CN111912884B - 桥梁加固复合材料损伤识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了桥梁加固复合材料损伤识别系统，包括ECT、电容传感器和复合材料，所述ECT包括检测单元、信号输出单元、分析单元、成像单元和显示屏，所述电容传感器内设有两个电极，所述信号输出单元包括动态电信号和静态电信号；本发明通过ECT将介电常数转换为电极间电容，将动态电信号和静态电信号连接在电容传感器的电极上，可以通过检测信号的数量级变化来识别复合管道的损伤区域，并通过尺寸识别单元与损伤定位单元配合工作，确定复合材料的损伤区域，减少了检测工作量，精度高，易于建立，具备成本低廉、响应快、无干扰等优点，在恶劣环境条件下具有高安全性和持续可操作性。

Description

桥梁加固复合材料损伤识别系统
技术领域
本发明涉及材料检测技术领域，具体为桥梁加固复合材料损伤识别系统。
背景技术
桥梁加固，就是通过一定的措施使构件乃至整个结构的承载能力及其使用性能得到提高，以满足新的要求。也就是要针对桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理。
由于复合材料具有良好的力学性能，因此复合材料结构构件的应用日益广泛。也广泛应用于桥梁加固，然而，内部缺陷的发展会显著改变复合材料结构的刚度，降低其强度和寿命。复合材料结构的损伤检测是一项困难且昂贵的工作。这种检测难度表明了开发简便、经济的复合材料结构损伤监测技术的重要性。
使用应变计、基于振动和压电式传感器的传统传感方法，以及使用先进传感器(如光纤)的创新监测技术，通常使用放置在结构内部或外部的传感器，这两种方法都是常用的，几乎都很昂贵；
同时，基于介电特性的复合材料结构损伤检测系统与传统的光纤传感器等其它技术相比具有优势，事实上，光纤传感器的可靠性不高，成本较高，因此不可能大规模应用密集型光纤传感器网络复合材料结构，如果裂纹扩展不与传感器交叉，则裂纹检测将失败，而且，厚型光纤传感器的固定反过来也可能是损伤的来源，为此，提出桥梁加固复合材料损伤识别系统。
发明内容
本发明的目的在于提供桥梁加固复合材料损伤识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：桥梁加固复合材料损伤识别系统，包括ECT、电容传感器和复合材料，所述ECT包括检测单元、信号输出单元、分析单元、成像单元和显示屏，所述电容传感器内设有两个电极，所述信号输出单元包括动态电信号和静态电信号，所述动态电信号连接一个电极，所述静态电信号连接另一个电极，所述电容传感器连接复合材料；
所述ECT，用于将系统的介电常数转换为电极间电容；
所述电容传感器，用于检测复合材料电容；
所述信号输出单元，用于输出动态电信号和静态电信号；
所述动态电信号，用于与电容传感器的一个电极连接，检测动态信号的数量级变化；
所述静态电信号，用于与电容传感器的另一个电极连接，检测静态信号的数量级变化。
优选的：所述检测单元与信号输出单元交互连接；
所述检测单元，用于向信号输出单元发送检测信号数量级变化命令，通过信号输出单元检测信号数量级变化，并将检测数据发送至分析单元。
优选的：所述检测单元连接分析单元；
所述分析单元，用于分析检测单元发送的信号数量级变化数据，来识别复合材料的损伤区域，并在识别过后，将损伤区域发送至成像单元。
优选的：所述分析单元连接成像单元；
所述成像单元，用于在接收到分析单元发送的数据后，将文字数据转化为图像数据，并将图像数据发送至显示屏。
优选的：所述成像单元连接显示屏；
所述显示屏，用于显示成像单元发送的图像。
优选的：所述ECT还包括尺寸识别单元和损伤定位单元。
优选的：所述尺寸识别单元与复合材料交互连接；
所述尺寸识别单元，用于识别复合材料的尺寸，并将识别的尺寸信息发送至成像单元，显示在显示屏上。
优选的：所述损伤定位单元与成像单元交互连接；
所述损伤定位单元，用于在成像单元接收到损伤区域数据时，将数据发送至损伤定位单元内，损伤定位单元根据接收到的损伤区域数据定位至尺寸识别单元识别的复合材料上，并通过显示屏进行显示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过ECT将介电常数转换为电极间电容，将动态电信号和静态电信号连接在电容传感器的电极上，可以通过检测信号的数量级变化来识别复合管道的损伤区域，并通过尺寸识别单元与损伤定位单元配合工作，确定复合材料的损伤区域，减少了检测工作量，精度高，易于建立，具备成本低廉、响应快、无干扰等优点，在恶劣环境条件下具有高安全性和持续可操作性。
附图说明
图1为本发明的系统模块示意图；
图2为本发明检测系统的使用过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：桥梁加固复合材料损伤识别系统，包括ECT、电容传感器和复合材料，ECT包括检测单元、信号输出单元、分析单元、成像单元和显示屏，电容传感器内设有两个电极，信号输出单元包括动态电信号和静态电信号，动态电信号连接一个电极，静态电信号连接另一个电极，电容传感器连接复合材料；
ECT，用于将系统的介电常数转换为电极间电容；
电容传感器，用于检测复合材料电容；
信号输出单元，用于输出动态电信号和静态电信号；
动态电信号，用于与电容传感器的一个电极连接，检测动态信号的数量级变化；
静态电信号，用于与电容传感器的另一个电极连接，检测静态信号的数量级变化。
本实施例中，具体的：检测单元与信号输出单元交互连接；
检测单元，用于向信号输出单元发送检测信号数量级变化命令，通过信号输出单元检测信号数量级变化，并将检测数据发送至分析单元。
本实施例中，具体的：检测单元连接分析单元；
分析单元，用于分析检测单元发送的信号数量级变化数据，来识别复合材料的损伤区域，并在识别过后，将损伤区域发送至成像单元，可以确定受损区域。
本实施例中，具体的：分析单元连接成像单元；
成像单元，用于在接收到分析单元发送的数据后，将文字数据转化为图像数据，并将图像数据发送至显示屏；便于人们更直观的观看受损区域。
本实施例中，具体的：成像单元连接显示屏；
显示屏，用于显示成像单元发送的图像，便于人们更直观的观看受损区域。
本实施例中，具体的：ECT还包括尺寸识别单元和损伤定位单元。
本实施例中，具体的：尺寸识别单元与复合材料交互连接；
尺寸识别单元，用于识别复合材料的尺寸，并将识别的尺寸信息发送至成像单元，显示在显示屏上；为后面定位受损区域做铺垫。
本实施例中，具体的：损伤定位单元与成像单元交互连接；
损伤定位单元，用于在成像单元接收到损伤区域数据时，将数据发送至损伤定位单元内，损伤定位单元根据接收到的损伤区域数据定位至尺寸识别单元识别的复合材料上，并通过显示屏进行显示；可以使得工作人员清楚明晰的了解到受损区域。
工作原理或者结构原理：本发明通过ECT将介电常数转换为电极间电容，将动态电信号和静态电信号连接在电容传感器的电极上，可以通过检测信号的数量级变化来识别复合管道的损伤区域，并通过尺寸识别单元与损伤定位单元配合工作，确定复合材料的损伤区域，减少了检测工作量，精度高，易于建立，具备成本低廉、响应快、无干扰等优点，在恶劣环境条件下具有高安全性和持续可操作性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.桥梁加固复合材料损伤识别系统，包括ECT、电容传感器和复合材料，其特征在于：所述ECT包括检测单元、信号输出单元、分析单元、成像单元和显示屏，所述ECT还包括尺寸识别单元和损伤定位单元，所述电容传感器内设有两个电极，所述信号输出单元包括动态电信号和静态电信号，所述动态电信号连接一个电极，所述静态电信号连接另一个电极，所述电容传感器连接复合材料；
所述ECT，用于将系统的介电常数转换为电极间电容；
所述电容传感器，用于检测复合材料电容；
所述信号输出单元，用于输出动态电信号和静态电信号；
所述动态电信号，用于与电容传感器的一个电极连接，检测动态信号的数量级变化；
所述静态电信号，用于与电容传感器的另一个电极连接，检测静态信号的数量级变化；
所述检测单元连接分析单元；
所述分析单元，用于分析检测单元发送的信号数量级变化数据，来识别复合材料的损伤区域，并在识别过后，将损伤区域发送至成像单元。
2.根据权利要求1所述的桥梁加固复合材料损伤识别系统，其特征在于：所述检测单元与信号输出单元交互连接；
所述检测单元，用于向信号输出单元发送检测信号数量级变化命令，通过信号输出单元检测信号数量级变化，并将检测数据发送至分析单元。
3.根据权利要求1所述的桥梁加固复合材料损伤识别系统，其特征在于：所述分析单元连接成像单元；
所述成像单元，用于在接收到分析单元发送的数据后，将文字数据转化为图像数据，并将图像数据发送至显示屏。
4.根据权利要求1所述的桥梁加固复合材料损伤识别系统，其特征在于：所述成像单元连接显示屏；
所述显示屏，用于显示成像单元发送的图像。
5.根据权利要求1所述的桥梁加固复合材料损伤识别系统，其特征在于：所述尺寸识别单元与复合材料交互连接；
所述尺寸识别单元，用于识别复合材料的尺寸，并将识别的尺寸信息发送至成像单元，显示在显示屏上。
6.根据权利要求1所述的桥梁加固复合材料损伤识别系统，其特征在于：所述损伤定位单元与成像单元交互连接；
所述损伤定位单元，用于在成像单元接收到损伤区域数据时，将数据发送至损伤定位单元内，损伤定位单元根据接收到的损伤区域数据定位至尺寸识别单元识别的复合材料上，并通过显示屏进行显示。
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