[發明專利]一種基于壓電傳感技術的預應力鋼筒混凝土管(PCCP)預應力鋼絲斷裂檢測的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010113752.4
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111521642A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 胡少偉;汪旭;李文昊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N19/08
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.一種基于壓電傳感技術的預應力鋼筒混凝土管(PCCP)預應力鋼絲斷裂檢測的裝置，其特征在于：包括所述波形發生器(1)、數據分析系統(2)、動態數據采集系統(3)、鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)和鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)；

若干所述鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片(4)設置到PCCP檢測段(5)的內部及表面，PCCP檢測段(5)為兩端敞口且內部中空的管段，PCCP檢測段(5)包括內管芯混凝土(501)、外管芯混凝土(503)和砂漿保護層(505)，內管芯混凝土(501)為管壁的最內層，內管芯混凝土(501)的外表面套設有鋼筒(502)，鋼筒(502)的外表面包裹有外管芯混凝土(503)，外管芯混凝土(503)的外表面纏繞有若干預應力鋼絲(504)，外管芯混凝土(503)的外表面包裹有砂漿保護層(505)；

若干所述鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)黏貼在鋼筒(502)的外表面，每三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)分布在鋼筒(502)的同一橫截面上，這三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)沿鋼筒(502)的周向等間距布置，這三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)組成一個壓電陶瓷片組Ⅰ，N個壓電陶瓷片組Ⅰ沿鋼筒(502)的軸向等間距布置，N≥1；

若干所述鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)黏貼在砂漿保護層(505)的外表面，每三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)分布在砂漿保護層(505)的同一橫截面上，這三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)沿砂漿保護層(505)的周向等間距布置，這三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)組成一個壓電陶瓷片組Ⅱ，N個壓電陶瓷片組Ⅱ沿砂漿保護層(505)的軸向等間距布置；每個所述壓電陶瓷片組Ⅱ所在的平面上均存在一個壓電陶瓷片組Ⅰ，同一平面上的三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)和三個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)相互對應；

所述波形發生器(1)與一個鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)連接，該鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)作為信號發射端，動態數據采集系統(3)與該鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)對應的鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)連接，該鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)作為信號接收端；所述波形發生器(1)通過正弦信號激發所連接的鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)振動，鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)產生振動并生成應力波，信號接收端的鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)因應力波產生電信號，動態數據采集系統(3)接收該電信號，并將電信號傳送至數據分析系統(2)進行數據儲存和分析處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于壓電傳感技術的預應力鋼筒混凝土管(PCCP)預應力鋼絲斷裂檢測的裝置，其特征在于：所述鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)和鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)上均設置有正負極接線頭，鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)的正負極接線頭伸出砂漿保護層(505)；

所述波形發生器(1)與鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅱ(6)上的正負極接線頭連接，動態數據采集系統(3)與鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷片Ⅰ(4)上的正負極接線頭連接。