[發明專利]一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置及其監測方法

有效

• 申請號: 202110559539.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113376061B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 金祖權;侯東帥;王鵬剛;熊傳勝
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司 11578
• 代理人: 劉林

1.一種混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：包括用于監測鋼筋銹蝕程度的電磁探測器(1)和光纖傳感器(2)，所述電磁探測器(1)的監測端固定設置有空心監測管(3)，光纖探測器(2)固定設置于空心監測管(3)內，空心監測管(3)的兩端用環氧樹脂密封塊(4)密封；所述電磁探測器(1)和光纖探測器(2)通過導線分別連接有電磁信號采集裝置(5)和光纖信號采集裝置(6)；

其中，混凝土內氯離子滲透狀態監測方法，包括以下步驟：

S1、根據樁體結構參數和監測要求設計并制作固定架和連接桿，將各電磁探測器安裝于各固定架的固定卡槽內，再通過連接桿將各個固定架串聯為首尾閉合相連的環形固定架；

S2、樁體鋼筋籠綁扎時，將步驟S1中環形固定架植入到樁體鋼結構內，在樁體和環形固定架之間選取若干組相互對應的重合對準點，并記錄各組重合對準點在樁體和環形固定架上的坐標參數；

S3、根據步驟S1中的參數構建環形固定架的三維模型，再根據監測裝置的安裝及尺寸參數提取采樣點三維模型；

S4、獲取各個監測裝置的氯離子濃度參數X，并將上述參數與步驟S3中的采樣點三維模型一一對應匹配；

S5、將步驟S3中的采樣點三維模型拆分為若干采樣點的水平布置圖，建立采樣點分布極坐標系并獲取各采樣點的偏轉角參數α；建立氯離子濃度極坐標系，根據各采樣點的偏轉角參數α，結合步驟S4中的氯離子濃度參數X在氯離子濃度極坐標系中取點，將固定架同側各采樣點的取點平滑相連得到氯離子濃度分布曲線；

S6、根據步驟S5中的各條氯離子濃度分布曲線，計算位于氯離子濃度極坐標系中偏轉角參數α相同的任意兩相鄰取點的氯離子濃度差，再計算氯離子濃度差的平均值，根據氯離子濃度差的平均值將氯離子濃度分布曲線擴展得到該水平布置圖內的氯離子濃度分布圖；

S7、重復步驟S6得到各水平布置圖內的氯離子濃度分布圖，再將上述分布圖整合到采樣點三維模型內，最后將位于采樣點三維模型同一軸向方向上的取點平滑相連即可得到空間范圍內的氯離子濃度分布圖；

S8、根據步驟S1中的參數構建樁體三維模型，并根據步驟S2中重合對準點的坐標參數將步驟S7中的氯離子濃度分布圖整合到樁體三維模型內；

S9、通過比對不同時間點下步驟S8的氯離子濃度分布圖即可獲知氯離子的擴散速度。

2.根據權利要求1所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述電磁探測器(1)和光纖探測器(2)均通過航空接頭(7)與導線相連；所述導線采用高性能防腐導線制作。

3.根據權利要求1所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述電磁探測器(1)包括殼體(11)，所述殼體(11)上設置有用于固定空心監測管(3)的固定夾持口(12)，殼體(11)內還固定設置有永磁鐵(13)，且永磁鐵(13)對稱分布于固定夾持口(12)兩側；所述固定夾持口(12)的一側設置有若干霍爾元件(14)，殼體(11)內還設置有與霍爾元件(14)相連的PCB板(15)。

4.根據權利要求1所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述監測裝置還包括固定架(8)，固定架(8)的兩側對稱設置有兩組固定卡槽(9)。

5.根據權利要求4所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述固定架(8)的上下兩端均設置有連接桿(10)，并通過焊接的連接桿(10)將相鄰固定架(8)相連。

6.根據權利要求4所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述電磁探測器(1)包括殼體(11)，所述殼體(11)外表面還設置有用于觀測所述電磁探測器(1)插入所述固定卡槽(9)深度的標尺。

7.根據權利要求1所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述步驟S1的固定架上共設置有3-6個固定卡槽，步驟S2中共設置有1-2個環形固定架，環形固定架同心設置，且其軸線與樁體軸線重合。

8.根據權利要求1所述的混凝土內氯離子滲透狀態監測裝置，其特征在于：所述步驟S5的采樣點分布極坐標系和氯離子濃度極坐標系中其極點均為采樣點三維模型軸線與水平面的交點，以穿過極點的水平射線為極軸，各監測裝置監測的氯離子濃度值作為其極徑，各監測裝置相對于水平射線的偏轉角為極角。