[發明專利]一種基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法

在審

• 申請號: 201710099780.3
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106932485A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 蔣田勇;唐超;王磊;趙虹;龔奇豐;余希洋
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11;G01N29/24;G01N29/46
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 馬強,王娟

1.一種基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將智能骨料預埋至預應力筋的相應位置并引出數據傳輸線，從距離預應力筋錨端最近的智能骨料開始，對智能骨料依次編號；

2)在內徑為d，外徑為D，壁厚標稱值為H的圓形預應力波紋管內張拉預應力筋，壓漿，自然養護，封錨后澆筑混凝土，制作混凝土用作梁體構件；

3)對梁體構件錨固端進行封錨，將壓電陶瓷片粘貼于預應力筋端頭，該壓電陶瓷片作為驅動器進行信號激勵；

4)在步驟3)制作的梁體構件達到設計強度后，將預埋的智能骨料和粘貼于預應力筋端頭的壓電陶瓷片通過BNC接頭與多功能數據采集設備連接，同時將計算機與多功能數據采集設備連接；

5)多功能數據采集設備驅動壓電陶瓷片發出正弦掃頻信號，同時多功能數據采集設備采集智能骨料接收到的壓電陶瓷片發出的信號；

6)對智能骨料接收到的信號進行小波包能量分析，得到的結果作為初始的能量值E_h,j；

7)在梁體構件需要檢測時，按照步驟4)～步驟6)的方法采集信號，并利用該信號計算出需要檢測時的能量E_i,j，然后計算出損傷指標I：

$I=\sqrt{\frac{\underset{j=1}{\overset{2^N}{\Σ}}{(E_{i,j}-E_{h,j})}^2}{\underset{j}{\overset{2^N}{\Σ}}{\left(E_{h,j}\right)}^2}};$

當I趨近于0，說明預應力筋未發生銹蝕，相反，當I趨近于1，銹蝕程度越嚴重；N為小波包分解的級數；

8)分析計算沿梁體構件縱向布置的各個智能骨料的損傷指標I，確定在壓電陶瓷片與智能骨料之間預應力筋的銹蝕狀況，從而確定預應力筋的銹蝕深度。

2.根據權利要求1所述的基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法，其特征在于，步驟2)中，內徑d為60mm，外徑D為73mm，壁厚標稱值H為2.5mm。

3.根據權利要求1所述的基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法，其特征在于，步驟2)中，預應力筋直徑為15.2mm。

4.根據權利要求1所述的基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法，其特征在于，步驟3)中，將壓電陶瓷片粘貼于預應力筋端頭后，用AB膠漿壓電陶瓷片覆蓋。

5.根據權利要求1所述的基于壓電智能骨料的預應力筋銹蝕深度監測方法，其特征在于，步驟5)中，正弦掃頻信號頻率為100Hz-150kHz，幅值為10V。