[发明专利]用于监视土木工程结构的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于监视土木工程结构(10)的方法，该土木工程结构(10)包括：有助于所述结构的机械强度的至少一个第一金属加强件(1)以及由具有可电接入的第一端部(21)的至少一对电导体构成的电缆(2)，该方法包括以下步骤：·a)测量根据频率的电缆的阻抗反射系数；·b)处理收集的反射系数SU，以由此推断出根据距离的电缆的特征阻抗Zc；·c)比较特征阻抗与对应于电缆的参考状态的参考阻抗Z0，以便由此推断出根据电缆的特征物理量的沿着电缆的阻抗变化ΔZ。

一般技术领域

本发明涉及对土木工程结构类型(核、液压、道路等)或甚至风力涡轮机的结构的监视，特别是对包括金属加强框架的那些的监视。

现有技术

在土木工程结构中使用金属加强件非常普遍。例如，应力钢丝绳用于改善一些混凝土结构的机械性能。另一个示例包括在加筋土类型的结构中放置金属带或金属格架。又另一个示例包括将钢索放置在(预应力的)护套中，在一些情况下，将其注入用于石油蜡或具有石油蜡的水泥中以维持或约束结构或建筑物。又另一个示例包括利用金属锚固拉杆来维持或约束结构或建筑物。

钢金属加强件具有非常好的机械性能，但它们的缺点是它们受到腐蚀侵蚀。已知通过电镀、金属化、阴极保护或钝化或护套的其他方法来保护这种钢金属加强件。然而，随着时间的推移，似乎有必要监视这种金属加强件的健康状况，特别是对于那些使用寿命可能超过几十年的结构。优选的是能够非侵入地进行这种监视，即不直接介入结构的主体。

因此，需要改进用于监视金属加强件的健康状态的已知非侵入式解决方案，并且能够检测例如与腐蚀和/或老化相关的任何结构缺陷。

发明内容

本发明提出消除这些缺点中的至少一个。

为此目的，本发明提出了一种用于监视土木工程结构的方法，所述土木工程结构包括有助于所述结构的机械强度的至少一个第一金属加强件以及由具有可电接入的第一端部的至少一对电导体构成的电缆，所述方法包括以下步骤：

a)测量根据频率的所述电缆的阻抗反射系数；

b)处理收集的反射系数S11，以由此推断出根据距离的所述电缆的特征阻抗Zc；

c)比较所述特征阻抗与对应于所述电缆的参考状态的参考阻抗Z0，以便由此推断出根据所述电缆的特征物理量的沿着所述电缆的阻抗变化ΔZ。

本发明有利地通过以下特征单独地或以它们技术上可能的任何组合来完成。

所述电缆的所述特征物理量是所述电缆的纵向变形∈_z，阻抗变化ΔZ由ΔZ＝C_∈×∈_z定义，其中C_∈是所述电缆变形的敏感度，其优选地取决于所述电缆的几何特征和材料。

所述电缆的所述特征物理量是根据温度敏感度系数或径向压力的温度的变化，阻抗变化ΔZ由ΔZ＝C_t×Δt定义，其中C_t为对温度的敏感度，并且Δt为温度的变化。

该方法包括用于确定所述电缆的参考阻抗的步骤，所述电缆在此参考状态下分离且独立于待监视的所述土木工程结构而被采用。

确定所述参考阻抗包括步骤a)、b)、c)，并且处理步骤c)产生所述参考阻抗Z0。

所述反射系数的测量借助于矢量网络分析器执行。

本发明还涉及一种用于监视土木工程结构的系统，所述结构包括有助于所述结构的机械强度的至少一个第一金属加强件以及由具有可电接入的第一端部的至少一对电导体构成的电缆，所述系统包括被配置为执行根据本发明的方法的处理单元。

本发明在注入水泥浆之前执行对沿着引入结构的电导体的变形的分布式测量。