[發明專利]基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110312438.3
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112986386A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 陳琳;熊海貝;孔慶釗;李修權;桑笑晗
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/46;G01N29/44;G01N29/24
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置及方法,所述裝置包括：可穿戴式傳感器、信號檢測與分析裝置；可穿戴式傳感器包括連接帶，連接帶可拆卸圍裹于待測木結構外部；連接帶上設有若干個柔性PZT傳感單元，每條連接帶上柔性PZT傳感單元的數量大于等于二；連接帶包括硬質保護區和非硬質保護區，硬質保護區的位置與柔性PZT傳感單元的位置相對應，硬質保護區的尺寸大于柔性PZT傳感單元的尺寸；柔性PZT傳感單元上電性連接有引線，引線與信號檢測與分析裝置電性連接。本發明易于拆裝，實用性及可靠性強，實現了對待測木結構內部空洞的無損檢測，且有效提高了檢測效率及檢測結果的準確性。

技術領域

本發明涉及木結構建筑領域，特別是涉及基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置及方法。

背景技術

木結構采用生物質建筑材料，在正常服役過程中，易遭受白蟻侵蝕和環境濕度變化的影響，造成構件內部空洞和腐蝕，而內部空洞和腐蝕削弱了構件橫截面的承載力，給結構帶來極大的安全隱患。

目前，對于服役中的木構件內部空洞和腐蝕的檢測尚停留在半無損檢測階段。工程中常使用的方法是微鉆阻力儀法和皮羅釘法。這兩種方法采用特制鉆頭或探針鉆進木構件中，通過鉆進過程中的阻力判斷木構件內部是否存在空洞或腐蝕。因此，提供一種基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置及方法以對木結構內部空洞進行無損檢測顯得尤為必要。

發明內容

本發明的目的是提供基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置及方法，以解決現有技術中存在的技術問題，易于拆裝，實用性及可靠性強，實現了對待測木結構內部空洞的無損檢測，且有效提高了檢測效率及檢測結果的準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測裝置，包括：可穿戴式傳感器、信號檢測與分析裝置，所述可穿戴式傳感器與所述信號檢測與分析裝置電性連接；

所述可穿戴式傳感器包括連接帶，所述連接帶可拆卸圍裹于所述待測木結構外部；所述連接帶上設有若干個柔性PZT傳感單元，每條所述連接帶上所述柔性PZT傳感單元的數量大于等于二，其中，任一所述柔性PZT傳感單元作為驅動器，其他任一所述柔性PZT傳感單元作為接收器；所述連接帶包括硬質保護區和非硬質保護區，所述硬質保護區的位置與所述柔性PZT傳感單元的位置相對應，所述硬質保護區的尺寸大于所述柔性PZT傳感單元的尺寸；所述柔性PZT傳感單元上電性連接有引線，所述引線與所述信號檢測與分析裝置電性連接。

優選地，所述連接帶為柔性織物帶，所述柔性織物帶兩端采用搭扣連接。

優選地，所述柔性織物帶包括依次層疊設置的上織物層、下織物層，所述上織物層、下織物層沿所述可穿戴式傳感器的長度方向通長，所述下織物層與所述待測木結構相接觸；所述柔性PZT傳感單元設于所述上織物層、下織物層之間，所述硬質保護區設于所述上織物層和/或所述下織物層。

優選地，所述柔性PZT傳感單元包括由上到下依次設置的上粘結層、柔性PZT單元、下粘結層、硬質粘結層，所述上粘結層與所述上織物層連接，所述硬質粘結層與所述下織物層連接。

優選地，所述硬質粘結層的硬度大于所述上粘結層和/或所述下粘結層的硬度。

優選地，所述柔性PZT單元采用熔融流延法制備的PvDF薄膜。

優選地，所述連接帶兩端分別設有第一連接體、第二連接體，所述第一連接體為凸體結構，所述第二連接體為凹槽結構，所述凸體結構與所述凹槽結構的尺寸相匹配，所述第一連接體、第二連接體搭扣連接。

優選地，所述硬質保護區的硬度大于所述非硬質保護區的硬度。

本發明還提供基于可穿戴式傳感器的木結構內部空洞檢測方法，包括如下步驟：

將所述可穿戴式傳感器圍裹在所述待測木結構的待測位置，并將所述引線與所述信號檢測與分析裝置電性連接；