CN109253969A - 一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统及监测方法，包括壳体、参比电极、对电极、电接触、缆索和电化学工作站；所述的参比电极、对电极和与缆索直接接触的电接触通过套箍固定在绝缘护套上，套箍与壳体下部固定连接；所述的缆索、对电极和电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号；所述的缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用于测量电位信号。本发明利用雨水作为电解质，利用电化学信号测试实现对降雨天气下缆索腐蚀状态的实时监测，整个监测过程方便快捷，对被测体系的正常使用无干扰。

Description

一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统及监测方法

技术领域

本发明主要涉及大跨桥梁施工与维护领域，尤其涉及一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统及监测方法。

背景技术

缆索桥包括斜拉桥、悬索桥、吊杆拱桥等作为交通建设中的重要桥型，在我国的桥梁建设中不断出现，其外型简洁美观，跨越能力大，深受桥梁设计建设者喜爱。但是作为桥梁承重的主体材料的缆索或吊杆在桥梁设计时，其受力状态、安全系数、应力水平被普遍重视，而在耐久性设计中，人们往往忽视了腐蚀因素的影响，从而使桥梁的实际使用寿命低于其设计使用寿命。缆索长期暴露在空气中，一旦保护套开裂或失效，内部的钢丝会遭受不同程度的腐蚀破坏，将会直接或间接影响桥梁结构的安全性，尤其是在降雨天气，雨水会加速缆索结构的电化学腐蚀。因此，对在降雨天气中缆索结构的腐蚀监测显得尤为重要。

发明内容

为了更好的对缆索结构进行腐蚀实时监测，本发明提供了一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统及监测方法。

本发明采用的技术方案为：一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统，包括壳体、参比电极、对电极、电接触、缆索和电化学工作站；所述的参比电极、对电极和与缆索直接接触的电接触通过套箍固定在绝缘护套上，套箍与壳体下部固定连接；所述的缆索、对电极和电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号；所述的缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用于测量电位信号。

进一步，所述的套箍上配有活动的扣锁装置，可根据缆索直径调节扣锁位置，使之紧紧贴合在绝缘护套上。

进一步，所述的参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，以上二者作为电化学信号测试中所用的辅助电极。

一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测方法，包括如下步骤：

第一步，根据绝缘护套破损情况，在护套破损位置两侧附近设置参比电极和对电极，并将参比电极和对电极通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第二步，将电接触与缆索破损部位直接接触，并将电接触通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第三步，将参比电极、对电极和电接触用电线与电化学工作站相连接；

第四步，在缆索底部合适位置放置电化学工作站；

第五步，在降雨条件下，利用雨水作为电解质溶液，缆索、对电极、电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号I；缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用来测量电位信号U；

第六步，根据所得的电位信号U和电流信号I,算出待测缆索的电阻值R=U/I。

第七步，根据电阻R与腐蚀速度v成反比的关系，对待测缆索的腐蚀情况做出判断。

本发明产生的有益效果是：本发明利用雨水作为电解质，利用电化学信号测试实现对降雨天气下缆索腐蚀状态的实时监测，整个监测过程方便快捷，对被测体系的正常使用无干扰。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中缆索结构及套箍的横断面示意图；

图3是本发明中缆索结构及套箍的纵断面示意图；

图中：1-壳体、2-参比电极、3-对电极、4-电接触、5-缆索、6-绝缘护套、7-护套破损部位、8-雨水、9-套箍、10-活动的锁扣装置、11-缆索钢绞线、12-电化学工作站。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统，该系统主要包括壳体1、参比电极2、对电极3、电接触4、缆索5和电化学工作站12，通过将该系统建立在缆索上的护套破损部位7，利用雨水8作为电解质溶液，使待测的缆索5、参比电极2、对电极3、电接触4与电化学工作站12分别构建成不同的回路从而进行缆索腐蚀情况的监测。壳体1的下部与套箍9连接，将该系统与外界隔离开，使整个测试过程免受外界的干扰，测试结果更加真实可靠。在本实施例中，参比电极2采用甘汞电极，对电极3采用铂电极，以上二者作为电化学信号测试中所用的辅助电极。

如图2和图3所示，本实施例中的缆索5是由多根缆索钢绞线11缠绕而成，并采用绝缘的热塑性硫化硅胶材料做成的套箍9通过活动的扣锁装置10与缆索外侧的绝缘护套6紧密贴合在一起，使整个装置更加稳固。

本系统能够在缆索上附着有雨水时工作，此时，由于在护套破损部位7上缆索钢绞线11直接暴露在空气中，固定在缆索5上的绝缘护套6外侧的参比电极2和对电极3在雨水8的作用下通过缆索上的护套破损部位7与缆索5导通，而电接触4可直接穿过绝缘护套6或安装在护套破损部位7中与缆索导通，这样，缆索5、对电极3、电接触4与电化学工作站12一起构成极化回路，用来测量电流信号；缆索5、参比电极3、电接触4与电化学工作站12一起构成测试回路，用来测量电位信号。

而利用本系统的监测方法则采用下述步骤：

第一步，根据绝缘护套破损情况，在护套破损位置两侧附近设置参比电极和对电极，并将参比电极和对电极通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第二步，将电接触与缆索破损部位直接接触，并将电接触通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第三步，将参比电极、对电极和电接触用电线与电化学工作站相连接；

第四步，在缆索底部合适位置放置电化学工作站；

第五步，在降雨条件下，利用雨水作为电解质溶液，缆索、对电极、电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号I；缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用来测量电位信号U；

第六步，根据所得的电位信号U和电流信号I,算出待测缆索的电阻值R=U/I。

第七步，根据电阻R与腐蚀速度v成反比的关系，对待测缆索的腐蚀情况做出判断，即电阻R越大，腐蚀速度v越慢，材料的受腐蚀程度越低，所以可以利用电阻R来评价待测缆索的腐蚀程度。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征，结构，材料，数量或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料、数量或者特点可以在任何一个或者多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中的描述的不同实施例进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示意性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统，其特征在于：包括壳体、参比电极、对电极、电接触、缆索和电化学工作站；所述的参比电极、对电极和与缆索直接接触的电接触通过套箍固定在绝缘护套上，套箍与壳体下部固定连接；所述的缆索、对电极和电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号；所述的缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用于测量电位信号。

2.根据权利要求1所述的一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统，其特征在于：所述的套箍上配有活动的扣锁装置，可根据缆索直径调节扣锁位置，使之紧紧贴合在绝缘护套上。

3.根据权利要求1所述的一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测系统，其特征在于：所述的参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，以上二者作为电化学信号测试中所用的辅助电极。

4.一种利用雨水导电的缆索腐蚀实时监测方法，包括如下步骤：

第一步，根据绝缘护套破损情况，在护套破损位置两侧附近设置参比电极和对电极，并将参比电极和对电极通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第二步，将电接触与缆索破损部位直接接触，并将电接触通过套箍紧密贴合在绝缘护套上；

第三步，将参比电极、对电极和电接触用电线与电化学工作站相连接；

第四步，在缆索底部合适位置放置电化学工作站；

第五步，在降雨条件下，利用雨水作为电解质溶液，缆索、对电极、电接触与电化学工作站一起构成极化回路，用来测量电流信号I；缆索、参比电极、电接触与电化学工作站一起构成测试回路，用来测量电位信号U；

第六步，根据所得的电位信号U和电流信号I,算出待测缆索的电阻值R=U/I；

第七步，根据电阻R与腐蚀速度v成反比的关系，对待测缆索的腐蚀情况做出判断。