[發明專利]一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置與方法

在審

• 申請號: 202010794925.3
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111947563A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 王子健
• 申請（專利權）人: 南京智慧基礎設施技術研究院有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G06K17/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：包括塑性填料、RFID標簽、蓋板，所述塑性填料填入分縫表面，所述RFID標簽粘貼在蓋板頂的內側，將蓋板固定在塑性填料上。

2.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：所述塑性填料為玻璃鋼樹脂膠。

3.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：所述RFID標簽諧振頻率為950MHz，天線為矩形線圈，貼片長度為二分之一波長，矩形線圈長軸的方向與監測部位最大主應力方向一致，在混凝土的包裹下，有效通信距離為20cm。

4.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：所述蓋板為上凸的弧形板。

5.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：所述蓋板通過膨脹螺栓與混凝土壩連接。

6.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，其特征在于：所述蓋板為不銹鋼材質。

7.根據權利要求1所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置的使用方法，其特征在于：將具有掃頻功能的無線閱讀器防水封裝，附加在機器上，沿大壩表面的分縫前行，連續以不同頻率向分縫蓋板發送電磁信號，接收蓋板下RFID標簽天線反向散射回來的電磁信號，測出RFID標簽天線在哪個工作頻率下反向散射能量最小，得到天線應變后的諧振頻率，計算諧振頻率的漂移量。

8.根據權利要求7所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置的使用方法，其特征在于：大壩表面為緩坡時，采用攀爬式機器人讀取數據；當大壩表面為陡坡時，無法采用機器人攀爬時，改用無人機搭載閱讀器，并在各個高度懸停，向RFID標簽發射電磁波，完成數據讀取。

9.根據權利要求7所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置的使用方法，其特征在于：計算諧振頻率的漂移量的步驟是：

矩形貼片天線諧振頻率受輻射貼片長度影響

式中，c是光速，ε_e是有效介電常數，L是輻射貼片長度，ΔL是補償長度，其中ε_e通過下式計算：

其中，ε_r是介質基片相對介電常數，L是輻射貼片長度，補償長度ΔL由下式計算：

其中，h是介質板厚度，W是輻射貼片寬度，ε_e是有效介電常數，通常，ΔL小于L，當矩形貼片天線長度方向發生ε的小應變時，天線諧振頻率與應變成線性關系，斜率為天線的初始諧振頻率：

根據步驟(3)得到的天線應變后的諧振頻率，計算諧振頻率的漂移量，并結合公式(4)，確定天線所經歷的應變量，即分縫的應變。