[发明专利]一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置，包括塑性填料、RFID标签、盖板，所述塑性填料填入分缝表面，所述RFID标签粘贴在盖板顶的内侧，将盖板固定在塑性填料上；所述RFID标签谐振频率为950 MHz，天线为矩形线圈，贴片长度为二分之一波长，矩形线圈长轴的方向与监测部位最大主应力方向一致，使用时将无线阅读器防水封装在机器上，机器沿大坝表面的分缝前行，连续以不同频率向分缝盖板发送电磁信号，接收盖板下RFID标签天线反向散射回来的电磁信号，得到天线应变后的谐振频率，计算谐振频率的漂移量。本发明能够无损的植入混凝土坝的分缝，能精确测量分缝的应变，在水上、水下回传数据，无需连接电缆线，系统稳定性好，可防雷击。

技术领域

本发明属于水利工程安全监测技术领域，具体涉及一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置与方法。

背景技术

混凝土坝体量巨大，为避免混凝土水化时产生的热量难以释放、造成开裂，混凝土坝的施工通常分段进行，浇筑成形后的混凝土坝会存在分缝。同时，分缝还能避免不同坝段或结构部件由于变形不协调发生开裂、破坏。在分缝重力坝、面板堆石坝中，均存在大量的结构分缝。由于分缝属于结构的薄弱位置，过大的分缝应变会引发分缝破坏、挡水失效，进而造成溃坝。因此，对混凝土坝分缝的应变进行监测，是避免结构破坏、获取混凝土坝各部件变形性态的重要手段，具有显著的工程意义。

现行混凝土坝的分缝监测主要通过在盖板外设置应变计，定期记录分缝的开度。其基本装置如图6所示。其缺点在于：(1)需要额外设置电缆线，连接数据采集装置和应变计。由于监测系统接入了电流，在野外环境中容易被雷电击中，出现监测系统瘫痪、监测数据缺失；(2)需要在分缝盖板外设置支架、应变计、保护套等，对坝体结构存在破坏，影响大坝的耐久性。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置，能够无损的植入混凝土坝的分缝，能精确测量分缝的应变，在水上、水下回传数据，无需连接电缆线，系统稳定性好，可防雷击。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置，包括塑性填料、RFID标签、盖板，所述塑性填料填入分缝表面，所述RFID标签粘贴在盖板顶的内侧，将盖板固定在塑性填料上。

作为本发明的一种改进，所述塑性填料为玻璃钢树脂胶。

作为本发明的一种改进，所述RFID标签谐振频率为950MHz，天线为矩形线圈，贴片长度为二分之一波长，矩形线圈长轴的方向与监测部位最大主应力方向一致，在混凝土的包裹下，有效通信距离为20cm。

作为本发明的一种改进，所述盖板为上凸的弧形板。

作为本发明的一种改进，所述盖板通过膨胀螺栓与混凝土坝连接。

作为本发明的一种改进，所述盖板为不锈钢材质。

一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置的使用方法，将具有扫频功能的无线阅读器防水封装，附加在机器上，沿大坝表面的分缝前行，连续以不同频率向分缝盖板发送电磁信号，接收盖板下RFID标签天线反向散射回来的电磁信号，测出RFID标签天线在哪个工作频率下反向散射能量最小，得到天线应变后的谐振频率，计算谐振频率的漂移量。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种基于射频识别技术的混凝土坝分缝监测装置，是一种半主动的监测装置，能够无损的植入混凝土坝的分缝，能精确测量分缝的应变，在水上、水下回传数据，无需连接电缆线，系统稳定性好，可防雷击。

附图说明

图1为本发明的使用流程图。

图2为本发明所述的RFID标签示意图。