[发明专利]一种监测钢筋锈蚀的环形传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种监测钢筋锈蚀的环形传感器，包括环形压电元件和匹配层，其特征是：所述环形压电元件由至少两个弧形块组成，所述弧形块内外表面均设有电极，各弧形块通过电极引线依次串联；所述匹配层位于环形压电元件内表面并延伸到各弧形块之间将它们粘合成环；环形压电元件的外表面设有绝缘层，绝缘层外表面为电磁屏蔽层，电磁屏蔽层外表面为封装层。

2.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：弧形块的个数为n，n为2-6的整数。

3.根据权利要求2所述的环形传感器，其特征是： n=4-6。

4.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述环形压电元件的正极和负极均不连续；所述电极为烧银电极。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的环形传感器，其特征是：从第一个弧形块未连接电极引线的电极上和第n个弧形块未连接电极引线的电极上引出正电极线和负电极线；所述正电极线和负电极线分别与屏蔽线相连。

6.根据权利要求1或2所述的环形传感器，其特征是：各弧形块之间的间隔为2-5mm；各弧形块大小、形状相同，弧形块截面为扇形。

7.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述环形压电元件的极化方向沿内径方向；所述环形压电元件的长度不低于12mm。

8.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：在环形压电元件内表面的匹配层为环形；匹配层内表面的直径大于钢筋直径。

9.根据权利要求8所述的环形传感器，其特征是：匹配层环形部分的厚度为0.8-1.5mm。

10.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述弧形块的材质为压电陶瓷或压电复合材料；所述匹配层为环氧树脂与水泥的混合物。

11.根据权利要求10所述的环形传感器，其特征是：所述匹配层为质量比为1：1-1.5的环氧树脂与水泥的混合物。

12.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：绝缘层、电磁屏蔽层和封装层均为与环形压电元件同轴的环形。

13.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：绝缘层为硅胶与水泥的混合物。

14.根据权利要求13所述的环形传感器，其特征是：绝缘层中，硅胶与水泥的质量比为1:0.5。

15.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述电磁屏蔽层为铜或铁。

16.根据权利要求15所述的环形传感器，其特征是：所述电磁屏蔽层为铜网。

17.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述封装层为环氧树脂、水泥和钨粉的混合物。

18.根据权利要求17所述的环形传感器，其特征是：封装层中，环氧树脂、水泥和钨粉的质量比为1:1-2:0.3-0.6。

19.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述绝缘层的厚度为0.4-0.6mm。

20.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述电磁屏蔽层的厚度为0.2-0.4mm。

21.根据权利要求1所述的环形传感器，其特征是：所述封装层的厚度为5-6mm。

22.一种监测钢筋锈蚀的环形传感器的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）取一内外表面带电极的环形压电陶瓷，将其沿高度方向进行切割，得到多个相同的弧形块；

（2）取n个弧形块，将各弧形块摆成环形，从第一个弧形块开始至第n个弧形块为止各相邻弧形块依次用电极引线进行串联连接，最后从第一个弧形块和第n个弧形块未连接电极引线的电极上分别引出正电极线和负电极线，将正电极线和负电极线分别与双绞屏蔽线相连；

（3）在各弧形块的间隔和内表面浇注匹配层，使各弧形块粘结形成环形压电元件；

（4）在环形压电元件外表面粘贴环形绝缘层，在环形绝缘层表面包覆环形电磁屏蔽层，在环形电磁屏蔽层外表面浇注环形封装层，得监测钢筋锈蚀的环形传感器。