CN202916222U - 一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其该测定仪包括检测单元，与检测单元连接的转换单元，与转换单元连接的信号处理单元，与信号处理单元连接的存储单元，与存储单元连接的显示单元。本实用新型解决了现有测定方法存在检测数据不准确，以及在检测过程中对建筑物会造成较大的损害的问题。本实用新型具有破坏性小，数据准确以及功能多等优点。

Description

一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪

技术领域

本实用新型涉及一种测定仪，具体涉及一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪。

背景技术

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题，也是建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。多年来，许多建筑工程由于耐久性不良引起的工程损坏事例不断发生，由此带来的工程损失和处理费用也迅速增加，相应的经济损失已不可忽视。钢筋锈蚀会引起结构混凝土的膨胀开裂，使混凝土保护层脱落，降低结构承载力，引起安全问题。钢筋在混凝土中锈蚀是电化学过程。锈蚀时，钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性相当于半个弱电池组，钢筋作用是电极，而混凝土是电解质，混凝土中的钢筋的活化区(阳极区)和钝化区(阴极区)显示出不同的腐蚀电位，钢筋在钝化时，腐蚀电位升高，电位偏正；由钝态转入活化态(锈蚀)时，腐蚀电位降低，电位偏负。这就是常用的半电池电位检测法的原理。利用半电池电位法检测前，需要在测区上布置测试网格，将网格交叉点设置为测点，检测时需要凿除钢筋保护层部分的混凝土，使钢筋外露，再进行连接。检测时将一个连接铜导线的金属电极夹住凿开的钢筋，铜导线另一端接电压表负输入端，再将一个连接铜导线的铜-硫酸铜饱和电位电极放在测区测点上，铜导线另一端接电压表正输入端，测量该点电位。因此操作人员只能预先在记录表格上画出测试网格，随时检测随时填写测点电位，事后评估数据时非常麻烦。此外，这种检测方式会对建筑物造成较大的损害。半电池电位法是经典的钢筋锈蚀检测方法，但如果只采用单一方法进行检测，也很难完善地评估钢筋实际锈蚀程度。混凝土电阻率(单位kΩcm)是评估混凝土密实性的一项参数，电阻率越低，腐蚀电流流过混凝土就越容易，钢筋腐蚀的可能性就越大，因此，

我们也可以通过测试混凝土的电阻来判断混凝土潜在的钢筋锈蚀可能性、钢筋是否锈蚀以及锈蚀发生的位置。目前国内和国际上检测混凝土电阻率的方法多种多样，其中应用较多的有双电极法和四电极法。相对于双电极法，四电极法检测更为准确。四电极法最早应用时，操作人员需要在建筑结构表面打四个固定距离且能插入电极头的小孔，后来人们利用吸水的海绵塞作为接触媒介，但存在检测不准的现象，经研究发现，直流电的作用下会发生极化反应，同时直流电也会使水的温度有些微的增加，使数据发生偏移。

发明内容

本实用新型公开了一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其解决了现有测定方法存在检测数据不准确，以及在检测过程中对建筑物会造成较大的损害的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述测定仪包括检测单元，与检测单元连接的转换单元，与转换单元连接的信号处理单元，与信号处理单元连接的存储单元，与存储单元连接的显示单元。

优选地，上述检测单元包括锈蚀电位检测单元和电阻率检测单元。

优选地，上述锈蚀电位检测单元由相互连接的第一电极和第二电极组成。

优选地，上述电阻率检测单元由电阻率电极，以及与电阻率电极连接的铜管组成；所述铜管的管口还塞有海绵。

优选地，上述电阻率电极、铜管以及海绵为相互连接的4个。

优选地，上述第一电极和第二电极为梯度电极。

优选地，上述转换单元为TI A/D转换芯片。

优选地，上述显示单元为彩色液晶显示屏。

优选地，上述信号处理单元为ARM9处理器。

优选地，上述测定仪还包括与存储单元连接的打印机。

该混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪具有以下有益效果：

1、该仪器可检测锈蚀电位和电阻率两种参数，从而综合判断混凝土潜在的钢筋锈蚀可能性、钢筋是否锈蚀以及锈蚀发生的位置。

2、该仪器采用梯度电位的检测方式，无需破损建筑结构表面即可检测锈蚀电位。

3、该仪器采用高频低压正弦交流电测量电阻率，克服了传统直流电量法的极化反应和温度增高的缺点。

4、该仪器配备彩色液晶显示屏，检测后可利用彩色色阶图现场评价该区域内的钢筋锈蚀程度。

5、仪器可存储大量实验数据，并配备上位机便于操作人员后期处理数据。

附图说明

图1本实用新型的系统原理图；

图2为锈蚀电位检测单元的结构图；

图3为电阻率检测单元的结构图；

图4为锈蚀电位检测单元的使用状态图；

图5为电阻率检测单元的使用状态图。

附图标记说明：

检测单元1，锈蚀电位检测单元101，第一电极111，第二电极121，电阻率检测单元102，电阻率电极112，铜管122；转换单元2；信号处理单元3；存储单元4；显示单元5；海绵6；打印机7；钢筋8；构件9。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

参见图1所示，本实用新型提供的一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪包括检测单元1，与检测单元1连接的转换单元2，与转换单元2连接的信号处理单元3，与信号处理单元3连接的存储单元4，通过该存储单元4可自身存储大量数据，并配备上位机可将所有检测并保存的数据批量导入电脑中，可利用上位机将电位数据生成数据表格、彩色色阶图、电位等位线图、电位统计图等，方便操作人员后期处理数据。与存储单元4连接的显示单元5。检测单元1包括锈蚀电位检测单元101和电阻率检测单元102。锈蚀电位检测单元101由相互连接的第一电极111和第二电极121组成。电阻率检测单元102由电阻率电极112，以及与电阻率电极112连接的铜管122组成；铜管122的管口还塞有海绵6。电阻率电极112、铜管122以及海绵6为相互连接的4个。第一电极111和第二电极121为梯度电极。转换单元2为TI A/D转换芯片。显示单元5为彩色液晶显示屏，通过该液晶显示屏，在区域内锈蚀电位检测完毕后，显示屏可以用彩色色阶图直接显示该区域内的钢筋锈蚀，操作人员可直观了解检测区域内钢筋的锈蚀程度，可在现场快速评估试验结果。信号处理单元3为ARM9处理器；测定仪还包括与存储单元4连接的打印机7。

参见图2-5所示，本仪器以无损检测，即以不破坏建筑为原则，采用梯度的方式检测钢筋锈蚀电位，采用四电极的方式检测混凝土电阻率，利用电位、电阻率两种参数配合评估混凝土中钢筋锈蚀程度。该仪器利用四电极探头检测电阻率时，通过电路和输出设计，克服直流电量法的极化反应和溶液温度增高造成测量结果偏差的缺点。仪器采用ARM9处理器，配备大容量存储芯片用于数据存储仪器，在检测时采用高精度TI A/D转换芯片，设计电路时将其中一个指定的电极接地，利用检测出的铜-硫酸铜饱和电极电位差测量检测点的锈蚀电位，达到不破坏建筑结构即可检测的目的。仪器在设计电路时，向电阻率电极中输出高频低压正弦交流电，而并非直流电，利用交流电的交互特性克服直流电量法的极化反应和溶液温度增高造成测量结果偏差的缺点。

本实用新型的工作原理如下：

参见图4，其为梯度电位检测法，在检测前，采用少量家用液体清洁剂加纯净水的混合液用喷雾器润湿被测构件9，该构件9即为混凝土，并且充分润湿。在测区上布置测试网格，将网格的交叉点设为测点。梯度电位测试不需凿开混凝土，将两个铜-硫酸铜电极之间用固定距离的连接杆连接，把电位电极放在测区测点上，使电位电极与测试混凝土表面垂直，并施加适当的压力，待电位值稳定后按确定键，即完成该点测试。连接好两个电极开始测试后，两个电极的前后顺序不可调换，依次测量剩下的测点。保存好的数据可以以彩色色阶图的形式在液晶屏幕上直观显示钢筋8锈蚀程度，通常不同色阶的红色表示钢筋锈8蚀程度，绿色表示钢筋8未发生锈蚀。保存好的数据可以上传至电脑中预装的上位机，存储的电位数据可以生成数据表格、彩色色阶图、电位等位线图、电位统计图等。

其中图5为电阻率检测法，在检测前用水将海绵6塞充分润湿，塞入四电极前端的铜管122中。将电极紧紧按在去除了涂料的混凝土表面，主机通过外侧两个探头向外输出高频低压正弦交流电，内侧两个探头检测电压值和电流值。仪器根据内置的公式计算电阻率：R＝v/I，ρ＝2π·αR其中：R-电极电阻；v-电极电压；I-电极电流；ρ-电阻率；α-电极间距仪器显示结果为电阻率(kΩcm)。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述测定仪包括检测单元(1)，与检测单元(1)连接的转换单元(2)，与转换单元(2)连接的信号处理单元(3)，与信号处理单元(3)连接的存储单元(4)，与存储单元(4)连接的显示单元(5)；所述检测单元(1)包括锈蚀电位检测单元(101)和电阻率检测单元(102)；所述锈蚀电位检测单元(101)由相互连接的第一电极(111)和第二电极(121)组成；所述电阻率检测单元(102)由电阻率电极(112)，以及与电阻率电极(112)连接的铜管(122）组成；所述铜管(122)的管口还塞有海绵(6)。

2.根据权利要求1所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述电阻率电极(112)、铜管(122)以及海绵(6)为相互连接的4个。

3.根据权利要求2所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述第一电极(111)和第二电极(121)为梯度电极。

4.根据权利要求1所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述转换单元(2)为TI A/D转换芯片。

5.根据权利要求1所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述显示单元(5)为彩色液晶显示屏。

6.根据权利要求1所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：信号处理单元(3)为APM9处理器。

7.根据权利要求1所述的混凝土钢筋锈蚀和电阻率综合测定仪，其特征在于：所述测定仪还包括与存储单元(4)连接的打印机(7)。 

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