[发明专利]混凝土结构局部监测压敏水泥基应力、应变传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种监测混凝土结构局部应力、应变的传感器。

背景技术

目前在土木建筑中广泛使用应变片来监测混凝土结构的应变，由于应变片的造价较高，安装工艺复杂，与混凝土相容性差，耐久性差，无法达到长期准确监测的目的。虽然最近已经有使用混凝土传感元件监测混凝土结构参数的装置，但也存在测量的精确度不高、测量参数单一的问题。

发明内容

本发明为解决目前混凝土结构局部监测传感器存在的测量精确度不高、测量参数单一的问题，提供一种混凝土结构局部监测压敏水泥基应力、应变传感器。本发明由压敏水泥基材料1和网状金属电极2组成，四片网状金属电极2互相平行固定在压敏水泥基材料1中，每个网状金属电极2都由导线引出到压敏水泥基材料1的外表面，压敏水泥基材料1为导电材料和水泥基材料的混合物，其组份按重量导电材料为0.05～20份，水泥基材料为80～99.95份，所述的导电材料由短切碳纤维、碳纤维粉或碳黑或其中两种或三种组成。

本发明的有益效果是：掺入导电材料制成的水泥基复合材料在荷载的作用下体积电阻会产生有规律的变化，掺入导电材料的水泥基材料能够通过电阻率的变化感知自身的应力和应变，即具有压敏性。短切碳纤维、碳纤维粉、碳黑或者这些功能组分中几种的混合物与水泥基材料复合都具有这种压敏特性。在压敏水泥基材料中设置的四片网状金属电极，不仅能够监测混凝土结构的局部应力，还能对混凝土结构的局部应变进行监测，并且具有灵敏度高、耐久性、相容性好以及埋置成活率高等特点，这种传感器的灵敏度、稳定性和耐久性可以通过灵活的材料选择和精细的制备工艺得到保障，与用于混凝土结构局部监测的已有技术的传感器(如电阻应变片的应变传感灵敏系数仅为2～3)相比，该传感器的应变传感灵敏系数为50～700。本发明的一种应力传感器性能参数如下：输入0～8MPa、输出0～10.8％、灵敏度1.35％/MPa、线性度4.17％、重复性4.05％、迟滞性3.61％，一种应变传感器性能参数如下：输入0～476με、输出0～10.8％、灵敏度0.0227％/με、线性度4.16％、重复性4.06％、迟滞性3.62％，以上参数都大大优于同类技术的传感器。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式