[发明专利]一种混凝土结构实时监测装置以及方法

说明书

本发明公开了一种混凝土结构实时监测装置以及方法，涉及混凝土结构检监测技术领域。该混凝土结构实时监测装置包括：预警子系统、数据处理子系统、无线传输子系统、数据采集子系统以及混凝土结构健康监测子系统；通过环绕钢筋布设的多条环向传感光纤用于分析混凝土环向断面的受力和变形情况，通过垂直钢筋布设的多条纵向传感光纤以获得混凝土结构内纵向应变分布数据，用于判定异常变形和裂缝发生的位置，通过不同方向布设传感光纤使得监测更加全面，进而提高了监测数据的准确性，利用混凝土结构内的第一监测装置和敷设在混凝土结构表面的第二监测装置的同时监测，提高了混凝土结构变化监测的灵敏度，可及时的将监测结果发送给预警子系统。

技术领域

本发明涉及混凝土结构监测技术领域，更具体的涉及一种混凝土结构实时监测装置以及方法。

背景技术

混凝土及钢筋混凝土由于具有原材料来源广泛易得，压强度高，体积稳定性好、易于施工和现场造型、成本较低等特点而成为世界上使用最广泛的建筑材料。然而，当钢筋混凝土结构长期曝露于恶劣的环境中，外部腐蚀介质的影响往往使这些结构的使用寿命没有所预期的那样长，从而无法满足规范规定的耐久性要求。实践证明有大量的钢筋混凝土结构因为耐久性问题影响正常使用而不得不进行加固和维修，全球因混凝土结构的耐久性失效造成的经济损失高达数千亿美元。在钢筋混凝土结构的耐久性问题中，现役结构的耐久性损伤检测是一个十分重要的问题，而混凝土中钢筋锈蚀量的检测更是重中之重。混凝土中钢筋锈蚀的及时发现和准确诊断，可以准确地掌握结构耐久性实际损伤程度，是钢混凝土结构耐久性评定、剩余使用寿命预测和维修方案选择的重要前提没有可靠的钢筋锈蚀量数据就没法得到可靠的评估和预测结果。因此发展可靠、准确、易于工程应用的钢筋混凝土中钢筋锈蚀的现场无损检测技术已经成为国内外学者的研究重点。钢筋的锈蚀程度可以用阳极电流密度、失重速率或截面损失速率、锈蚀深度等指标表示，这些指标之间可以按照一定的规则进行相互换算。失重速率一般反映整体锈蚀程度状态的性能，截面损失率或锈蚀深度一般用于反映局部锈蚀状态。目前钢筋混凝土中钢筋锈蚀的非破损检测方法(NDT)可以分为物理方法和电化学方法两大类。

现在使用的混凝土结构监测装置中，基本上只采用传感器进行监测，对混凝土结构的变化监测不够灵敏，不能及时的将监测结果发送给监控端，以及传统的传感器为点式监测，监测不全面，进而得到的监测数据也不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种混凝土结构实时监测装置以及方法，用以解决现有技术中基本上只采用传感器进行监测，对混凝土结构的变化监测不够灵敏，不能及时的将监测结果发送给监控端，以及且传统的传感器为点式监测，监测不全面，进而得到的监测数据也不准确。

本发明实施例提供一种混凝土结构实时监测装置，包括：预警子系统、数据处理子系统、无线传输子系统、数据采集子系统以及混凝土结构健康监测子系统；

所述混凝土结构健康监测子系统包括：埋设在混凝土结构内的第一监测装置和敷设在混凝土结构表面的第二监测装置；所述第一监测装置包括环绕钢筋布设的多条环向传感光纤，且环向传感光纤每隔一段设置一环，垂直钢筋布设的多条纵向传感光纤，且每条纵向传感光纤位于相邻两个环向传感光纤之间；所述第二监测装置包括超声波发射器和励磁发生装置；

所述数据采集子系统包括：磁场检测仪、超声波检测仪、定向耦合器、光学滤波器和光电转换器；所述定向耦合器、所述光学滤波器和所述光电转换器依次连接，用于对环向传感光纤和纵向传感光纤输出的光信号进行采集和转换，并将转换后得到的多个电信号均通过无线传输子系统发送至数据处理子系统；所述磁场检测仪用于实时监测产生的感应磁场，并将产生的感应磁场数据通过无线传输子系统发送至数据处理子系统；其中，所述感应磁场为励磁发生装置产生的磁场与混凝土内钢筋接触后产生的磁场为感应磁场；所述超声波检测仪用于，接收超声波发射器产生的超声波信号进入经混凝土结构内产生的超声回波信号，并将放大后的超声回波信号通过无线传输子系统发送至数据处理子系统；