CN202794092U - 基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置。本实用新型结构为环氧胶涂在地铁遂道需要检测的混凝土表面上，其两端连接铜片，铜片连接导线，在环氧胶上刷涂一层导电涂料，导电涂料覆盖铜片，再将硅胶涂刷在带有导电涂料的铜片上，保护板通过螺栓固定在混凝土表面上。本实用新型克服了过去振弦式传感器、电阻应变存在的需转换才能识别裂缝，且无法识别裂缝的宽度、数据处理较复杂、精度不准，以及光纤传感器监测的成本太高、又无法对裂缝的宽度进行测量的缺陷。本实用新型裂缝监测元件是一种表面涂刷导电涂料的导电膜，可以在地铁运营过程中涂刷到隧道混凝土表面的关键部位，通过测量其电阻变化，实现对混凝土裂缝的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及地铁隧道在强电磁、强风、高湿环境下的混凝土裂缝无损监测装置，特别涉及基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置。
背景技术
在本实用新型发明之前，对地铁隧道裂缝进行监测，目前采用振弦式传感器、电阻应变，但需转换才能识别裂缝，且无法识别裂缝的宽度，数据处理较复杂，精度很难。光纤传感器监测技术，该方法存在着成本太高，又无法对裂缝的宽度进行测量，传感系统的延伸率有限。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置。
本实用新型的技术方案是：
基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置，其主要技术特征在于环氧胶涂在地铁遂道需要检测的混凝土表面上，其两端连接铜片，铜片连接导线，在环氧胶上刷涂一层导电涂料，导电涂料覆盖铜片，再将硅胶涂刷在带有导电涂料的铜片上，保护板通过螺栓固定在混凝土表面上。
本实用新型的优点和效果在于裂缝监测元件是一种表面涂刷导电涂料的导电膜，可以在地铁运营过程中涂刷到隧道混凝土表面的关键部位，通过测量其电阻变化，从而实现对混凝土裂缝的线状健康监测。
本检测装置的电阻测量可以使用常见的欧姆表、万用表，能同时实现12通道的测量，并可以对数据进行保存、分析。利用红外成像技术还可有效的识别裂缝的位置，而且可以进行远距离、非接触的情况下测量裂缝的宽度。
本裂缝监测装置利用屏蔽导线进行信号传输，防止地铁强电磁环境对信号传输的干扰，利用膨胀螺栓固定的PVC线管进行导线的设置，避免地铁内强风对监测装置的影响；在导电涂料膜表面用膨胀螺栓固定透明的PVC板，防止偶然脱落的导电涂料膜挂到列车接触网上；避免短路断电的现象出现，实现强电磁、强风、高潮环境下进行混凝土裂缝的监测。
本发明的优点在于监测元件制备工艺简单，成本低，可在短时间内快速安装。根据地铁隧道监测需要，选择涂刷、安装的位置及数量，从而实现地铁隧道混凝土裂缝的分布式监测。测量原理简单，可靠性高，后期监测及数据的处理都较为方便。推广使用后，可大大降低检测成本，提高检测效率。真正实现了远距离、非接触、实时检测。
附图说明
图1——本实用新型的结构原理示意图。
图2——图1俯视图。
图中各标号表示部件如下：
环氧胶1、导电涂料2、硅胶3、保护板4、铜片5、导线6、螺栓7、混凝土8。
具体实施方式
如图1、图2所示：
环氧胶1是816环氧胶，涂在地铁隧道需要检测的混凝土表面上，用来封闭混凝土表面的孔洞，环氧胶1两端连接铜片5，铜片5连接(电磁屏蔽)导线6；在环氧胶1上刷涂一层导电涂料2，导电涂料2覆盖铜片5，再将硅胶3涂刷覆盖在带有导电涂料2的铜片5上，起到防潮作用；用(膨胀)螺栓7将(PVC)保护板4固定在混凝土8表面，保护板4将上述物体遮挡。
本实用新型应用过程说明：
当地铁隧道混凝土出现裂缝时，由于导电涂料2弹性模量低于混凝土的弹性模量，涂刷于表面的导电涂料2的电阻值发生变化，通过铜片5及导线6传递到远方的检测设备(欧姆表、万用表或者多通道的采集仪)，得到相应的电阻值，就可以进行电脑软件分析并得到实际电阻数据，绘制电阻变化率随时间变化的曲线，就可以简单、准确和及时知道裂缝的位置和宽度。
本实用新型所使用的导电涂料是一种添加性碳系双组份改性聚酯导电涂料，固化干燥后的特点是表面电阻率0.8-1Ω·cm-1、-50℃～100℃环境温度下，断裂延伸率50-80％、防潮性能优异、耐酸碱盐性能好、80℃温度下可半永久性使用。导电涂料条为柔性结构，与混凝土相比，弹性模量较低，变形过程中，不会对地铁隧道构件产生额外的反作用。
工程实践表明，本装置的电阻变化率的变化与混凝土结构的变形保持同步，能够有效的对混凝土结构件变形-开裂-裂缝发展趋势进行监测，尤其可以非常灵敏度地监测到裂缝的出现。同时由于导电涂料2具有良好的延伸性，可以对裂缝的发展进行连续监测，满足大多数隧道工程监测的需要。
Claims (3)
1.基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置，其特征在于环氧胶涂在地铁遂道需要检测的混凝土表面上，其两端连接铜片，铜片连接导线，在环氧胶上刷涂一层导电涂料，导电涂料覆盖铜片，再将硅胶涂刷在带有导电涂料的铜片上，保护板通过螺栓固定在混凝土表面上。
2.根据权利要求1所述的基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置，其特征在于保护板遮挡环氧胶、铜片、导线、导电涂料、硅胶。
3.根据权利要求1所述的基于柔性导电涂料的地铁隧道混凝土裂缝监测装置，其特征在于导电涂料的特性包括表面电阻率0.8-1Ω·cm-1、-50℃～100℃环境温度下，断裂延伸率50-80％。
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