CN105957299B - 一种混凝土开裂预警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土开裂预警装置，包括依次连接的若干预警单元，所述预警单元包括管道，管道的两端分别设有连接节点，管道内依次设有第一金属杆、第一金属板、导电弹簧、第二金属板、第二金属杆；连接节点包括连接头、置于连接头内的金属固定点；金属固定点通过导线与电流检测装置或报警装置连接；其中一个金属固定点、第一金属杆、第一金属板、导电弹簧、第二金属板、第二金属杆、另一个金属固定点依次连接。本发明还提供一种混凝土开裂预警方法。该装置和方法能及时检测出混凝土内部裂缝，便于为构件破坏提供预警。

Description

一种混凝土开裂预警装置及方法

技术领域

本发明涉及混凝土开裂监测领域，具体涉及一种混凝土开裂预警装置及方法。

背景技术

目前的土木建筑工程，以混凝土结构占主导地位，混凝土结构由于内外因素的作用不可避免地存在裂缝，而裂缝是混凝土结构物承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。因此，我们必须对混凝土的裂缝进行监控，以及时发现构件的安全隐患和使用缺陷。

现有的混凝土裂缝检测方法通常采用观察法和直接测量法。观察法和直接测量法只能检测混凝土表面的裂缝，而且只能对可见的构件进行检查。对于隐蔽构件（如埋在地下的桩或者地下梁等结构，这些结构也存在开裂风险），我们无法肉眼观察，无法及时发现安全隐患。当然，现有裂缝检测技术还有超声波探伤法和光纤检测法，但是这两种检测方法原理复杂，设备昂贵。因此，我们迫切需要一种能检测混凝土内部裂缝，适用性强，且价格便宜的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土开裂预警装置及方法，该装置和方法能及时检测出混凝土裂缝。

本发明所采用的技术方案是：

一种混凝土开裂预警装置，包括依次连接的若干预警单元，所述预警单元包括管道，管道的两端分别设有连接节点，管道内依次设有第一金属杆、第一金属板、导电弹簧、第二金属板、第二金属杆；

所述连接节点包括连接头、置于连接头内的金属固定点；所述金属固定点与导线连接，导线与电流检测装置或报警装置连接；

第一金属杆的一端与其中一个金属固定点连接，第一金属杆的另一端与第一金属板连接，第一金属板通过导电弹簧与第二金属板连接，第二金属板与第二金属杆的一端连接，第二金属杆的另一端与另一个金属固定点连接；金属固定点与连接头固定连接。

更进一步的方案是，所述连接头的管径比管道的管径大，或所述连接头的外表面为粗糙面，以便连接头与混凝土有良好的锚固能力。

更进一步的方案是，所述电流检测装置为电流表。

更进一步的方案是，相邻预警单元共用一个连接节点。

更进一步的方案是，相邻预警单元通过连接金属杆连接。

本发明还提供一种采用上述混凝土开裂预警装置进行混凝土开裂预警的方法，包括如下步骤：

1）、根据需要预警的裂缝大小，将导电弹簧压缩到预警值，然后制作混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头跟随混凝土一起滑动，2个连接头中的金属固定点带动金属杆和金属板移动；当移动到一定距离时，导电弹簧与其中一个金属板脱离接触，导线中的电流断开，电流检测装置或报警装置预警。

本发明还提供一种混凝土开裂预警装置，包括依次连接的若干预警单元，所述预警单元包括管道，管道的两端分别设有连接节点，管道内依次设有第一金属杆、线圈、磁芯、第二金属杆；

所述连接节点包括连接头、置于连接头内的金属固定点；所述金属固定点与导线连接，导线与电流检测装置或报警装置连接；

第一金属杆的一端与其中一个金属固定点连接，且该金属固定点与第一导线连接，第一金属杆的另一端与线圈的一端连接，线圈的另一端与第二导线连接；第一导线和第二导线分别从各端连接头的孔洞穿出后，再与电流检测装置或报警装置连接；磁芯的一端插入线圈内，磁芯的另一端与第二金属杆的一端连接，第二金属杆的另一端与另一个金属固定点连接；金属固定点与连接头固定连接。

本发明还提供一种采用上述混凝土开裂预警装置进行混凝土开裂预警的方法，包括如下步骤：

1）、制作混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头跟随混凝土一起滑动，2个连接头中的金属固定点带动金属杆移动，磁芯随之移动，形成线圈中的电感量变化，当裂缝达到预警宽度时，导线间测得的电感量就是预警时的电感大小，电流检测装置或报警装置预警。

本发明的有益效果在于：

通过导线、2个金属固定点、第一金属杆、第一金属板、导电弹簧、第二金属板、第二金属杆、电流检测装置（报警装置）形成一个检测回路，通过电流检测装置和报警装置能及时检测出混凝土内部有裂缝；

通过导线、2个金属固定点、第一金属杆、线圈、磁芯、第二金属杆、电流检测装置（报警装置）形成一个检测回路，通过电流检测装置和报警装置能及时检测出混凝土内部有裂缝；

采用依次连接的多个预警单元能适用于不同长度的混凝土结构；

相邻预警单元共用一个连接节点，便于安设，且连接牢固可靠；

使连接头的管径比管道的管径大，这种变截面结构在混凝土中可以形成很好的粘结力，当混凝土开裂时，两端连接头跟随混凝土一起移动，连接头中的金属固定点带动金属杆和金属板移动，当移动到一定距离时，弹簧同金属板脱离接触，导线中的电流断开，实现预警；

结构简单可靠、实施成本低廉；

将混凝土开裂预警装置的管道、第一金属杆、第二金属杆、导电弹簧、第一金属板、第二金属板、连接头、金属固定点预制在混凝土内，能够实现混凝土无损检测及预警；

能够检测到混凝土隐蔽结构（如桩基或地下大梁）的裂缝；

通过改变管道长度，每个预警单元可各自按需求设置预警值和预警混凝土长度范围。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是预警单元的结构示意图；

图2是实施例1的混凝土开裂预警装置的结构示意图；

图3是实施例2的混凝土开裂预警装置的结构示意图；

图4是另一个预警单元的结构示意图；

图5是实施例3的混凝土开裂预警装置的结构示意图。

其中：1、连接节点，1-1、连接头，1-2、金属固定点，2、导线，2-1、第一导线，2-2、第二导线，3、管道，5、第一金属杆，6、第二金属杆，7、第一金属板，8、第二金属板，9、导电弹簧，10、连接金属杆，11、连接管道，12、线圈，13、磁芯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1和图2所示，一种混凝土开裂预警装置，包括依次连接的若干预警单元，相邻预警单元共用一个连接节点1；所述预警单元包括管道3，管道3的两端分别设有连接节点1，管道3内依次设有第一金属杆5、第一金属板7、导电弹簧9、第二金属板8、第二金属杆6；

连接节点1包括连接头1-1、置于连接头1-1内的金属固定点1-2；连接头1-1的管径比管道3的管径大；金属固定点1-2与导线2连接，导线2与电流检测装置连接；

第一金属杆5的一端与其中一个金属固定点1-2连接，第一金属杆5的另一端与第一金属板7连接，第一金属板7通过导电弹簧9与第二金属板8连接，第二金属板8与第二金属杆6的一端连接，第二金属杆6的另一端与另一个金属固定点1-2连接；金属固定点1-2与连接头1-1固定连接。

本实施例中，所述电流检测装置为电流表。

当混凝土开裂时，两端连接头跟随混凝土一起移动，连接头中的金属固定点带动金属杆和金属板移动，当移动到一定距离时，弹簧同金属板脱离接触，导线中的电流断开，实现预警。

实施例2，参见图3，与实施例1所不同的是：相邻预警单元通过连接金属杆10连接，连接金属杆10置于连接管道11内，连接管道11分别与相邻的连接节点1连接；导线2与报警装置连接。当混凝土开裂时，两端连接头跟随混凝土一起移动，连接头中的金属固定点带动金属杆和金属板移动，当移动到一定距离时，弹簧同金属板脱离接触，报警装置报警。

本发明还提供一种采用实施例1和实施例2所述的混凝土开裂预警装置进行混凝土开裂预警的方法，包括如下步骤：

1）、根据需要预警的裂缝大小，将导电弹簧9压缩到预警值，然后制作并安设混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头1-1跟随混凝土一起滑动，2个连接头1-1中的金属固定点1-2带动金属杆和金属板移动；当移动到一定距离时，导电弹簧9与其中一个金属板脱离接触，导线2中的电流断开，电流检测装置或报警装置预警。

步骤1）中，混凝土开裂预警装置的管道3、第一金属杆5、第二金属杆6、导电弹簧9、第一金属板7、第二金属板8、连接头1-1、金属固定点1-2预制在混凝土内。

本发明中，将混凝土开裂预警装置埋置在混凝土梁或者桩体的受拉一侧，且沿其纵向埋置。当混凝土梁或桩体受力变形时，受拉侧若发生开裂，开裂两侧的混凝土将向两侧收缩，会带动连接头1-1一起向两边拉伸，当开裂到预警值时，导电弹簧同金属板断开，电流回路断开，形成预警。

实施例3

参见图4和图5，一种混凝土开裂预警装置，包括依次连接的若干预警单元，相邻预警单元共用一个连接节点1；预警单元包括管道3，管道3的两端分别设有连接节点1，管道3内依次设有第一金属杆5、线圈12、磁芯13、第二金属杆6；

连接节点1包括连接头1-1、置于连接头1-1内的金属固定点1-2；连接头1-1的外表面为粗糙面，以便连接头1-1与混凝土有良好的锚固能力；

第一金属杆5的一端与其中一个金属固定点1-2连接，且该金属固定点1-2与第一导线2-1连接；第一金属杆5的另一端与线圈12的一端连接，线圈12的另一端与第二导线2-2连接，第一导线2-1和第二导线2-2分别从各端连接头1-1的孔洞穿出后，再与电流检测装置或报警装置连接；磁芯13的一端插入线圈12内，磁芯13的另一端与第二金属杆6的一端连接，第二金属杆6的另一端与另一个金属固定点1-2连接；金属固定点1-2与连接头1-1固定连接。

采用上述混凝土开裂预警装置进行预警的方法，包括如下步骤：

1）、制作混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头1-1跟随混凝土一起滑动，2个连接头1-1中的金属固定点1-2带动金属杆移动，磁芯13随之移动，形成线圈12中的电感量变化，当裂缝达到预警宽度时，导线间测得的电感量就是预警时的电感大小，电流检测装置或报警装置预警。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种混凝土开裂预警装置，其特征在于：包括依次连接的若干预警单元，所述预警单元包括管道，管道的两端分别设有连接节点，管道内依次设有第一金属杆、第一金属板、导电弹簧、第二金属板、第二金属杆；

所述连接节点包括连接头、置于连接头内的金属固定点；所述金属固定点与导线连接，导线与电流检测装置或报警装置连接；

第一金属杆的一端与其中一个金属固定点连接，第一金属杆的另一端与第一金属板连接，第一金属板通过导电弹簧与第二金属板连接，第二金属板与第二金属杆的一端连接，第二金属杆的另一端与另一个金属固定点连接；金属固定点与连接头固定连接；

所述连接头的管径比管道的管径大，或所述连接头的外表面为粗糙面，以便连接头与混凝土有良好的锚固能力。

2.根据权利要求1所述的混凝土开裂预警装置，其特征在于：所述电流检测装置为电流表。

3.根据权利要求1所述的混凝土开裂预警装置，其特征在于：相邻预警单元共用一个连接节点。

4.根据权利要求1所述的混凝土开裂预警装置，其特征在于：相邻预警单元通过连接金属杆连接。

5.一种采用权利要求1-4中任一所述的混凝土开裂预警装置进行预警的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）、根据需要预警的裂缝大小，将导电弹簧压缩到预警值，然后制作混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头跟随混凝土一起滑动，2个连接头中的金属固定点带动金属杆和金属板移动；当移动到一定距离时，导电弹簧与其中一个金属板脱离接触，导线中的电流断开，电流检测装置或报警装置预警。

6.一种混凝土开裂预警装置，其特征在于：包括依次连接的若干预警单元，所述预警单元包括管道，管道的两端分别设有连接节点，管道内依次设有第一金属杆、线圈、磁芯、第二金属杆；

所述连接节点包括连接头、置于连接头内的金属固定点；

第一金属杆的一端与其中一个金属固定点连接，且该金属固定点与第一导线连接，第一金属杆的另一端与线圈的一端连接，线圈的另一端与第二导线连接；第一导线和第二导线分别从各端连接头的孔洞穿出后，再与电流检测装置或报警装置连接；磁芯的一端插入线圈内，磁芯的另一端与第二金属杆的一端连接，第二金属杆的另一端与另一个金属固定点连接；金属固定点与连接头固定连接；

所述连接头的管径比管道的管径大，或所述连接头的外表面为粗糙面，以便连接头与混凝土有良好的锚固能力。

7.根据权利要求6所述的混凝土开裂预警装置，其特征在于：相邻预警单元共用一个连接节点，或相邻预警单元通过连接金属杆连接。

8.一种采用权利要求6或7所述的混凝土开裂预警装置进行预警的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）、制作混凝土开裂预警装置；

2）、通上电流；

3）、当混凝土开裂时，2个连接头跟随混凝土一起滑动，2个连接头中的金属固定点带动金属杆移动，磁芯随之移动，形成线圈中的电感量变化，当裂缝达到预警宽度时，导线间测得的电感量就是预警时的电感大小，电流检测装置或报警装置预警。