[实用新型]基于磁场原理的贴面式钢筋非均匀锈蚀监测传感器

说明书

一种基于磁场原理的贴面式钢筋非均匀锈蚀监测传感器，包括磁感应强度监测单元和数据处理单元，磁感应强度监测单元包括永磁体、左侧磁芯、右侧磁芯、传感器封装外壳、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器；数据处理单元包括信号处理器和中央处理器。本实用新型适合既有建筑物的钢筋非均匀锈蚀监测，通过磁场通过钢筋非均匀锈蚀区域进行钢筋非均匀锈蚀的有效测定，同时，一个贴面式传感器对应多根进行锈蚀监测，具有原理清楚、方法简便、测定速度快、重复使用、工程应用性强和稳定性好等优点。

技术领域

本实用新型涉及建筑工程中的钢筋锈蚀监测技术，特别涉及一种基于磁场原理的贴面式钢筋锈蚀无损监测传感器。

背景技术

自从1824年水泥被发明，混凝土成为世界上使用最广泛的建筑材料，由于其具有原材料丰富，制作工艺简单，成本低，以及抗压强度高等特点被广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、隧道等土木工程领域。1991年，在第二届混凝土耐久性国际学术会议上指出氯盐侵蚀导致钢筋锈蚀是最严重、最普遍的混凝土结构耐久性问题。

钢筋锈蚀不仅会使钢筋混凝土结构的承载能力降低，还会降低钢筋的有效截面面积和钢筋混凝土之间的粘结力。因此，量化表征及监测钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀程度，对于合理制定钢筋混凝土结构的维护方案，保障混凝土结构的安全性具有重要意义。

目前，钢筋锈蚀的监测方法分为破损检测和无损检测。破损检测测量结果较为精确，但需对钢筋混凝土结构进行破型取出钢筋，对混凝土结构造成的损害不可逆转，对正处于服役期间的钢筋混凝土结构并不适用。无损检测方法是当今研究的热点，主要有半电池电位法、声发射技术和内置式监测技术。半电池电位法利用钢筋锈蚀的电化学反应引起电位变化，测定钢筋锈蚀状态，但其精确度较低，只能定性判断钢筋锈蚀概率，且无统一判定标准；声发射技术依据累计撞击数等参数，只能定性判断锈蚀发生概率，无法定量测量钢筋锈蚀率；基于磁场原理的钢筋锈蚀监测方法，中国专利授权公告号 CN109374726A，授权公告日为2019年2月22日，名称为“基于磁场的混凝土中钢筋锈蚀无损动态监测传感器及系统”和中国专利授权公告号CN208420791U，授权公告日为2019年1月22日，名称为“一种钢筋锈蚀电磁场变响应装置”，两件专利提供了一种内置于混凝土的钢筋锈蚀监测传感器，此类传感器能精准测定钢筋均匀锈蚀的情况，但尚存在不足：一是内置式监测传感器由于卡紧钢筋，会严重影响钢筋的自然锈蚀规律，且此类传感器只能精准测定钢筋均匀锈蚀的情况，但自然环境下的钢筋锈蚀往往呈现不均匀性，二是传感器内置于混凝土内，只能一次性使用，成本较高，三是此传感器适合新浇钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测，并不适用于既有钢筋混凝土结构钢筋锈蚀监测；中国专利授权公告号CN108469514A，授权公告日为2018 年8月31日，名称为“一种混凝土内钢筋锈蚀行为的监测设备及其方法”，此专利涉及的传感器为外置式传感器，也存在不足之处，只能针对实验室内的小型钢筋混凝土试件进行锈蚀测定，且钢筋位置的不同对试验结果影响较大。

在实际建筑工程中，仍然没有精确测定既有建筑物中部钢筋锈蚀率的传感器和测试方法。

可见，找到一种原理清楚、方法简便、测定速度快、重复使用、工程应用性强和稳定性好等优点的钢筋非均匀锈蚀监测传感器，对提高钢筋锈蚀程度评估和预测不断深入具有重要意义。

发明内容

为了克服现有建筑工程钢筋非均匀锈蚀无损监测技术的不足，本实用新型提供一种稳定性高、操作简便、能够实现贴面式钢筋锈蚀监测，尤其涉及应用基于磁场原理的贴面式钢筋非均匀锈蚀监测技术：贴面式传感器外贴与钢筋混凝土结构表面，即磁芯外置于钢筋混凝土结构之外，磁路通过非均匀锈蚀钢筋的锈蚀区域，能够监测磁路通过长度钢筋非均匀锈蚀情况，可通过测试得到的霍尔电压有效判定钢筋混凝土结构中部单根检测钢筋锈蚀情况；用以测定钢筋的锈蚀率并评估钢筋的锈蚀程度和预测钢筋的使用寿命，以解决目前尚无有效方法测定钢筋混凝土结构中部钢筋锈蚀率的问题。

为了解决上述技术问题本实用新型提供如下的技术方案：