[發(fā)明專利]一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置及測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510369952.5
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN104964918B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯利軍;劉泓;廖迎娣;郭隆洽;江朝華;劉子涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,夏恒霞

1.一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，包括：鋼筋固定系統(tǒng)、液體灌泄系統(tǒng)以及測(cè)控系統(tǒng)；

所述鋼筋固定系統(tǒng)包括：鋼筋升降框架和輔助支架，其中，所述鋼筋升降框架包括：基座、安裝于基座底部的多個(gè)腳螺旋、設(shè)置于基座上表面的圓水準(zhǔn)器、中間形成有通孔結(jié)構(gòu)的頂板、連接基座和頂板的多根液壓伸縮桿、安裝于液壓伸縮桿與頂板連接處的第一墊塊和第一橡膠墊片；所述輔助支架安裝于頂板上，包括：連接于頂板上的多個(gè)電動(dòng)伸縮桿、與電動(dòng)伸縮桿固定連接的一對(duì)橫向?qū)к壛骸⑴c橫向?qū)к壛夯瑒?dòng)連接的一對(duì)縱向?qū)к壛阂约盎瑒?dòng)連接于縱向?qū)к壛褐g的導(dǎo)塊，在電動(dòng)伸縮桿與橫向?qū)к壛旱倪B接處設(shè)有第二墊塊和第二橡膠墊片，所述導(dǎo)塊中央開設(shè)一具有內(nèi)螺紋的孔洞，孔洞內(nèi)連接一定位套筒，所述定位套筒內(nèi)設(shè)有一與其滑動(dòng)連接的用于固定鋼筋的鋼筋套筒，定位套筒的兩端均設(shè)有鋼筋固定卡頭；

所述液體灌泄系統(tǒng)包括：液體盛放容器、水泵以及分設(shè)于液體盛放容器兩側(cè)的進(jìn)水口和排水口，液體盛放容器設(shè)置于鋼筋固定系統(tǒng)的基座和頂板之間；

所述測(cè)控系統(tǒng)包括：力傳感器、液位測(cè)定儀、水泵控制儀、數(shù)據(jù)采集儀和單片機(jī)，所述力傳感器固定于頂板的通孔中并且可供鋼筋穿過，所述力傳感器的下端設(shè)有一鋼筋固定卡頭，所述液位測(cè)定儀安裝于頂板的底側(cè)并處于液體盛放容器的開口上方，所述水泵控制儀和數(shù)據(jù)采集儀均與單片機(jī)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述腳螺旋以等邊三角形或正方形布設(shè)于基座的底部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述基座上形成有定位卡槽，所述液體盛放容器的底部安裝于定位卡槽內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述定位套筒的內(nèi)壁沿周向均勻分布多條滑槽，滑槽中設(shè)有光滑的鋼珠，鋼筋套筒與定位套筒之間通過鋼珠實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，鋼筋通過多個(gè)銷釘固定連接于鋼筋套筒內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述鋼筋固定系統(tǒng)還包括連接于導(dǎo)塊頂面和底面的一對(duì)電磁固定滑塊，所述電磁固定滑塊通電時(shí)產(chǎn)生磁力，將定位套筒吸附鎖定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述液體盛放容器包括：設(shè)置于基座上的玻璃器皿和連接于玻璃器皿上部的折疊套管，所述折疊套管的頂端通過套管掛環(huán)連接于頂板的底側(cè)；在基座和頂板之間還設(shè)有若干根套管支撐架，所述折疊套管通過套管固定圈與套管支撐架固定以防止晃動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，所述力傳感器與頂板的通孔結(jié)構(gòu)通過螺紋連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼筋銹蝕率測(cè)定裝置，其特征在于，還包括一電動(dòng)控制箱，所述電動(dòng)控制箱上設(shè)有：橫向電動(dòng)控制按鈕、縱向電動(dòng)控制按鈕、豎向電動(dòng)控制按鈕以及電磁固定控制按鈕。

10.利用權(quán)利要求7所述的測(cè)定裝置的測(cè)定鋼筋銹蝕率的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)、在待測(cè)鋼筋的兩端標(biāo)定兩個(gè)原點(diǎn)截面，測(cè)量出兩個(gè)原點(diǎn)截面之間的鋼筋總長(zhǎng)度L₀mm，精確至0.1mm；

(2)、調(diào)節(jié)基座底部的腳螺旋，觀察基座上表面的圓水準(zhǔn)器中的水泡，反復(fù)調(diào)節(jié)腳螺旋直至圓水準(zhǔn)器中的水泡位于圓水準(zhǔn)器的正中央，即基座處于水平位置；

(3)、將鋼筋穿入鋼筋套筒內(nèi)，保持鋼筋套筒中心距離鋼筋一端的距離為0.25L₀，并用銷釘將鋼筋套筒與鋼筋固定連接；

(4)、調(diào)整升降框架和輔助支架至整個(gè)裝置高度至適合操作的高度，使帶有鋼筋套筒一端的鋼筋朝上，并將鋼筋從頂部穿入升降框架內(nèi)，依次穿過輔助支架的定位套筒、頂板和力傳感器，扶正鋼筋，調(diào)整升降框架的液壓伸縮桿，使升降框架的高度H升至[0.5L₀+(100～200)]mm；

(5)、根據(jù)鋼筋在頂板上部的長(zhǎng)度，調(diào)整輔助支架電動(dòng)伸縮桿的高度，使輔助支架高度為頂板以上鋼筋長(zhǎng)度的1/2～2/3，以保持整根鋼筋穩(wěn)定；

(6)、控制電動(dòng)控制箱，初步使輔助支架上定位套筒兩端的鋼筋固定卡頭和力傳感器下端的鋼筋固定卡頭上下對(duì)正；

(7)、初步定位鋼筋，扭轉(zhuǎn)鋼筋，防止鋼筋套筒上的銷釘與固定套筒內(nèi)的鋼珠發(fā)生接觸，擰緊定位套筒上下端的鋼筋固定卡頭，將鋼筋固定于定位套筒，調(diào)整電動(dòng)伸縮桿，使力傳感器以下的鋼筋長(zhǎng)度為[0.5L₀+(50～100)]mm，并使鋼筋下端與液體盛放容器底部距離大于30mm；

(8)、將進(jìn)水口打開，關(guān)閉排水口，向有機(jī)玻璃器皿中加水至鋼筋原點(diǎn)截面附近；

(9)、精確調(diào)整輔助支架，使輔助支架上定位套筒端部的鋼筋固定卡頭和力傳感器下端的鋼筋固定卡頭精確對(duì)正，旋鈕定位套筒微調(diào)其豎向位置，使初始標(biāo)定的鋼筋原點(diǎn)截面和液面重合；

(10)、打開電磁固定滑塊開關(guān)，鎖定定位套筒的豎向位置；

(11)、將力傳感器下端的鋼筋固定卡頭擰緊以固定鋼筋，然后將折疊套管懸掛在套管掛環(huán)上，最后將套管固定圈通過連接桿連接到套管支撐桿上；

(12)、關(guān)閉電磁固定滑塊開關(guān)，并松開定位套筒上下端的鋼筋固定卡頭，使整個(gè)鋼筋的重量完全由力傳感器承受；

(13)、設(shè)定好進(jìn)水流速，打開測(cè)控系統(tǒng)開始自動(dòng)測(cè)量，連續(xù)同步采集液位高度和力；

(14)、當(dāng)測(cè)量長(zhǎng)度達(dá)到鋼筋總長(zhǎng)度的一半時(shí)，停止測(cè)量，關(guān)閉測(cè)控系統(tǒng)；

(15)、關(guān)閉進(jìn)水口，打開排水口，將容器中的水全部排掉，取下液體盛放容器，收縮升降框架的液壓撐桿，取出鋼筋；

(16)、將鋼筋調(diào)頭，并將鋼筋套筒固定于鋼筋另一端，再將鋼筋重新安裝在鋼筋固定系統(tǒng)上，再重復(fù)操作(4)～(15)步驟，直至整根鋼筋的銹蝕率測(cè)量完畢；

(17)、單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將采集到的液位數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)的處理轉(zhuǎn)換為鋼筋沿長(zhǎng)度方向的坐標(biāo)值，將采集到的力轉(zhuǎn)換為鋼筋的局部銹蝕率，再由繪圖系統(tǒng)繪制出鋼筋沿長(zhǎng)度方向的銹蝕率曲線圖；

鋼筋沿長(zhǎng)度方向的坐標(biāo)值為：x_i＝l₁-l_i，其中，l_i為第i次測(cè)量的位移，l₁為當(dāng)初始標(biāo)定的原點(diǎn)截面和液面重合時(shí)液位測(cè)定儀測(cè)定的距離；

第i(i≥1)段鋼筋的銹蝕失重率為：其中，F(xiàn)_i'為未銹蝕參照筋在x＝x_i時(shí)所測(cè)量的力，F(xiàn)_i為銹蝕筋在x＝x_i時(shí)所測(cè)量的力，F(xiàn)_i+1'為未銹蝕參照筋在x＝x_i+1時(shí)所測(cè)量的力，F(xiàn)_i+1為銹蝕筋在x＝x_i+1時(shí)所測(cè)量的力；

繪圖系統(tǒng)以為坐標(biāo)值，點(diǎn)匯出鋼筋調(diào)換前鋼筋沿長(zhǎng)度方向的銹蝕率坐標(biāo)點(diǎn)；以為坐標(biāo)值，點(diǎn)匯出鋼筋調(diào)換后鋼筋沿長(zhǎng)度方向的銹蝕率坐標(biāo)點(diǎn)，以平滑曲線連接形成沿長(zhǎng)度方向的銹蝕率曲線圖。