CN111678955A - 一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测设备技术领域，具体公开了一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，包括检测层和中心系统，所述检测层采用碳纳米管增强的混凝土制成，所述检测层内设有压敏检测系统，所述压敏检测系统包括第一电极片和第二电极片，第一电极片与第二电极片的端部固定有位于检测层外部的接头，接头通过导线连接有电阻测试仪和电源，所述电阻测试仪电连接有处理器，处理器将电信号传递到中心系统，第一电极片与第二电极片的顶部均固定有隔离块，所述隔离块采用绝缘材料制成。采用本专利中的技术方案不仅能够完成对检测层的压敏性能检测，同时也能够对路面车辆的载重情况进行实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，特别涉及一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备。
背景技术
添加纳米碳管的混凝土具有良好的导电性和压敏特性，原理在于，碳纳米管自身具有良好的导电性能，且其导电性能随着外加压力的变化而变化，这一性质使得碳纳米管能够提高水泥基混凝土材料的压电性能，改善水泥基混凝土的压敏性能，压敏性能是指在外力作用下，添加有碳纳米管的混凝土在电学性能(电流、电阻等)会发生有规律的变化。
除此以外，当添加有碳纳米管的混凝土内部存在缺陷或出现病害时，纳米碳管混凝土的压敏特性也会发生改变，因此人们通常利用这样的特性来监控路面车载情况以及混凝土内部的健康状况，但目前用于检测的设备通常是位于路面上，往来车辆带动的碎石产生的碰撞以及雨水的浸泡都对检测设备的准确度产生影响。
发明内容
本发明提供了一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，以解决现有技术中往来车辆带动的碎石产生的碰撞以及雨水的浸泡都对检测设备的准确度产生影响的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，包括检测层和中心系统，所述检测层采用碳纳米管增强的混凝土制成，所述检测层内设有压敏检测系统，所述压敏检测系统包括第一电极片和第二电极片，第一电极片与第二电极片的端部固定有位于检测层外部的接头，接头通过导线连接有电阻测试仪和电源，所述电阻测试仪电连接有处理器，处理器将电信号传递到中心系统，第一电极片与第二电极片的顶部均固定有隔离块，所述隔离块采用绝缘材料制成。
本技术方案的技术原理和效果在于：
1、本方案中通过处理器将电阻检测仪测得的电阻值转化为电信号，处理器将电信号传递到中心系统，中心系统对电信号进行判定，当并没有车辆行驶在路面上时，而电信号表明电阻值远高于阈值时，表明检测层的压敏性能被破坏，比如地表的病害发展到了检测层中，此时就需要对检测层进行修补或更换；而当有车辆行驶在路面上时，且电信号表明电阻值超过了阈值，表明车辆在超重行驶，工作人员对此可进行相应的处理。
2、本方案中由于第一电极片与第二电极片位于检测层内部，同时在两者的顶部都设有绝缘的隔离块，这样当检测层表面发生磨损、网裂、裂纹等病害时，在隔离块的作用下，第一电极片与第二电极片之间的电流不会对外界产生影响，同时外界的雨水即便渗入，对第一电极片与第二电极片的影响也较低，保证压敏检测系统的精确性，同时车辆往来不会对第一电极片和第二电极片产生磨损，能够使得压敏检测系统的使用时间延长。
进一步，所述检测层的上方设有上隔离层，检测层的下方设有下隔离层，所述上隔离层和下隔离层均采用普通混凝土制成。
有益效果：这样设置是为了保护检测层，使得检测层的使用寿命延长。
进一步，所述隔离块位于上隔离层中。
有益效果：由于隔离块为绝缘体，因此将隔离块设置在上隔离层中能够减小其对压敏性能检测的影响。
进一步，所述隔离块的顶部呈向上凸起的弧形。
有益效果：这样设置，能够防止上隔离层在浇筑时，在隔离块顶部出现应力集中，从而形成局部的微裂纹，而局部的微裂纹不仅可能会发展为网裂等病害，另外当上隔离层发生病害时，微裂纹还具有引导作用，因此这样设置能够延缓病害向第一电极片和第二电极片的顶部发展。
进一步，所述检测层的宽度为L1，所述第一电极片和第二电极片远离接头一端与其相邻的检测层侧边距离为L2，其中L2≤L1/10。
有益效果：这样设置能最大范围的检测从路面上行驶过去车辆的重量情况。
进一步，所述第一电极片与第二电极片均平行于检测层的表面。
有益效果：这样设置能够提高压敏性检测的精确性。
进一步，所述检测层靠近接头一侧设有检测箱体，所述电阻测试仪、电源和处理器均设置在检测箱体内。
有益效果：检测箱体的设置对电阻测试仪、电源等器件起到保护的作用。
进一步，所述检测箱体的侧壁上设有检修口。
有益效果：检修口的设置便于工作人员对检测箱体中的电路进行检修。
进一步，所述检测箱体的顶部设有倾斜面，且倾斜面靠近检测层一侧要高于另一侧。
有益效果：倾斜面的设置，使得路面雨水能够沿着倾斜面向下流动，防止积水。
进一步，所述检测箱体的顶部沿着倾斜面设有多个间距设置的导流槽。
有益效果：导流槽对雨水起到快速导流的作用。
附图说明
图1为本发明实施例1的俯视图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为本发明实施例2中检测箱体的结构示意图；
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：检测层10、上隔离层11、下隔离层12、第一电极片13、第二电极片14、隔离块15、接头16、检测箱体17、检修口18、导流槽19。
实施例1基本如附图1和图2所示：
一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，包括检测层10，检测层10采用碳纳米管增强的混凝土材料制成，在检测层10的上方设有上隔离层11，检测层10的下方设有下隔离层12，上隔离层11与下隔离层12均采用普通混凝土制成，普通混凝土的导电性较弱，几乎可以忽略不计，隔离层的宽度不小于检测层10的宽度，在检测层10内设有压敏检测系统，本实施例中压敏检测系统包括第一电极片13和第二电极片14，其中第一电极片13与第二电极片14均平行于检测层10的表面，在第一电极片13与第二电极片14的顶部均固定有位于隔离层中的隔离块15，隔离块15采用绝缘材料制成，例如塑料、橡胶或木材等材料。
第一电极片13与第二电极片14的端部均焊接有位于检测层10外部的接头16，接头16之间通过导线连接有检测箱体17，检测箱体17内设有电阻测试仪和电源，其中第一电极片13、电阻测试仪、电源、第二电极片14和检测层10串联，并形成闭合的回路，电阻测试仪电连接有处理器，处理器将电阻检测仪测得的电阻值转化为电信号，处理器将电信号传递到中心系统，中心系统对电信号进行判定，当并没有车辆行驶在路面上时，而电信号表明电阻值远高于阈值时，表明检测层10的压敏性能被破坏，比如地表的病害发展到了检测层10中，此时就需要对检测层10以及上隔离层11进行修补或更换；而当有车辆行驶在路面上时，且电信号表明电阻值超过了阈值，表明车辆在超重行驶，工作人员对此可进行相应的处理。
本实施例中第一电极片13与第二电极片14的长度一致，检测层10的宽度为L1，第一电极片13和第二电极片14远离接头16一端与其相邻的检测层10侧边距离为L2，其中L2≤L1/10；隔离块15的长度不小于第一电极片13或第二电极片14的长度，隔离块15的顶部呈向上凸起的弧形。
本实施例在使用过程中，由于上隔离层11的设置，因此路面病害首先会发生在上隔离层11中，不会影响检测层10的压敏性能，这样可以延长检测层10的服役时长，而当上隔离层11中发生网裂、裂纹等病害时，当病害发展到第一电极片13或第二电极片14上方时，由于隔离块15的设置，使得第一电极片13与第二电极片14之间的电流不会对外界产生影响，同时外界的雨水即便渗入，对第一电极片13与第二电极片14的影响也较低；而只有当病害发展到检测层10中时，这时检测到在没有外力作用下电阻也较高，表面检测层10的压敏性能下降，需要对检测层10进行修补或更换。
实施例2基本如附图3所示：
与实施例1的区别在于：检测箱体17采用绝缘材料制成，检测箱体17固定在检测层10的侧边处，在检测箱体17的侧壁上开设有检修口18，检测箱体17的顶部设有倾斜面，且倾斜面靠近检测层10一侧高于另一侧，在检测箱体17的顶部设有多个沿着倾斜面间距设置的导流槽19，这样路面雨水能沿着导流槽19向下流动，防止检测箱体17上形成积水。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，包括检测层和中心系统，所述检测层采用碳纳米管增强的混凝土制成，所述检测层内设有压敏检测系统，其特征在于：所述压敏检测系统包括第一电极片和第二电极片，第一电极片与第二电极片的端部固定有位于检测层外部的接头，接头通过导线连接有电阻测试仪和电源，所述电阻测试仪电连接有处理器，处理器将电信号传递到中心系统，第一电极片与第二电极片的顶部均固定有隔离块，所述隔离块采用绝缘材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测层的上方设有上隔离层，检测层的下方设有下隔离层，所述上隔离层和下隔离层均采用普通混凝土制成。
3.根据权利要求2所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述隔离块位于上隔离层中。
4.根据权利要求3述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述隔离块的顶部呈向上凸起的弧形。
5.根据权利要求1述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测层的宽度为L1，所述第一电极片和第二电极片远离接头一端与其相邻的检测层侧边距离为L2，其中L2≤L1/10。
6.根据权利要求1所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述第一电极片与第二电极片均平行于检测层的表面。
7.根据权利要求1所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测层靠近接头一侧设有检测箱体，所述电阻测试仪、电源和处理器均设置在检测箱体内。
8.根据权利要求7所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测箱体的侧壁上设有检修口。
9.根据权利要求8所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测箱体的顶部设有倾斜面，且倾斜面靠近检测层一侧要高于另一侧。
10.根据权利要求9所述的一种用于碳纳米管混凝土的压敏性能检测设备，其特征在于：所述检测箱体的顶部沿着倾斜面设有多个间距设置的导流槽。
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