[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

本發明公開了一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，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；所述RFID標簽諧振頻率為950 MHz，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，使用時將無線閱讀器防水封裝在機器上，機器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，得到天線應變后的諧振頻率，計算諧振頻率的漂移量。本發明能夠無損的植入混凝土壩的分縫，能精確測量分縫的應變，在水上、水下回傳數據，無需連接電纜線，系統穩定性好，可防雷擊。

技術領域

本發明屬于水利工程安全監測技術領域，具體涉及一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置與方法。

背景技術

混凝土壩體量巨大，為避免混凝土水化時產生的熱量難以釋放、造成開裂，混凝土壩的施工通常分段進行，澆筑成形后的混凝土壩會存在分縫。同時，分縫還能避免不同壩段或結構部件由于變形不協調發生開裂、破壞。在分縫重力壩、面板堆石壩中，均存在大量的結構分縫。由于分縫屬于結構的薄弱位置，過大的分縫應變會引發分縫破壞、擋水失效，進而造成潰壩。因此，對混凝土壩分縫的應變進行監測，是避免結構破壞、獲取混凝土壩各部件變形性態的重要手段，具有顯著的工程意義。

現行混凝土壩的分縫監測主要通過在蓋板外設置應變計，定期記錄分縫的開度。其基本裝置如圖6所示。其缺點在于：(1)需要額外設置電纜線，連接數據采集裝置和應變計。由于監測系統接入了電流，在野外環境中容易被雷電擊中，出現監測系統癱瘓、監測數據缺失；(2)需要在分縫蓋板外設置支架、應變計、保護套等，對壩體結構存在破壞，影響大壩的耐久性。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，能夠無損的植入混凝土壩的分縫，能精確測量分縫的應變，在水上、水下回傳數據，無需連接電纜線，系統穩定性好，可防雷擊。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，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。

作為本發明的一種改進，所述塑性填料為玻璃鋼樹脂膠。

作為本發明的一種改進，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。

作為本發明的一種改進，所述蓋板為上凸的弧形板。

作為本發明的一種改進，所述蓋板通過膨脹螺栓與混凝土壩連接。

作為本發明的一種改進，所述蓋板為不銹鋼材質。

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，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。

本發明的有益效果是：

本發明所述的一種基于射頻識別技術的混凝土壩分縫監測裝置，是一種半主動的監測裝置，能夠無損的植入混凝土壩的分縫，能精確測量分縫的應變，在水上、水下回傳數據，無需連接電纜線，系統穩定性好，可防雷擊。

附圖說明

圖1為本發明的使用流程圖。

圖2為本發明所述的RFID標簽示意圖。