[发明专利]一种混凝土内氯离子渗透状态监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：包括用于监测钢筋锈蚀程度的电磁探测器(1)和光纤传感器(2)，所述电磁探测器(1)的监测端固定设置有空心监测管(3)，光纤探测器(2)固定设置于空心监测管(3)内，空心监测管(3)的两端用环氧树脂密封块(4)密封；所述电磁探测器(1)和光纤探测器(2)通过导线分别连接有电磁信号采集装置(5)和光纤信号采集装置(6)；

其中，混凝土内氯离子渗透状态监测方法，包括以下步骤：

S1、根据桩体结构参数和监测要求设计并制作固定架和连接杆，将各电磁探测器安装于各固定架的固定卡槽内，再通过连接杆将各个固定架串联为首尾闭合相连的环形固定架；

S2、桩体钢筋笼绑扎时，将步骤S1中环形固定架植入到桩体钢结构内，在桩体和环形固定架之间选取若干组相互对应的重合对准点，并记录各组重合对准点在桩体和环形固定架上的坐标参数；

S3、根据步骤S1中的参数构建环形固定架的三维模型，再根据监测装置的安装及尺寸参数提取采样点三维模型；

S4、获取各个监测装置的氯离子浓度参数X，并将上述参数与步骤S3中的采样点三维模型一一对应匹配；

S5、将步骤S3中的采样点三维模型拆分为若干采样点的水平布置图，建立采样点分布极坐标系并获取各采样点的偏转角参数α；建立氯离子浓度极坐标系，根据各采样点的偏转角参数α，结合步骤S4中的氯离子浓度参数X在氯离子浓度极坐标系中取点，将固定架同侧各采样点的取点平滑相连得到氯离子浓度分布曲线；

S6、根据步骤S5中的各条氯离子浓度分布曲线，计算位于氯离子浓度极坐标系中偏转角参数α相同的任意两相邻取点的氯离子浓度差，再计算氯离子浓度差的平均值，根据氯离子浓度差的平均值将氯离子浓度分布曲线扩展得到该水平布置图内的氯离子浓度分布图；

S7、重复步骤S6得到各水平布置图内的氯离子浓度分布图，再将上述分布图整合到采样点三维模型内，最后将位于采样点三维模型同一轴向方向上的取点平滑相连即可得到空间范围内的氯离子浓度分布图；

S8、根据步骤S1中的参数构建桩体三维模型，并根据步骤S2中重合对准点的坐标参数将步骤S7中的氯离子浓度分布图整合到桩体三维模型内；

S9、通过比对不同时间点下步骤S8的氯离子浓度分布图即可获知氯离子的扩散速度。

2.根据权利要求1所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述电磁探测器(1)和光纤探测器(2)均通过航空接头(7)与导线相连；所述导线采用高性能防腐导线制作。

3.根据权利要求1所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述电磁探测器(1)包括壳体(11)，所述壳体(11)上设置有用于固定空心监测管(3)的固定夹持口(12)，壳体(11)内还固定设置有永磁铁(13)，且永磁铁(13)对称分布于固定夹持口(12)两侧；所述固定夹持口(12)的一侧设置有若干霍尔元件(14)，壳体(11)内还设置有与霍尔元件(14)相连的PCB板(15)。

4.根据权利要求1所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述监测装置还包括固定架(8)，固定架(8)的两侧对称设置有两组固定卡槽(9)。

5.根据权利要求4所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述固定架(8)的上下两端均设置有连接杆(10)，并通过焊接的连接杆(10)将相邻固定架(8)相连。

6.根据权利要求4所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述电磁探测器(1)包括壳体(11)，所述壳体(11)外表面还设置有用于观测所述电磁探测器(1)插入所述固定卡槽(9)深度的标尺。

7.根据权利要求1所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述步骤S1的固定架上共设置有3-6个固定卡槽，步骤S2中共设置有1-2个环形固定架，环形固定架同心设置，且其轴线与桩体轴线重合。

8.根据权利要求1所述的混凝土内氯离子渗透状态监测装置，其特征在于：所述步骤S5的采样点分布极坐标系和氯离子浓度极坐标系中其极点均为采样点三维模型轴线与水平面的交点，以穿过极点的水平射线为极轴，各监测装置监测的氯离子浓度值作为其极径，各监测装置相对于水平射线的偏转角为极角。