[实用新型]电容传感器和应力检测系统

说明书

本申请涉及电容传感器和应力检测系统。一种用于监测作用在建筑结构中的应力的电容传感器，并且该电容传感器具有多层结构，该多层结构设置有限定传感器的上外表面的上导电层。下导电层限定下外表面。绝缘材料的至少第一结构层与上导电层接触，并且绝缘材料的至少第二结构层与下导电层接触。至少第一板层由导电材料制成并且至少第二板层由导电材料制成，在第一板层和第二板层之间插入至少一个介电层，以在传感器的多层结构的内部限定至少一个检测电容器。上导电层和下导电层共同限定电磁屏蔽，以用于屏蔽检测电容器，从而防止源自电容传感器外部的电磁干扰。由此提供电容传感器和应力检测系统的改进方案。

技术领域

本解决方案涉及一种用于监测诸如建筑物、基础设施等的建筑结构的状态的电容压力传感器。

背景技术

下面参考由混凝土制成的建筑结构作为优选的应用领域。然而，本解决方案原则上适用于各种类型的结构或结构的部件，特别是由在制造或生产时部分为液体或流体并且随后要在其中进行硬化的材料制成的那些结构或结构的部件，其中需要随时监控这些结构的健康状况和应力。

众所周知，认为有必要随时监测和评估由建筑业生产的诸如隧道、桥梁或天桥的结构的健康状况，以防止发生裂缝和事故。特别地，必须监测所支撑的载荷以及可能作用于构成该结构的材料的任何特殊应力、力或应变。

一些当前的非破坏性评估(NDE)技术使用传感器，例如通过机械、光学或磁性原理操作的该传感器固定在待监测的结构外部，间接测量作用在结构上的应力，通过与其他可测量的变量(倾斜，变形等)相关联地考虑该应力。例如，已经提出使用从外部安装在待监测的结构上的引伸计来进行变形的间接测量。

然而，通常，这些传感器体积大、成本高并且容易出错。通常还需要复杂的电子接口来处理所获取的信息并将其与待监测的力和应力相关联。

其他已知的解决方案提供了嵌入待监测的结构中的例如陶瓷传感器的合适传感器的使用。然而，在这种情况下，如果传感器没有得到充分保护，它们经常受到湿度和/或其他因素的影响，这些因素会使其结果失真和/或缩短其使用寿命。此外，这些传感器的定位通常是关键的，并且特别是它们会变成与待监测的结构的材料(称为分层的过程)部分分离，例如由于存在困在混凝土结构中的沙子、砂砾或气泡，这会干扰传感器。

通常，应用于建筑物和土木工程结构的传感器的大规模使用需要开发能够满足以下要求中的一个或多个要求的创新传感器：高精度；高稳健性；低成本；对可能会使检测结果失真的电磁干扰的高抵抗性；定位的简单化和稳定化；操作的简单化；和对待监测的结构的良好表面粘附性。

特别地，关于抗电磁干扰的要求发现，在传感器进行监测的环境中，特别是在待监测的结构的建筑期间，通常存在在使用时生成高磁场的电机，包括例如挖掘机、用于提取材料的机器、液压泵等。

发明内容

本公开提供了一种用于监测建筑结构的传感器，其克服了现有技术的缺点中的至少一些缺点并且可以满足工业的需求和要求。

根据本公开的一个方面，提供了一种电容传感器，其特征在于，包括：多层结构，包括：上导电层，限定所述传感器的上外表面；下导电层，限定所述传感器的下外表面，所述上导电层和所述下导电层被配置为共同限定电磁屏，以用于屏蔽所述检测电容器以防止来自所述电容传感器外部的电磁干扰；绝缘材料的至少第一结构层，与所述上导电层接触；绝缘材料的至少第二结构层，与所述下导电层接触；至少第一板层，由导电材料制成；至少第二板层，由导电材料制成；和至少一个介电层，插入在所述第一板层和所述第二板层之间，以在所述电容传感器的所述多层结构内部限定至少一个检测电容器。

在一个实施例中，所述多层结构包括至少第一双面片材和第二双面片材，在所述电容传感器的所述多层结构中，所述第一双面片材限定所述上导电层、所述第一结构层和所述第一板层，并且所述第二双面片材限定所述下导电层、所述第二结构层和所述第二板层。