CN207894931U - 一种混凝土板监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土板监测系统，包括混凝土板，混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，压电传感器为圆柱形结构，压电传感器的底面与混凝土板贴合，压电传感器包括其外侧的磁性圆环，磁性圆环的底部与混凝土板贴合。本实用新型通过在混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，不改变混凝土板的结构，有利于监测混凝土板结构的健康状况，实现压电传感器的回收重复利用。本实用新型在混凝土板的板面两侧的一对压电传感器的侧面外圈均设置磁性圆环，两磁性圆环相互之间的吸力使两压电传感器吸附在混凝土的板面，避免压电传感器与混凝土板之间产生松动而影响测量精度，使两压电传感器与混凝土板紧密连接，提高了监测结果的可靠性。

Description

一种混凝土板监测系统

技术领域

本实用新型涉及建筑结构监测技术领域，特别涉及一种混凝土板监测系统。

背景技术

混凝土结构损伤可能是由于受到环境作用(如地震，强风，地基不均匀下沉等)、人为破坏或者长期累积疲劳所造成的。如何准确地掌握混凝土结构的损伤状况，以便及早采取预防措施防止损伤的进一步加剧，这对于保障重要混凝土工程结构的安全性具有重要的意义。近年来，采用压电传感器对混凝土结构的损伤进行监测成为一个重要的发展方向。

现有的混凝土板监测系统，大致是将传感元件、敏感元件、测量电路以一定方式连接后埋设于建筑结构的混凝土结构中，实现对混凝土结构的健康监测。

现有的混凝土板监测系统为减少外部环境的影响，都采用植入式的方式将压电传感器预埋于混凝土结构构件内部，忽视了现有结构的监测状况。压电传感器埋置混凝土内部只能对结构物的一点进行监测。并且不能取出重复利用。

进一步地，现有的混凝土板监测系统，若压电传感器不预埋于混凝土结构构件内部，则压电传感器易与混凝土结构产生松动，影响测量精度，甚至发生脱落现象。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的上述缺陷，提供一种混凝土板监测系统。

本实用新型提供一种混凝土板监测系统，包括混凝土板，所述混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，所述压电传感器为圆柱形结构，所述压电传感器的底面与所述混凝土板贴合，所述压电传感器包括其外侧的磁性圆环，所述磁性圆环的底部与所述混凝土板贴合。

其中，所述压电传感器还包括压电元件，所述压电元件为圆柱状结构，所述压电元件的侧面和两底面均设有环氧树脂层，所述环氧树脂层为内空的圆柱形结构，所述环氧树脂层位于所述压电元件和磁性圆环之间。

其中，所述环氧树脂层的侧面和远离所述混凝土板一侧的底面均设有材料屏蔽层，所述材料屏蔽层位于所述环氧树脂层和磁性圆环之间。

其中，所述材料屏蔽层的侧面和远离所述混凝土板一侧的底面均设有真空层，所述真空层位于所述材料屏蔽层和磁性圆环之间。

其中，所述真空层的侧面和两底面均设有材料封装层，所述材料封装层为内空的圆柱形结构，所述材料封装层位于所述真空层和磁性圆环之间。

其中，所述压电元件连接电缆的一端，所述电缆的另一端延伸至所述压电传感器外部与信号处理设备相连接。

其中，所述混凝土板包括桥梁或墙体。

本实用新型提供的混凝土板监测系统，通过在混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，不改变混凝土板的结构，有利于监测混凝土板结构的健康状况，与传统的混凝土板监测系统将压电传感器预埋于混凝土结构构件内部，使压电传感器无法取出重复利用相比，本实用新型实现压电传感器的回收重复利用。

本实用新型在混凝土板的板面两侧的一对压电传感器的侧面外圈均设置磁性圆环，两磁性圆环相互之间的吸力使两压电传感器吸附在混凝土的板面，避免压电传感器与混凝土板之间产生松动而影响测量精度，使两压电传感器与混凝土板紧密连接，提高了监测结果的可靠性。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例提供的混凝土板监测系统结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例提供的压电传感器的俯视图；

图中，1.混凝土板；2.压电元件；3.环氧树脂层；4.材料屏蔽层；5.真空层；6.材料封装层；7.磁性圆环；8.电缆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一模块实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为根据本实用新型实施例提供的混凝土板监测系统结构示意图，参照图1，本实施例提供的混凝土板监测系统包括混凝土板1，所述混凝土板1的板面两侧各设有一个压电传感器，所述压电传感器为圆柱形结构，所述压电传感器的底面与所述混凝土板1贴合，所述压电传感器包括其外侧的磁性圆环7，所述磁性圆环7的底部与所述混凝土板1贴合。

压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。

如图1所示，混凝土板1的板面两侧各设有一个压电传感器，对混凝土板1的裂缝损伤进行监测，压电传感器的侧面外圈为磁性圆环7。利用异名磁极相互吸引，两磁性圆环7相互之间的吸力使两压电传感器吸附在混凝土的板面。避免压电传感器与混凝土板1之间产生松动，避免压电传感器从混凝土板1上脱落。

本实用新型实施例提供的混凝土板监测系统，通过在混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，不改变混凝土板的结构，有利于监测混凝土板结构的健康状况，与传统的混凝土板监测系统将压电传感器预埋于混凝土结构构件内部，使压电传感器无法取出重复利用相比，本实用新型实现压电传感器的回收重复利用。本实用新型在混凝土板的板面两侧的一对压电传感器的侧面外圈均设置磁性圆环，两磁性圆环相互之间的吸力使两压电传感器吸附在混凝土的板面，避免压电传感器与混凝土板之间产生松动而影响测量精度，使两压电传感器与混凝土板紧密连接，提高了监测结果的可靠性。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述压电传感器包括压电元件2，所述压电元件2为圆柱状结构，所述压电元件2的侧面和两底面均设有环氧树脂层3，所述环氧树脂层3为内空的圆柱形结构。参照图1，环氧树脂层3位于压电元件2和材料屏蔽层4之间。

压电元件2包括压电晶体、压电陶瓷、压电半导体或有机高分子压电材料。本实施例中，压电元件2用于对现有混凝土板1结构的健康状况进行监测。

图2为根据本实用新型实施例提供的压电传感器的俯视图，如图1和图2所示，压电元件2为圆柱状结构，压电元件2的侧面和两底面均设有环氧树脂层3，环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。环氧树脂层3保证压电元件2与外围构件紧密接触，同时起到防潮防水的作用。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述环氧树脂层3的侧面和远离混凝土板1一侧的底面均设有材料屏蔽层4，参照图1，材料屏蔽层4位于环氧树脂层3和真空层5之间。如图1所示，在环氧树脂层3的侧面和远离混凝土板1一侧的底面设置材料屏蔽层4，优选的，材料屏蔽层4采用钨材料制作，材料屏蔽层4能够屏蔽外界环境以及磁性圆环7对压电元件2信号的干扰。在环氧树脂层3靠近混凝土板1的一侧不设置材料屏蔽层4，避免影响压电元件2对混凝土板1裂缝损伤的监测。

在本实用新型的一个优选实施例中，材料屏蔽层4的侧面和远离所述混凝土板1一侧的底面均设有真空层5，真空层5位于材料屏蔽层4和磁性圆环7之间，本实施例在压电传感器内设置真空层5，进一步隔绝外部环境对压电传感器中心的压电元件2的影响。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述真空层5的侧面和两底面均设有材料封装层6，所述材料封装层6为内空的圆柱形结构，材料封装层6位于真空层5和磁性圆环7之间。材料封装层6用于将压电传感器内部结构进行封装，提高压电传感器的稳定性。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述压电元件2连接电缆8的一端，所述电缆8的另一端延伸至所述压电传感器外部与信号处理设备相连接。如图1所示，电缆8一端连接压电元件2，另一端延伸至压电传感器外部与信号处理设备相连接。压电元件2通过电缆8输出信号至信号处理设备，监测混凝土板1的裂缝损伤状况。

其中，所述混凝土板1包括桥梁或墙体。将两个压电传感器置于桥梁或墙体的两侧，监控桥梁或墙体的裂缝损伤，以便及早采取预防措施防止损伤的进一步加剧，对于保障重要混凝土工程结构的安全性具有重要的意义。

本实用新型提供的混凝土板监测系统，通过在混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，不改变混凝土板的结构，有利于监测混凝土板结构的健康状况，与传统的混凝土板监测系统将压电传感器预埋于混凝土结构构件内部，使压电传感器无法取出重复利用相比，本实用新型实现压电传感器的回收重复利用。

本实用新型实施例提供的混凝土板监测系统，通过在混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，不改变混凝土板的结构，有利于监测混凝土板结构的健康状况，与传统的混凝土板监测系统将压电传感器预埋于混凝土结构构件内部，使压电传感器无法取出重复利用相比，本实用新型实现压电传感器的回收重复利用。本实用新型在混凝土板的板面两侧的一对压电传感器的侧面外圈均设置磁性圆环，两磁性圆环相互之间的吸力使两压电传感器吸附在混凝土的板面，避免压电传感器与混凝土板之间产生松动而影响测量精度，使两压电传感器与混凝土板紧密连接，提高了监测结果的可靠性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然能够对前述各个实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中模块技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各个实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种混凝土板监测系统，其特征在于，包括混凝土板，所述混凝土板的板面两侧各设有一个压电传感器，所述压电传感器为圆柱形结构，所述压电传感器的底面与所述混凝土板贴合，所述压电传感器包括其外侧的磁性圆环，所述磁性圆环的底部与所述混凝土板贴合。

2.根据权利要求1所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述压电传感器还包括压电元件，所述压电元件为圆柱状结构，所述压电元件的侧面和两底面均设有环氧树脂层，所述环氧树脂层为内空的圆柱形结构，所述环氧树脂层位于所述压电元件和磁性圆环之间。

3.根据权利要求2所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述环氧树脂层的侧面和远离所述混凝土板一侧的底面均设有材料屏蔽层，所述材料屏蔽层位于所述环氧树脂层和磁性圆环之间。

4.根据权利要求3所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述材料屏蔽层的侧面和远离所述混凝土板一侧的底面均设有真空层，所述真空层位于所述材料屏蔽层和磁性圆环之间。

5.根据权利要求4所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述真空层的侧面和两底面均设有材料封装层，所述材料封装层为内空的圆柱形结构，所述材料封装层位于所述真空层和磁性圆环之间。

6.根据权利要求2～5任意一项所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述压电元件连接电缆的一端，所述电缆的另一端延伸至所述压电传感器外部与信号处理设备相连接。

7.根据权利要求1所述的混凝土板监测系统，其特征在于，所述混凝土板包括桥梁或墙体。