CN108458965A - 一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，所述柱状圆盘式的顶部设置有环状外腔和中心圆柱状内腔；所述柱状圆盘底面的中心开设有一个中心孔，且沿圆柱周向均匀开设一组柱状孔；所述中心孔与中心圆柱状内腔连通，所述柱状孔分别与环状外腔连通。本发明经大量试验后发现可以很好的避开NE投影区域外侧产生电流拥挤效应的影响，从而提高了试验数据稳定性。本发明原理简单但结构设计巧妙、制作加工比较简单适合产业化，不仅检测灵敏度好、准确性强，还可以施加扰动电流测出电压差，同时测出极化电阻，可以进一步计算出腐蚀电流密度以及锈蚀截面损失率。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，是一种无需破坏混凝土结构、直接测量混凝土结构中钢筋锈蚀状态的检测装置，属于钢筋混凝土的在线锈蚀检测领域。
背景技术
目前，钢筋混凝土结构耐久性问题已成为全世界普遍关注的问题，影响钢筋混凝土结构耐久性的常见因素包括钢筋锈蚀、混凝土碳化、冻融破坏等，其中钢筋锈蚀是影响耐久性的首要原因；尤其在桥梁、高速公路以及码头等大型建筑结构领域，钢筋混凝土结构的安全性和耐久性检测已经是一个重要的工程研究问题。
钢筋锈蚀实时检测是目前比较常见的检测方法，尤其是采用护环电极法来约束辅助电极的极化电流，使计划面积限定在特定范围，但是一般这种检测方法的正负电极各自独立，无法施加扰动电流，测量时只能测出电压差，检测结果偏差大，远离真实值，精确度大大降低且检测时间较长。因此，现在亟需一种稳定性好、测量精度高且响应速度快、测试效率高的无损检测传感器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可靠性高、稳定性高、耐久性好的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，包括柱状绝缘圆盘，其特征在于：所述柱状绝缘圆盘的顶部设置有环状外腔和中心圆柱状内腔；所述柱状绝缘圆盘底面的中心开设有一个中心孔，且沿圆柱周向均匀开设一组柱状孔；所述中心孔与中心圆柱状内腔连通，所述柱状孔分别与环状外腔连通；所述中心孔和柱状孔内都安装有柱状慢渗材料；所述环状外腔和中心圆柱状内腔均密封有饱和电解质溶液；所述环状外腔还设有正极出线孔，所述中心圆柱状内腔设有负极出线孔。
本发明进一步限定的技术方案是：还包括固定安装在柱状绝缘圆盘上方的密封盖；所述密封盖上设有正、负极连接孔；所述正极连接孔与正极出线孔连通；所述负极连接孔与负极出线孔连通。
进一步的，所述密封盖为柱状密封板，密封板的顶面边缘沿其周向均匀设置有一组安装孔；所述密封盖通过连接件固定安装在柱状绝缘圆盘上方。
进一步的，所述密封盖与环状外腔、中心圆柱状内腔的对应位置上开设有环状外腔进水孔及内腔进水孔。
进一步的，所述中心圆柱状内腔和负极出线孔与环状外腔之间设有环状密封槽；所述环状密封槽内设置有硅胶密封圈；所述环状外腔与正极出线孔与密封盖之间设有防霉型玻璃胶密封层。
进一步的，所述柱状孔为1～12个。
进一步的，所述柱状孔为8个。
进一步的，所述柱状慢渗材料为核桃木或竹子木或硬质海绵。
进一步的，所述柱状慢渗材料的直径比柱状孔的直径小0.1～0.5mm；且所述柱状慢渗材料的中间1/3长度上涂覆有防霉型玻璃密封胶。
进一步的，所述饱和电解质溶液为硫酸铜饱和溶液或二氧化锰饱和溶液。
本发明的有益效果是：本发明复合型电极设计时，其中心辅助电极NE及外围一组传感触点采取等电势设计，这种设计经大量试验后发现可以很好的避开NE投影区域外侧产生电流拥挤效应的影响，从而提高了试验数据稳定性，其测量可靠性已达国外同类型产品的水平，但测量时间远远低于国外产品，具有具有显著的性能优势。另外，本发明原理简单但结构设计巧妙、制作加工比较简单、制造成本低、适合产业化；不仅检测灵敏度好、准确性强，还可以施加扰动电流测出电压差，同时测出极化电阻，可以进一步计算出腐蚀电流密度以及锈蚀截面损失率。
附图说明
图1为本发明结构的第一视角示意图。
图2为本发明结构的第二视角示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，如图1-2所示：包括柱状绝缘圆盘1，柱状绝缘圆盘的顶部设置有环状外腔2和中心圆柱状内腔8；柱状绝缘圆盘底面的中心开设有一个中心孔6，且沿圆柱周向均匀开设8个柱状孔5；所述中心孔6与中心圆柱状内腔8连通，所述柱状孔5分别与环状外腔2连通；所述中心孔6和柱状孔5内都安装有柱状慢渗材料；所述环状外腔2和中心圆柱状内腔均密封有饱和电解质溶液；所述环状外腔还设有正极出线孔7，所述中心圆柱状内腔8设有负极出线孔9。
本发明还包括固定安装在柱状绝缘圆盘上方的密封盖4；所述密封盖上设有把手4-6以及正极连接孔4-4、负极连接孔4-5；所述正极连接孔4-4与环状外腔2的正极出线孔7连通；所述负极连接孔4-5与中心圆柱状内腔8的负极出线孔9连通。
所述密封盖为柱状密封板，密封板的顶面边缘沿其周向均匀设置有一组安装孔4-1；所述密封盖通过螺钉固定安装在柱状绝缘圆盘上方。所述密封盖与环状外腔、中心圆柱状内腔的对应位置上开设有环状外腔进水孔4-3及内腔进水孔4-2；所述环状外腔进水孔和内腔进水孔上安装有密封塞。
所述中心圆柱状内腔和负极出线孔与环状外腔之间设有环状密封槽3；所述环状密封槽内设置有硅胶密封圈；所述环状外腔与正极出线孔与密封盖之间设有防霉型玻璃胶密封层。
本发明中的柱状孔可以设1～12个。中心圆柱状内腔设置在柱状绝缘圆盘1的中心位置，确保其与外围柱状传感触点形成稳定电通路。但是经大量试验验证得出，采用8个等间距传感触点设计在一个圆形腔体内易形成稳定电通路；可以在检测过程中获得非常稳定可靠且有效的试验数据；所以本实施例中优选采用8个传感触点等间距分布易获得稳定电通路。
所述柱状慢渗材料为核桃木或竹子木或硬质海绵。本实施例中的柱状慢渗材料采用圆柱状核桃木；其尺寸比安装孔径小0.3mm，在-1℃状态下，圆柱状核桃木遇冷收缩性比腔体ABS材料略大，在中间选全长的1/3涂抹防霉型玻璃胶密封胶，这样即可轻松把圆柱状核桃木放进安装孔内，恢复常温后，即可在圆柱状核桃木周围形成致密防渗膜，这样腔体内溶液即可通过圆柱状核桃木非常缓慢的渗到圆盘下表面与待测混凝土形成良好电通路。
本发明的检测方法包括以下几个步骤：
第一步、本发明使用时需提前约1小时以上用新制配的饱和硫酸铜溶液灌满环状外腔和中心圆柱状内腔；
第二步、把导线两端的红、黑插头分别对应连接数据采集装置以及本发明顶部密封盖板的的红、黑插孔，连接前检查各种接口，确保接触良好，然后把本发明放于充分湿润表面平整混凝土构件表面并使之与待测混凝土构件接触充分即可；
第三步、使用本发明完毕后，需用注射器抽取干净环状外腔和中心圆柱状内腔饱和硫酸铜溶液，然后用注射器冲洗腔体2-3遍放回到电极盒内。
本发明的检测原理为：混凝土中钢筋的锈蚀主要是一种缓慢的铁氧化过程。钢筋锈蚀程度不同，混凝土中Fe2+、Fe3+含量不同，从而在钢筋周围及混凝土中形成锈蚀晕并在电场作用下产生电流，即锈蚀电流。该检测设备就是通过检测表面充分湿润混凝土内锈蚀晕的导电能力强弱来定量检测钢筋锈蚀程度。
本实施例中将本发明与欧美同类产品针对同一批混凝土构件进行技术参数对比测量，如下表所示：由此实验可以看出本发明测量数据可靠度已经达到美国产品的测试水平，但测量速度远远快于美国产品，具有明显的优势。
表1-1与美国NDT James Gecor8同类产品测量数据对比
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，包括柱状绝缘圆盘(1)，其特征在于：所述柱状绝缘圆盘的顶部设置有环状外腔(2)和中心圆柱状内腔(8)；所述柱状绝缘圆盘底面的中心开设有一个中心孔(6)，且沿圆柱周向均匀开设一组柱状孔(5)；所述中心孔(6)与中心圆柱状内腔(8)连通，所述柱状孔(5)分别与环状外腔(2)连通；所述中心孔(6)和柱状孔(5)内都安装有柱状慢渗材料；所述环状外腔(2)和中心圆柱状内腔均密封有饱和电解质溶液；所述环状外腔还设有正极出线孔(7)，所述中心圆柱状内腔(8)设有负极出线孔(9)。
2.根据权利要求1所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：还包括固定安装在柱状绝缘圆盘上方的密封盖；所述密封盖上设有正、负极连接孔；所述正极连接孔与正极出线孔连通；所述负极连接孔与负极出线孔连通。
3.根据权利要求2所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述密封盖为柱状密封板，密封板的顶面边缘沿其周向均匀设置有一组安装孔；所述密封盖通过连接件固定安装在柱状绝缘圆盘上方。
4.根据权利要求3所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述密封盖与环状外腔、中心圆柱状内腔的对应位置上开设有环状外腔进水孔及内腔进水孔。
5.根据权利要求4所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述中心圆柱状内腔和负极出线孔与环状外腔之间设有环状密封槽(3)；所述环状密封槽内设置有硅胶密封圈；所述环状外腔与正极出线孔与密封盖之间设有防霉型玻璃胶密封层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述柱状孔为1～12个。
7.根据权利要求6所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述柱状孔为8个。
8.根据权利要求7所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述柱状慢渗材料为核桃木或竹子木或硬质海绵。
9.根据权利要求8所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述柱状慢渗材料的直径比柱状孔的直径小0.1～0.5mm；且所述柱状慢渗材料的中间1/3长度上涂覆有防霉型玻璃密封胶。
10.根据权利要求9所述的复合型钢筋混凝土锈蚀无损检测传感器，其特征在于：所述饱和电解质溶液为硫酸铜饱和溶液或二氧化锰饱和溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: No.34, hengsi Road, Chengxiang Town, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou kuanyun Testing Technology Co.,Ltd. Address before: Room 408, no.6-3, Xingzhi Road, Nanjing Economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu Province, 210000 Applicant before: NANJING KUANYUN DETECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180828 |