CN205898904U - 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 - Google Patents
智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205898904U CN205898904U CN201620784210.9U CN201620784210U CN205898904U CN 205898904 U CN205898904 U CN 205898904U CN 201620784210 U CN201620784210 U CN 201620784210U CN 205898904 U CN205898904 U CN 205898904U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- signal
- concrete member
- microprocessor
- intelligence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
一种智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备。介电常数测量设备与被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内、外导体共同完成测量。智能同轴一维钢筋混凝土构件内的钢筋为同轴电缆结构，有外导体和内导体，外导体与内导体均由若干箍筋、纵筋组合而成。介电常数测量设备由控制服务器、微处理器、信号源、功分器组、反向信号隔离器、定向耦合器、程控衰减器组、信号解析器组和测量连接端口组成，控制服务器连接通信接口，通过通信接口与微处理器进行通信。本介电常数测量设备在不改变混凝土构件结构基础上，使混凝土材料自身成为一种智能传感材料。实时监测混凝土介电常数的变化，从而监测混凝土各阶段的健康状况，操作简单、可靠。
Description
(一)技术领域
本新型属于建筑材料检测范畴，涉及混凝土质量监测，具体是同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备。
(二)背景技术
混凝土是土木工程结构中使用最为广泛的结构材料，混凝土结构材料的损伤会严重破坏结构的整体性、影响结构的耐久性、甚至直接危害工程结构的安全性，因此，混凝土材料损伤检测或监测是工程质量检查与结构健康监测的重要内容。对混凝土构件进行实时有效检测和实时监测，科学地掌握混凝土构件结构性能的动态变化，对及时采取灾害防治措施、提高结构的运营效率、实现混凝土结构全生命周期的可持续绿色发展、保障人民生命财产安全具有极其重大的意义。
在当今社会飞速发展的形势下，各种混凝土的质量检测有了不同程度的提高。专利号ZL201520402418.5《钢筋同轴电缆结构一维混凝土健康监测阶跃测试》，给出了一种对钢筋同轴电缆结构一维混凝土的健康监测方法，但是不论测试精度还是可靠性、稳定性还有待提高。
专利号ZL201310029782.7《以钢筋为电极的混凝土监控检测仪及其监控检测方法》利用钢筋做电极，检测两个钢筋电极之间的电参数，判断混凝土裂缝。本发明提出了一种方法，但没有根据钢筋混凝土的不同结构给出不同的测试方法。
专利号ZL201210199249.0《以钢筋为电极的混凝土裂缝检测仪》，利用发射电极激励信号和接收电极的响应信号之间的关系，判断混凝土裂缝。本发明主要局限在检测混凝土的裂缝，没有检测其他的异常行为，存在局限性。
(三)实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种不需改变混凝土材料和设计方法，将混凝土构件自身成为一种智能传感材料，采用基于介电常数测量测量方法对混凝土构件动态变化进行检测。解决现有技术检测还不全面，测量精度和稳定性、可靠性还有待提高的问题，满足日益增加的混凝土构件动态检测的需求。
本实用新型的目的是这样达到的：一种智能同轴一维钢筋混凝土构件介电常数测量设备，其特征在于：介电常数测量设备与被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内、外导体共同完成测量。智能同轴一维钢筋混凝土构件内的钢筋为同轴电缆结构，有外导体和内导体，外导体与内导体均由若干箍筋、纵筋组合而成，纵筋沿同轴一维钢筋混凝土构件轴向分布，箍筋沿横截面方向分布，内导体位于钢筋混凝土构件内部的中心位置、与外导体形状一致但箍筋尺寸小于外导体，外导体位于混凝土构件的外边，并满足一维混凝土构件设计规范的要求。
介电常数测量设备由控制服务器、微处理器、信号源、功分器组、反向信号隔离器、定向耦合器、程控衰减器组、信号解析器组和测量连接端口组成，微处理器通过通信接口连接控制服务器。
介电常数测量设备连接在连接电缆上,被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的测量端与连接电缆相连，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的外导体与连接电缆外导体连接，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内导体与连接电缆6的内导体连接。
控制服务器连接通信接口，通过通信接口与微处理器进行通信。
所述介电常数测量设备中，微处理器连接信号源、反向信号隔离器、程控衰减器A、程控衰减器B、信号解析器1、信号解析器2，接收信号解析器的数据；信号源的信号输入功分器1，功分器1将信号源信号分成两路，一路送到功分器2，一路送入程控衰减器B。
功分器2的输出分别连接到反向信号隔离器和程控衰减器A的输入，反向信号隔离器的控制线连接到微处理器，并接收微处理器的控制，反向信号隔离器的输出连接到定向耦合器，定向耦合器将输入信号送给测量连接端口，并从测量连接端口接收信号，将接收到的测量连接端口的信号送给信号解析器1；测量连接端口通过连接电缆与被测智能同轴一维钢筋混凝土连接，信号解析器1的两个输入信号分别连接定向耦合器和功分器的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据，程控衰减器A的输入连接功分器2的输出，控制线连接微处理器，输出连接到信号解析器2；信号解析器2的两个输入信号分别连接程控衰减器A和功分器3的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据。
程控衰减器B的控制线连接到微处理器，并接受微处理器控制，输入连接到功分器1的输出，输出连接到功分器3的输入；功分器3的输入连接到程控衰减器B的输出，输出连接到信号解析器1、信号解析器2。
被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内、外导体纵筋数量均不小于6根。
被测智能同轴一维钢筋混凝土构件横截面为圆形或椭圆形或正方形或长方形。
采用介电常数测量设备对被测同轴一维钢筋混凝土构件进行测量是，在测量前，将被测智能同轴一维钢筋混凝土构件测量端的内、外导体与连接电缆相连，连接电缆为同轴电缆。被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的测量端外导体与连接电缆外导体连接，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件测量端的内导体与连接电缆内导体连接；混凝土介电常数测量设备的测量连接端口与连接电缆连接。
本实用新型的积极效果是：
1、同轴一维钢筋混凝土构件在不需改变混凝土材料和设计方法的基础上，使得混凝土材料自身成为一种智能传感材料。
2、混凝土材料在不同龄期、不同健康状况下呈现出不同混凝土介电常数，通过实时监测智能同轴一维钢筋混凝土的混凝土介电常数，根据混凝土介电常数的变化，监测混凝土各阶段的健康状况。
3、对混凝土健康状况实时监控，科学地掌握混凝土构件结构性能的动态变化，解决现有混凝土检测的测量精度和稳定性、可靠性还有待提高的问题，满足日益增加的混凝土构件动态检测的需求，实现对非正常健康状况的预警。
4、测量设备简单可靠，操作简单，易于推广。
(四)附图说明
图1是本实用新型中圆形智能同轴一维钢筋混凝土构件结构示意图。
图2是本实用新型中正方形智能同轴一维钢筋混凝土构件结构示意图。
图3是采用介电常数测量设备测量被测智能一维钢筋混凝土构件时的连接图。
图4是混凝土介电常数测量设备结构图。
图5是反向信号隔离器电路图。
图6是程控衰减器电路图。
图7～图8是信号解析器电路图。
图中，1是横截面为圆形的智能一维钢筋混凝土构件内导体、1，为横截面为正方形智能一维钢筋混凝土构件内导体，2-1～2-n是横截面为圆形智能一维钢筋混凝土构件 外导体箍筋、3-1～3-m是为横截面为圆形智能一维钢筋混凝土构件外导体纵筋、3，-1～3，-m是为横截面为正方形智能一维钢筋混凝土构件外导体纵筋、4，-1～4，-n是横截面为正方形智能一维钢筋混凝土构件外导体箍筋、5介电常数测量设备、6连接电缆、7被测智能一维钢筋混凝土构件、9通信接口、10微处理器、11信号源、12-1功分器1、12-2功分器2、12-3功分器3、13反向信号隔离器、14测量连接端口、15定向耦合器、16-1程控衰减器1、16-2程控衰减器2、17-1信号解析器1、17-2信号解析器2、20控制服务器。
(五)具体实施方式
本新型在不需改变混凝土材料和设计方法的基础上，使得混凝土材料自身成为一种传感材料。这些混凝土内的钢筋设计成同轴电缆形式，即设计成外导体和内导体的形式。外导体与内导体均由若干箍筋、纵筋组合而成。纵筋沿一维钢筋混凝土构件轴向分布，箍筋沿横截面方向分布，内导体位于钢筋混凝土构件内部的中心位置、与外导体形状一致但箍筋尺寸小于外导体，外导体位于混凝土构件的外边，并满足一维混凝土设计规范的设计要求。
智能同轴一维钢筋混凝土构件可以是横截面分别为圆形、椭圆形、正方形、长方形的一维钢筋混凝土构件。根据其横截面将其命名为智能圆形一维钢筋混凝土构件、智能椭圆形一维钢筋混凝土构件、智能正方形一维钢筋混凝土构件、智能长方形一维钢筋混凝土构件。无论哪种智能一维钢筋混凝土构件的外导体设计遵循混凝土结构设计规范要求，在可以保证外导体最少6根纵筋时，按照正常的混凝土结构设计标准设计。如果按正常的混凝土结构设计标准设计处理纵筋少于6根，则设计6根纵筋。内导体结构与外导体类似，但横截面比外导体横截面小。内导体纵筋采用的钢筋直径可以比外导体纵筋采用的钢筋直径小或者相同，内导体纵筋间距可以跟外导体相同，或比外导体间距小，但是内导体最少保证6根纵筋。
实施例1。参见附图1、3。
智能圆形同轴一维钢筋混凝土构件的外导体由圆形箍筋2-1～2-n、纵筋3-1～3-m组合而成。内导体1是与外导体结构相似的圆形箍筋纵筋组合而成，但圆形箍筋直径比外导体圆形箍筋小，内导体位于钢筋混凝土构件内部的轴心位置。
实施例2。参见附图2、3。
智能正方形同轴一维钢筋混凝土构件的内导体为1，，外导体由3，-1～3，-m纵筋和4，-1～4，-n外导体箍筋组合而成。内导体位于智能正方形钢筋混凝土构件内部的轴心位置。无论对哪种一维钢筋混凝土构件进行测量，其使用的介电常数测量设备5完全相同，测量过程完全一致。
测量时，介电常数测量设备5连接在连接电缆6上,被测智能同轴一维钢筋混凝土构件7的测量端与连接电缆6相连，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的外导体与连接电缆6外导体连接，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内导体与连接电缆6的内导体连接。
参见附图4。
控制服务器20连接通信接口9，通过通信接口9与微处理器10进行通信。
介电常数测量设备5中，微处理器连接信号源11、反向信号隔离器13、程控衰减器16-1、16-2、信号解析器17-1、17-2，并对信号源11、反向信号隔离器13、程控衰减器16-1～16-2、信号解析器17-1～17-2的工作模式进行控制，接收信号解析器的数据；信号源的信号输入功分器1 12-1，功分器1将信号源信号分成两路，一路送到功分器2 12-2，一路送入程控衰减器B 6-2。
功分器2 12-2的输出分别连接到反向信号隔离器13和程控衰减器A 16-1的输入，反向信号隔离器13的控制线连接到微处理器，并接收微处理器的控制，反向信号隔离器13的输出连接到定向耦合器15，定向耦合器15将输入信号送给测量连接端口14，并从测量连接端口接收信号，将接收到的测量连接端口的信号送给信号解析器1 17-1。测量连接端口通过连接电缆6与被测智能同轴一维钢筋混凝土7连接，信号解析器1 17-1的两个输入信号分别连接定向耦合器15和功分器12-3的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据，程控衰减器A 16-1的输入连接功分器2 12-2的输出，控制线连接微处理器，输出连接到信号解析器2 17-2；信号解析器2的两个输入信号分别连接程控衰减器A 16-1和功分器3 12-3的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据。
程控衰减器B 16-2的控制线连接到微处理器10，并接受微处理器控制，输入连接到功分器1 12-1的输出，输出连接到功分器3 12-3的输入；功分器3的输入连接到程控衰减器B 16-2的输出，输出连接到信号解析器1 17-1、信号解析器2 17-2。
介电常数测量设备5中的控制服务器通过与微处理器的通信，对被测智能一维钢筋混凝土构件的测量进行控制，控制服务器对微处理器下达控制命令，设置测量参数，同时微处理器将测量结果发送给控制服务器。
ADF4350 ADF4153
反向信号隔离器电路图参见图5。其中，UA1，UA3：集成电路，型号：NBB-400，由美国RF Micro Devices,Inc.公司生产。UA2：集成电路，型号：PE43704，由美国PeregrineSemiconductor Corp公司生产。GLIN：连接功分器输出，GLOUT：连接定向耦合器输入。
A0,A1,A2,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,SI,CLK,LE,P/S连接到ZC706的IO引脚。
程控衰减器电路图参见图6。图中，UD6：集成电路，型号：PE43704，由美国Peregrine Semiconductor Corp公司生产。A0,A1,A2,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,SI,CLK,LE,P/S连接到ZC706的IO引脚。
信号解析器电路图参见图7～图8。
图中，AD9361用做两路信号解析器，信号解析器1和信号解析器2由一片AD9361实现。
UR1：美国Analog Devices公司生产的AD9361。
UR2，UR3：美国Mini-Circuits公司生产的TCM1-63AX+
JP1，JP2，JP3：BNC接插件。JP1连接定向耦合器，JP2连接程控衰减器，JP3连
接功分器3的输出。
电路中的名为AUXADC,AUXDAC1,AUXDAC2,RX_F_N,RX_F_P,TX_F_N,TX_F_P,
SPIDO,SPIDI,SPICLK,SPIEN,CLKOUT,RESETB,EN,ENAGC,F_CLK_N,F_CLK_P，
D_CLK_N,D_CLK_P,TXNRX,P0_D[0:11],P1_D[0:11],GPIO[0:3],CTRLIN[0:3],
CTRLOUT[0:7]的连接网络都连接到ZC706的IO引脚。
Claims (4)
1.一种智能同轴一维钢筋混凝土构件介电常数测量设备，其特征在于：介电常数测量设备(5)与被测智能同轴一维钢筋混凝土构件(7)的内、外导体共同完成测量；智能同轴一维钢筋混凝土构件内的钢筋为同轴电缆结构，有外导体和内导体，外导体与内导体均由若干箍筋、纵筋组合而成，纵筋沿同轴一维钢筋混凝土构件轴向分布，箍筋沿横截面方向分布，内导体位于钢筋混凝土构件内部的中心位置、与外导体形状一致但箍筋尺寸小于外导体，外导体位于混凝土构件的外边，并满足一维混凝土构件设计规范的要求；
介电常数测量设备(5)由控制服务器(20)、微处理器(10)、信号源(11)、功分器(12-1～12-3)、反向信号隔离器(13)、定向耦合器(15)、程控衰减器(16-1～16-2)、信号解析器(17-1～17-2)和测量连接端口(14)组成，微处理器(10)通过通信接口(9)连接控制服务器(20)；
介电常数测量设备(5)连接在连接电缆(6)上,被测智能同轴一维钢筋混凝土构件(7)的测量端与连接电缆(6)相连，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的外导体与连接电缆(6)外导体连接，被测智能同轴一维钢筋混凝土构件的内导体与连接电缆(6)的内导体连接；
控制服务器连接通信接口，通过通信接口与微处理器进行通信。
2.如权利要求1所述智能同轴一维钢筋混凝土构件介电常数测量设备，其特征在于：所述介电常数测量设备(5)中，微处理器连接信号源(11)、反向信号隔离器(13)、程控衰减器(16-1、16-2)、信号解析器(17-1、17-2)，接收信号解析器的数据；信号源的信号输入功分器1(12-1)，功分器1将信号源信号分成两路，一路送到功分器2(12-2)，一路送入程控衰减器B(16-2)；
功分器2(12-2)的输出分别连接到反向信号隔离器(13)和程控衰减器A(16-1)的输入，反向信号隔离器(13)的控制线连接到微处理器，并接收微处理器的控制，反向信号隔离器(13)的输出连接到定向耦合器(15)，定向耦合器(15)将输入信号送给测量连接端口(14)，并从测量连接端口接收信号，将接收到的测量连接端口的信号送给信号解析器1(17-1)；测量连接端口通过连接电缆(6)与被测智能同轴一维钢筋混凝土构件(7)连接，信号解析器1(17-1)的两个输入信号分别连接定向耦合器(15) 和功分器(12-3)的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据，程控衰减器A(16-1)的输入连接功分器2(12-2)的输出，控制线连接微处理器，输出连接到信号解析器2(17-2)；信号解析器2的两个输入信号分别连接程控衰减器A(16-1)和功分器3(12-3)的输出信号，控制线与数据输出与微处理器连接，接受微处理器控制，向微处理器输出数据；
程控衰减器B(16-2)的控制线连接到微处理器(10)，并接受微处理器控制，输入连接到功分器1(12-1)的输出，输出连接到功分器3(12-3)的输入；功分器3的输入连接到程控衰减器B(16-2)的输出，输出连接到信号解析器1(17-1)、信号解析器2(17-2)。
3.如权利要求1所述的智能同轴一维钢筋混凝土构件介电常数测量设备，其特征在于：被测智能同轴一维钢筋混凝土构件(7)的内、外导体纵筋数量均不小于6根。
4.如权利要求1所述的智能同轴一维钢筋混凝土构件介电常数测量设备，其特征在于：被测智能同轴一维钢筋混凝土构件(7)横截面为圆形或椭圆形或正方形或长方形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620784210.9U CN205898904U (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620784210.9U CN205898904U (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205898904U true CN205898904U (zh) | 2017-01-18 |
Family
ID=57785034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620784210.9U Expired - Fee Related CN205898904U (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205898904U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106154054A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-23 | 四川大学 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备和方法 |
-
2016
- 2016-07-22 CN CN201620784210.9U patent/CN205898904U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106154054A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-23 | 四川大学 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备和方法 |
| CN106154054B (zh) * | 2016-07-22 | 2023-04-18 | 四川大学 | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101403777B (zh) | 大电流氧化锌避雷器阻性电流测试仪 | |
| CN206757027U (zh) | 基于虚电流装置的现场虚负荷校验装置 | |
| CN104965004B (zh) | 钢筋同轴电缆结构一维混凝土健康监测方法及阶跃测试仪 | |
| CN105717366A (zh) | 接地电阻在线监测报警仪及远程监控系统 | |
| CN205898904U (zh) | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备 | |
| CN106154054A (zh) | 智能同轴一维钢筋混凝土构件的介电常数测量设备和方法 | |
| CN107084695A (zh) | 一种全自动水泥电杆力学挠度检测仪及方法 | |
| CN205879837U (zh) | 基于等效电路的一维同轴钢筋混凝土构件测量设备 | |
| CN105136859A (zh) | 基于钢筋电极的二维混凝土健康监测方法 | |
| CN105973944B (zh) | 基于等效电路的一维同轴钢筋混凝土构件测量设备和方法 | |
| CN206020539U (zh) | 同轴一维钢筋混凝土构件混凝土介电常数测量设备 | |
| CN207123583U (zh) | 一种电缆终端在线监测装置 | |
| CN205844240U (zh) | 基于频域反射的智能同轴一维钢筋混凝土构件测量设备 | |
| CN108802498A (zh) | 一种接地电阻测试仪 | |
| CN105974205B (zh) | 同轴一维钢筋混凝土构件混凝土介电常数测量设备和方法 | |
| CN206930967U (zh) | 一种abs、esp硬件在环测试系统 | |
| CN204694667U (zh) | 基于钢筋电极的二维混凝土参数测试仪 | |
| CN110221171A (zh) | 测井电缆绝缘性自动检测装置 | |
| CN201434686Y (zh) | 一带二接线式振弦传感器 | |
| CN205786896U (zh) | 一种用于poi无源互调测试仪或者多端口组合互调校准的标准源 | |
| CN206470331U (zh) | 一种基于环境影响因素的互感器运行特性考核平台 | |
| CN205656241U (zh) | 接地电阻在线监测报警仪及远程监控系统 | |
| CN207051290U (zh) | 矩形截面钢筋混凝土构件的自感应智能多输入输出健康监测设备 | |
| CN106018486B (zh) | 基于频域反射的一维同轴钢筋混凝土构件测量设备和方法 | |
| CN208621691U (zh) | 一种电源变压器多产品测试系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170118 Termination date: 20180722 |