[实用新型]监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器

说明书

一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器，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用于检测钢筋截面非均匀锈蚀情况的双磁路四测点内置式传感器和用于检测钢筋沿长度方向锈蚀情况的贴面式传感器，所述的双磁路四测点内置式传感器内置于钢筋混凝土试件中，所述的贴面式传感器外贴于钢筋混凝土试件表面。本实用新型通过磁场对钢筋非均匀锈蚀区域进行钢筋非均匀锈蚀的有效测定，一个内置式传感器对应钢筋面向保护层侧和背向保护层侧的非均匀锈蚀监测、一个贴面式传感器对应钢筋沿长度方向的锈蚀情况监测，原理清楚、方法简便、测定速度快、部分可重复使用、工程应用性强和稳定性好。

技术领域

本实用新型涉及建筑工程中的钢筋锈蚀无损监测技术，尤其是涉及一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器。

背景技术

钢筋混凝土结构结合了钢筋抗拉和混凝土抗压的特点，自19世纪中期应用于土木工程领域以来，由于其造价经济、可就地取材和施工难度低等特点，钢筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式之一。长久以来，混凝土耐久性失效造成的损失十分巨大，已经远远超出了人们的预期，如何提高服役期混凝土的耐久性已成为一个世界难题。而在混凝土耐久性破坏原因中以钢筋锈蚀最为严重，引起了国内外的广泛关注。针对建筑工程中钢筋锈蚀检测的研究，前人也做了大量的研究。

目前，钢筋锈蚀的检测方法分为破损检测和无损检测。破损检测通过破坏混凝土保护层取出钢筋进行测量，结果较为精确，但会对混凝土结构造成的不可逆的损害，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、声发射技术和磁场无损检测方法。半电池电位法最为常用，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，腐蚀条件不能被量化；声发射技术通过测量钢筋锈蚀引起的声波传播特性的，灵敏地捕捉混凝土内部微裂纹扩展应力波的释放，并依据累计撞击数等参数，但只能定性判断锈蚀发生概率，无法定量测量钢筋锈蚀率；磁场无损检测方法，能在混凝土正常服役的情况下监测钢筋表面或近表面的损伤，虽然无法检测钢筋内部缺陷，但相比其他不能定量检测锈蚀率的方法已经有了明显的改善。

名称为“基于电磁场原理的外置式钢筋锈蚀无损监测传感器及测试方法”，中国专利授权公告号CN201910991189.8，授权公告日为2020年1月3日，和名称为“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”，中国专利申请公布号CN201811213216.0，公开公告日2019年2月22日，二者利用了磁场原理对钢筋锈蚀进行无损监测。前者基于电磁场原理提供了一种外置卡口式的磁传感器，操作简便，可有效检测钢筋混凝土方柱边角处单根检测钢筋锈蚀情况，但检测对象比较单一；后者利用静磁场原理检测钢筋的锈蚀率，但此专利涉及的传感器尚存在不足：一是该传感器虽然安装了三个霍尔传感器，但实际上只有钢筋卡槽口旁的霍尔传感器在工作；二是此专利霍尔传感器只单一直线方向布置，此方法不能有效监测钢筋位置变化规律；三是该专利无法有效定量检测钢筋的非均匀锈蚀程度；四是该专利的磁芯距离钢筋槽口还有一段距离，检测钢筋与磁芯之间空气域的磁阻会增加；二者都专注于钢筋的局部锈蚀，只对钢筋截面上的锈蚀情况进行了监测，而忽略了钢筋沿长度方向的锈蚀监测。

名称为“混凝土中钢筋检测装置及其方法”，中国专利申请公布号CN201911157575.3，公开公告日为2020年2月25日，和名称为“基于磁场原理的贴面式钢筋非均匀锈蚀监测传感器及测试方法”，中国专利申请公布号CN112034034A，公开公告日为2020年12月04日，前者基于静电场原理提供了一种外置扫描式无损检测装置和方法，可检测一段距离的钢筋锈蚀情况；后者基于磁场原理提供了一种对既有钢筋混凝土结构中钢筋沿长度方向锈蚀的监测传感器；二者都只能检测面向保护层一侧钢筋沿长度方向的锈蚀情况，无法评估钢筋非均匀锈蚀情况。并且，二者都专注于钢筋的整体锈蚀，只对钢筋沿长度方向上的锈蚀情况进行了监测，而忽略了钢筋截面上的锈蚀监测。