[發明專利]混凝土內含水率測定儀

有效

• 申請號: 201310071341.3
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103163210A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉鵬;宋力;余志武;劉小潔;匡亞川;石衛華
• 申請（專利權）人: 中南大學;高速鐵路建造技術國家工程實驗室
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測定儀，特別涉及混凝土內含水率測定儀。

背景技術

混凝土內含水率的高低直接主導著其使用壽命和耐久性，如何準確地測定混凝土內含水率變化規律對研究混凝土結構工程耐久性及其預測使用壽命具有重要意義。傳統做法是通過稱量樣品重量變化間接獲取混凝土內含水率(重量差法)，部分研究人員利用濕度傳感器通過建立飽和度和相對濕度間的聯系來間接獲取混凝土內含水率，還有專家通過測定混凝土內電阻率變化也衡量混凝土內含水率。然而，上述方法存在一定程度的不足，如重量差法測試過程中需將混凝土從構件上取樣、烘干、稱重，進而獲取混凝土內含水率；該法屬于破壞性試驗，且存在不同部位或深度處混凝土取樣精度差、實時性和動態觀測不足等問題。濕度傳感器價格昂貴，混凝土內的高濕度和高堿度環境會降低其測試精度，長期使用出現較大的漂移現象，并且濕度傳感器也面臨著埋設時易被混凝土污染等問題，苛刻的使用環境條件(如極端溫度和濕度，高堿度混凝土等)限制了其使用范圍；此外，因不同季節、地區的混凝土內不同深度或部位含水率也存在較大差異，若采用現有做法監測混凝土內含水率變化規律也會面臨許多問題。有鑒于現有混凝土內含水率測定法的不足，有必要開發適宜的混凝土內含水率測定儀。

發明內容

為了彌補現有測試方法與儀器在實時、動態和無損地監測混凝土內含水率變化方面的不足，本發明提供了混凝土內含水率測定儀，基于電磁感應原理，埋設、澆筑于混凝土內，可用于長期實時監測混凝土內不同部位和深度區域含水率變化。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是，混凝土內含水率測定儀，其特征在于，混凝土內含水率測定儀包括電源、電壓測試儀、數據盒、工作芯筒和數據輸出裝置，工作芯筒通過二芯電纜連接電源，工作芯筒利用五芯電纜連接電壓測試儀，數據盒一端通過數據線連接數據輸出裝置，數據盒另一端通過數據線連接電壓測試儀。

本發明基于電磁感應原理，利用螺線管接通電源時，其內部交流電會在其周圍產生變化的電磁場，而感應線圈內則會出現感應電動勢，因混凝土內含水率不同會導致相應的磁導率存在差別，從而引起磁場強度的變化，這種變化可利用電壓測試儀通過檢測感應線圈產生的感應電動勢來判定，利用預先建立混凝土內不同含水率與感應電動勢間的關系，并將其存儲于數據盒內；測試過程中，通過電壓測試儀將測定的數據傳輸給數據盒，數據盒內利用已建立的相應關系，即可間接獲得不同條件下混凝土內含水率，最終由顯示器輸出。實施時，需將其埋設、澆筑于混凝土內待測部位，接通電源，即可測試混凝土內含水率。本發明具有實時、穩定性好、使用范圍局限性小、無損、非接觸和構造新穎等優點，彌補了現有測定方法和設備的不足，其應用前景廣泛。

本發明的特征還在于所述的電源為不同頻率和強弱的交流電的電源，是整個裝置的供電系統。

本發明的特征還在于所述的電壓測試儀為高精度交流電壓測試儀，其作用是可測定感應線圈產生的感應電動勢，并向數據盒傳輸所測數據。

本發明的特征還在于所述的數據盒可通過數據線連接電壓測試儀，并可將所測電壓轉化為相應的數據。

本發明的特征還在于所述的數據盒可通過數據線連接電壓測試儀，并通過數據線連接數據輸出裝置，利用存儲的感應電動勢與濕度間的相應關系進行轉化，實現數據結果輸出。

本發明的特征還在于所述的數據輸出裝置可為觸屏或非觸屏數顯式顯示器，也可為連接各類數據存儲處理器的各種輸出接口或端口，是整個體系的輸出終端。

本發明的特征還在于所述的工作芯筒包括絕緣筒，絕緣筒內包裹有螺線管和感應線圈，感應線圈設置在螺線管的螺紋內，感應線圈上設置有感應線圈中部接頭，絕緣筒內的感應線圈內引出有二芯電纜和五芯電纜。二芯電纜和五芯電纜分別從感應線圈中部接頭上引出。螺線管兩端部通過二芯電纜連接電源；感應線圈的兩端部分別與五芯電纜的兩芯線連接，而其中部接頭亦與五芯電纜的兩芯線連接，這樣可獲取混凝土內不同深度區域內含水率。螺線管、感應線圈、二芯電纜和五芯電纜均由絕緣筒采用澆筑或擠壓工藝成型為一體；工程使用中可預先將其埋設、澆筑于混凝土內待測部位。實施時，通過二芯電纜連接螺線管和電源，利用螺線管接通電源時，其內部瞬變的交流電會在其周圍產生變化電磁場，相應的感應線圈會產生感應電動勢，因混凝土內含水率不同導致相應的磁導率存在差別，這種差異可利用電壓測試儀來檢測感應線圈產生的感應電動勢進行表征，利用含水率與感應電動勢間的相應關系，即可間接獲得混凝土內含水率。本發明基于電磁場理念提出，結構簡單、新穎，彌補了傳統測試方法和儀器的不足，可對混凝土內不同深度和部位的含水率進行實時、無損和精確地測定。