[发明专利]一种基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法

权利要求书

1.一种基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将智能骨料预埋至预应力筋的相应位置并引出数据传输线，从距离预应力筋锚端最近的智能骨料开始，对智能骨料依次编号；

2)在内径为d，外径为D，壁厚标称值为H的圆形预应力波纹管内张拉预应力筋，压浆，自然养护，封锚后浇筑混凝土，制作混凝土用作梁体构件；

3)对梁体构件锚固端进行封锚，将压电陶瓷片粘贴于预应力筋端头，该压电陶瓷片作为驱动器进行信号激励；

4)在步骤3)制作的梁体构件达到设计强度后，将预埋的智能骨料和粘贴于预应力筋端头的压电陶瓷片通过BNC接头与多功能数据采集设备连接，同时将计算机与多功能数据采集设备连接；

5)多功能数据采集设备驱动压电陶瓷片发出正弦扫频信号，同时多功能数据采集设备采集智能骨料接收到的压电陶瓷片发出的信号；

6)对智能骨料接收到的信号进行小波包能量分析，得到的结果作为初始的能量值E_h,j；

7)在梁体构件需要检测时，按照步骤4)～步骤6)的方法采集信号，并利用该信号计算出需要检测时的能量E_i,j，然后计算出损伤指标I：

$I=\sqrt{\frac{\underset{j=1}{\overset{2^N}{\Σ}}{(E_{i,j}-E_{h,j})}^2}{\underset{j}{\overset{2^N}{\Σ}}{\left(E_{h,j}\right)}^2}};$

当I趋近于0，说明预应力筋未发生锈蚀，相反，当I趋近于1，锈蚀程度越严重；N为小波包分解的级数；

8)分析计算沿梁体构件纵向布置的各个智能骨料的损伤指标I，确定在压电陶瓷片与智能骨料之间预应力筋的锈蚀状况，从而确定预应力筋的锈蚀深度。

2.根据权利要求1所述的基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法，其特征在于，步骤2)中，内径d为60mm，外径D为73mm，壁厚标称值H为2.5mm。

3.根据权利要求1所述的基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法，其特征在于，步骤2)中，预应力筋直径为15.2mm。

4.根据权利要求1所述的基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法，其特征在于，步骤3)中，将压电陶瓷片粘贴于预应力筋端头后，用AB胶浆压电陶瓷片覆盖。

5.根据权利要求1所述的基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法，其特征在于，步骤5)中，正弦扫频信号频率为100Hz-150kHz，幅值为10V。