[发明专利]一种具有温度、湿度自补偿功能的水泥基冲刷磨损传感器

说明书

一种具有温度、湿度自补偿功能的水泥基冲刷磨损传感器，属于传感器设计技术领域。所述的传感器由传感器基体、电极、引线三部分组成；所述的电极涂敷于传感器基体两个相对表面，并分成多段，每段相等；所述的引线与每片电极单独相连。所述的传感器基体是水泥基导电相复合材料，所述的导电相为镍或其它磁性导电材料，所述的导电相形态为颗粒或短纤维状。所述的电极为银粉导电胶或其他可磨损导电胶。所述的引线为铜芯软导线。本发明的优点是：传感器基体为水泥基导电复合材料，与混凝土结构基体具有良好的冲刷磨损同步性；通过电阻各向异性的基体和分段电极的设计，将传感器分成若干电阻相同而又互不干扰的区块，实现温度和湿度对电阻影响的自补偿。

技术领域

本发明属于传感器设计技术领域，具体涉及一种具有温度、湿度自补偿功能的水泥基冲刷磨损传感器，可用于海洋、水利等重大混凝土工程设施的冲刷磨损深度监测。

背景技术

重大基础设施，诸如桥梁、道路、大坝和海洋平台的性能退化和破坏是一个全球化的问题。特别地，桥梁、水库大坝、河道堤防与海洋平台等重大交通与水利工程的结构破坏会造成不可估量的人员伤亡和经济损失。在美国，1928年，洛杉矶圣弗朗西斯水坝溃坝，造成超过600人死亡，周边的卡斯泰克、菲尔莫、巴德斯达尔以及圣保拉等镇在溃坝中毁于一旦，数万英亩良田被毁。目前，美国仍然有数千座大坝面临溃坝之忧。在中国，1975年，河南三门峡水库溃坝事件造成24万余人的死亡，死亡人数直逼次年发生的唐山大地震，被称为世界历史上最惨绝人寰的人为灾难之一。巨大的人员伤亡与财产损失让政府官员和研究者开始重视坝体溃坝、冲刷受损的问题，然而，大多数坝体结构仍然处于无人监管的状态。如果置之不理，灾难事故会更加频繁地发生。另一方面，近海交通基础设施如桥梁的桥墩同时受到冲刷和荷载的作用，钢筋保护层受损严重使得钢筋锈蚀几率大增。水下人工检测等措施费时费力，冲刷磨损和应变状态的实时监测对保障近海交通基础设施的安全服役具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前水库、大坝、桥墩等受损严重且没有一种有效监测其破损程度的仪器的问题，提供一种具有温度、湿度自补偿功能的水泥基冲刷磨损传感器，该传感器结合结构健康监测的先进理念与技术，充分考虑冲刷磨损监测所处的复杂温度与湿度环境，可用于海洋、水利重大混凝土工程结构冲刷磨损监测。针对传感器与混凝土结构基体的相容性与磨损同步性，复杂温度、湿度条件下自补偿功能的实现均有创新性的设计。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种具有温度、湿度自补偿功能的水泥基冲刷磨损传感器，所述的传感器由传感器基体、电极、引线三部分组成；

所述的电极涂敷于传感器基体两个相对表面，并分成多段涂敷，每段长度相等；所述的引线与每段电极单独相连。

本发明相对于现有技术的有益效果是：传感器基体为水泥基导电复合材料，与混凝土结构基体具有良好的冲刷磨损同步性；通过电阻各向异性的基体和分段电极的设计，将传感器分成若干电阻相同而又互不干扰的区块，实现温度和湿度对电阻影响的自补偿，提高精度。

附图说明

图1为传感器在混凝土中的布设与工作原理示意图；

图2为传感器内导电相部分与电极布设示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。