[發明專利]一種具有溫度、濕度自補償功能的水泥基沖刷磨損傳感器

在審

• 申請號: 201810452029.1
• 申請日: 2018-05-12
• 公開（公告）號: CN108645332A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 肖會剛;馮碩;李惠;歐進萍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B7/26
• 分類號: G01B7/26
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種具有溫度、濕度自補償功能的水泥基沖刷磨損傳感器，屬于傳感器設計技術領域。所述的傳感器由傳感器基體、電極、引線三部分組成；所述的電極涂敷于傳感器基體兩個相對表面，并分成多段，每段相等；所述的引線與每片電極單獨相連。所述的傳感器基體是水泥基導電相復合材料，所述的導電相為鎳或其它磁性導電材料，所述的導電相形態為顆粒或短纖維狀。所述的電極為銀粉導電膠或其他可磨損導電膠。所述的引線為銅芯軟導線。本發明的優點是：傳感器基體為水泥基導電復合材料，與混凝土結構基體具有良好的沖刷磨損同步性；通過電阻各向異性的基體和分段電極的設計，將傳感器分成若干電阻相同而又互不干擾的區塊，實現溫度和濕度對電阻影響的自補償。

技術領域

本發明屬于傳感器設計技術領域，具體涉及一種具有溫度、濕度自補償功能的水泥基沖刷磨損傳感器，可用于海洋、水利等重大混凝土工程設施的沖刷磨損深度監測。

背景技術

重大基礎設施，諸如橋梁、道路、大壩和海洋平臺的性能退化和破壞是一個全球化的問題。特別地，橋梁、水庫大壩、河道堤防與海洋平臺等重大交通與水利工程的結構破壞會造成不可估量的人員傷亡和經濟損失。在美國，1928年，洛杉磯圣弗朗西斯水壩潰壩，造成超過600人死亡，周邊的卡斯泰克、菲爾莫、巴德斯達爾以及圣保拉等鎮在潰壩中毀于一旦，數萬英畝良田被毀。目前，美國仍然有數千座大壩面臨潰壩之憂。在中國，1975年，河南三門峽水庫潰壩事件造成24萬余人的死亡，死亡人數直逼次年發生的唐山大地震，被稱為世界歷史上最慘絕人寰的人為災難之一。巨大的人員傷亡與財產損失讓政府官員和研究者開始重視壩體潰壩、沖刷受損的問題，然而，大多數壩體結構仍然處于無人監管的狀態。如果置之不理，災難事故會更加頻繁地發生。另一方面，近海交通基礎設施如橋梁的橋墩同時受到沖刷和荷載的作用，鋼筋保護層受損嚴重使得鋼筋銹蝕幾率大增。水下人工檢測等措施費時費力，沖刷磨損和應變狀態的實時監測對保障近海交通基礎設施的安全服役具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前水庫、大壩、橋墩等受損嚴重且沒有一種有效監測其破損程度的儀器的問題，提供一種具有溫度、濕度自補償功能的水泥基沖刷磨損傳感器，該傳感器結合結構健康監測的先進理念與技術，充分考慮沖刷磨損監測所處的復雜溫度與濕度環境，可用于海洋、水利重大混凝土工程結構沖刷磨損監測。針對傳感器與混凝土結構基體的相容性與磨損同步性，復雜溫度、濕度條件下自補償功能的實現均有創新性的設計。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種具有溫度、濕度自補償功能的水泥基沖刷磨損傳感器，所述的傳感器由傳感器基體、電極、引線三部分組成；

所述的電極涂敷于傳感器基體兩個相對表面，并分成多段涂敷，每段長度相等；所述的引線與每段電極單獨相連。

本發明相對于現有技術的有益效果是：傳感器基體為水泥基導電復合材料，與混凝土結構基體具有良好的沖刷磨損同步性；通過電阻各向異性的基體和分段電極的設計，將傳感器分成若干電阻相同而又互不干擾的區塊，實現溫度和濕度對電阻影響的自補償，提高精度。

附圖說明

圖1為傳感器在混凝土中的布設與工作原理示意圖；

圖2為傳感器內導電相部分與電極布設示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修正或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍之中。