[发明专利]一种基于多级变形超越预警的数字化传感器

说明书

本发明涉及一种基于多级变形超越预警的数字化传感器，包括：第一拉杆和第二拉杆；分别固定连接受拉构件上待测两点，且可相对随受拉构件变形而相对移动；RFID芯片：固定安装在第一拉杆上；脆性断裂模块：包括两端分别与第一拉杆和第二拉杆相对固定的底板，以及并联布置在底板上并形成并联总电路的多个电阻元件，所述并联总电路的两端分别连接所述RFID芯片，所述的底板的中间截面削弱处理。与现有技术相比，本发明构造合理，测量机理明确，变形检测性能稳定，推广及应用成本较低，能够个性化地设置多级期望变形目标，除脆性断裂模块外无残余变形，在震后仅需更换脆性断裂模块的耗材即可重新投入使用，具有广泛的工程应用价值。

技术领域

本发明属于建筑监测设备技术领域，涉及一种基于多级变形超越预警的数字化传感器。

背景技术

受拉构件是结构中承受荷载的一类关键构件，其延性优劣直接影响结构的承载能力。当前的结构抗震设计目标通常允许构件在大震下发生弹塑性变形，因此对受拉构件的变形性能提出了较高要求，一般应保证构件部位在充分发展塑性变形之前不会在张紧部位发生破坏。

目前，关于钢结构构件的检测手段相对混凝土构件而言较少，结构中的钢构件往往被隐藏在涂层或外墙后面，因此难以检测构件的变形状态，常规的检测手段需要去除构件上的覆盖物后在构件表面进行标测，检测耗时多、成本高，且伴随着繁重的工作量及不准确的检测结果。传统的钢结构构件安装检测和变形监测手段主要通过全站仪观测部分钢结构特征部位，通过与设计模型数据对比，进而获得结构变形的推测数据，测量工作量大且检测结果不精确，需要对数据进行处理，人工效率低。目前存在的有关受拉构件轴向变形的检测手段较少，且往往存在工作周期长、检测密度无法满足要求等问题，难以实现直观全面的检测，无法满足钢结构体系在建筑施工过程中以及震后检测的需求。

中国专利2019102346308公开了一种多级超越触发变形检测装置，包括分别固定在受拉构件两侧的第一锚固螺栓和第二锚固螺栓，以及两端分别连接所述第一锚固螺栓和第二锚固螺栓之间的并联设置的多组铜芯导线，以铜芯导线中的其中一组作为总电路，其余各组为分电路，在总电路中布置有RFID芯片，在各分电路上分别设置有脆性节点和电阻元件，各组铜芯导线均设置松弛量，其中，各分电路的松弛量各不相同，总电路的松弛量足够长，以满足其在检测过程不受外力。但是，该专利仍存在对误差控制效果不佳、安装不方便等缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种基于多级变形超越预警的数字化传感器，整个装置构造合理，测量机理明确，变形检测性能稳定，推广及应用成本较低，能够个性化地设置多级期望变形目标，除脆性断裂模块外无残余变形，在震后仅需更换脆性断裂模块的耗材即可重新投入使用，具有广泛的工程应用价值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多级变形超越预警的数字化传感器，包括：

第一拉杆和第二拉杆：分别固定连接受拉构件上待测两点，且可相对随受拉构件变形而相对移动；

RFID芯片：固定安装在第一拉杆上；

脆性断裂模块：包括两端分别与第一拉杆和第二拉杆相对固定的底板，以及并联布置在底板上并形成并联总电路的多个电阻元件，所述并联总电路的两端分别连接所述RFID芯片，所述的底板的中间截面削弱处理，使得第一拉杆与第二拉杆随受拉构件变形而相对远离时，底板可被拉伸至断裂，每个电阻元件分别通过具有不同预设松弛量的脆性导线接入所述并联总电路中。

进一步的，所述的第一拉杆与第二拉杆之间还设有拉伸导杆，使得第一拉杆和第二拉杆仅可沿拉伸导杆轴向相对移动。

更进一步的，所述第一拉杆和第二拉杆的端部分别设有拉伸静端固定架和拉伸动端固定架，所述的第一拉杆的端部还固定连接所述拉伸导杆，在拉伸动端固定架上还设有与所述拉伸导轨滑动匹配的拉伸导向孔。