根圓柱形結構的階段元的兩端分別插入2根連接件的塑料套中，6根階段元的方向一致并互相平行，塑料套的直徑比階段元的外壁直徑大1mm，階段元與連接件的接觸面用環氧樹脂填充密封，以使階段元與連接件緊密接觸并固定連接，階段元伸入塑料套的長度為3-5mm，6根階段元與2根連接件構成階梯形狀的框架，管狀結構的固定棒上開設2個圓形結構的螺栓孔，固定棒的外側包覆有內空式圓柱形結構的橡膠套，螺栓組件通過螺栓孔將連接件與固定棒連接。本專利技術涉及的階段元的主體結構包括鋼筋、發射用壓電陶瓷柱、發射用屏蔽導線、接收用壓電陶瓷柱、接收用屏蔽導線、環氧樹脂層和銀漿屏蔽層；圓柱形結構的鋼筋的一端設置有圓柱形結構的發射用壓電陶瓷柱，圓柱形結構的發射用屏蔽導線從發射用壓電陶瓷柱的內部延伸至發射用壓電陶瓷柱的外部，鋼筋的另一端設置有圓柱形結構的接收用壓電陶瓷柱，圓柱形結構的接收用屏蔽導線從接收用壓電陶瓷柱的內部延伸至接收用壓電陶瓷柱的外部，鋼筋通過環氧樹脂分別與發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱粘接式固定連接，鋼筋的軸心與發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱的軸心在同一條直線上，發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱的外側均包覆有圓柱形結構的環氧樹脂層，環氧樹脂層的外側涂覆有銀漿屏蔽層。本專利技術涉及的連接件和固定棒的材質均為AISI316型不銹鋼；塑料套的內徑比階段元的銀漿屏蔽層的外徑大1mm，以使塑料套與階段元緊密插接式連接，階段元的兩端插入塑料套后，塑料套的邊緣與鋼筋的邊緣平齊，塑料套的作用是防止連接件與鋼筋接觸；導線管用于集中發射用屏蔽導線或接收用屏蔽導線；鋼筋的長度為100-200mm，鋼筋的材質與被測鋼筋的材質相同、發射用壓電陶瓷柱、發射用屏蔽導線、接收用壓電陶瓷柱和接收用屏蔽導線分別集中穿設在導線管中；銀漿屏蔽層用于屏蔽外界環境對發射用壓電陶瓷柱和收用壓電陶瓷柱的干擾，確保并提高鋼筋銹蝕監測的準確性。本專利技術涉及的的嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置使用時，首先將嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置澆筑在混凝土結構中，具體的工藝過程為：根據混凝土結構的厚度選取連接件與階段元構成的階梯形框架的傾斜度，其傾斜度能夠通過螺栓組件深入固定棒的長度調節，將發射用屏蔽導線和接收用屏蔽導線分別集中穿設在導線管中，用環氧樹脂膠密封U形槽，U形槽封閉后能夠防止發射用壓電陶瓷柱、發射用屏蔽導線、接收用壓電陶瓷柱和接收用屏蔽導線在澆筑混凝土時受到損壞，將固定棒和垂直高度最低的階段元上的塑料套與兩根待測鋼筋捆綁連接，兩根待測鋼筋平行，完成混凝土的澆筑；然后將穿設發射用屏蔽導線的導線管與信號發射器電連接，將穿設接收用屏蔽導線的導線管與信號接收器電連接；最后，通過信號發射器為發射用壓電陶瓷柱施加高頻窄帶脈沖電壓，電壓產生沿軸向傳播的縱向超聲導波在鋼筋中傳播，部分超聲導波在鋼筋與混凝土的界面位置處發生折射與透射，當鋼筋發生銹蝕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，其特征在于主體結構包括連接件、塑料套、U形槽、導線管、連接臺、螺栓孔、階段元、固定棒、橡膠套和螺栓組件；矩形結構的連接件的內側面等間距設置有6個內空式圓形結構的塑料套，連接件的外側面開設U形槽，內空式圓柱形結構的導線管設置在U形槽中并伸出連接件的一端，塑料套與導線管連通，連接件的另一端設置有連接臺，連接臺開設有貫穿連接臺的螺栓孔，6根圓柱形結構的階段元的兩端分別插入2根連接件的塑料套中，6根階段元的方向一致并互相平行，塑料套的直徑比階段元的外壁直徑大1mm，階段元與連接件的接觸面用環氧樹脂填充密封，以使階段元與連接件緊密接觸并固定連接，階段元伸入塑料套的長度為3?5mm，6根階段元與2根連接件構成階梯形狀的框架，管狀結構的固定棒上開設2個圓形結構的螺栓孔，固定棒的外側包覆有內空式圓柱形結構的橡膠套，螺栓組件通過螺栓孔將連接件與固定棒連接。

【技術特征摘要】
1.一種嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，其特征在于主體結構包括連接件、塑料套、U形槽、導線管、連接臺、螺栓孔、階段元、固定棒、橡膠套和螺栓組件；矩形結構的連接件的內側面等間距設置有6個內空式圓形結構的塑料套，連接件的外側面開設U形槽，內空式圓柱形結構的導線管設置在U形槽中并伸出連接件的一端，塑料套與導線管連通，連接件的另一端設置有連接臺，連接臺開設有貫穿連接臺的螺栓孔，6根圓柱形結構的階段元的兩端分別插入2根連接件的塑料套中，6根階段元的方向一致并互相平行，塑料套的直徑比階段元的外壁直徑大1mm，階段元與連接件的接觸面用環氧樹脂填充密封，以使階段元與連接件緊密接觸并固定連接，階段元伸入塑料套的長度為3-5mm，6根階段元與2根連接件構成階梯形狀的框架，管狀結構的固定棒上開設2個圓形結構的螺栓孔，固定棒的外側包覆有內空式圓柱形結構的橡膠套，螺栓組件通過螺栓孔將連接件與固定棒連接。2.根據權利要求1所述的嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，其特征在于所述階段元的主體結構包括鋼筋、發射用壓電陶瓷柱、發射用屏蔽導線、接收用壓電陶瓷柱、接收用屏蔽導線、環氧樹脂層和銀漿屏蔽層；圓柱形結構的鋼筋的一端設置有圓柱形結構的發射用壓電陶瓷柱，圓柱形結構的發射用屏蔽導線從發射用壓電陶瓷柱的內部延伸至發射用壓電陶瓷柱的外部，鋼筋的另一端設置有圓柱形結構的接收用壓電陶瓷柱，圓柱形結構的接收用屏蔽導線從接收用壓電陶瓷柱的內部延伸至接收用壓電陶瓷柱的外部，鋼筋通過環氧樹脂分別與發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱粘接式固定連接，鋼筋的軸心與發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱的軸心在同一條直線上，發射用壓電陶瓷柱和接收用壓電陶瓷柱的外側均包覆有圓柱形結構的環氧樹脂層，環氧樹脂層的外側涂覆有銀漿屏蔽層。3.根據權利要求1所述的嵌入式鋼筋銹蝕超聲監測裝置，其特征在于所述連接件和固定棒的材質均為AISI316型不銹鋼；塑料套的內徑比階段元的銀漿屏蔽層的外徑大1mm...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范宏，江照，趙鐵軍，谷遠春，金祖權，
申請(專利權)人：青島理工大學，
類型：發明
國別省市：山東,37