[發(fā)明專利]一種基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310013980.8
• 申請(qǐng)日: 2023-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN116046889A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李修權(quán);孔慶釗;陳琳;陳洪兵;孫祥濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;C04B18/02;G01N29/24
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 張換君

1.一種基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，包括：匹配層、壓電元件、屏蔽層和絕緣層；

所述壓電元件與所述絕緣層連接；所述屏蔽層與所述壓電元件和所述絕緣層連接；所述屏蔽層與所述匹配層連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，所述壓電元件為核心感知元件，具有正負(fù)極，在其正極表面噴涂絕緣層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，所述屏蔽層用液體屏蔽材料噴涂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，所述匹配層為復(fù)合材料，通過在低阻抗的基體材料中加入高阻抗材料使復(fù)合材料的聲阻抗達(dá)到設(shè)計(jì)的聲阻抗值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，所述低阻抗的基體材料選擇環(huán)氧樹脂，所述高阻抗材料選擇金屬粉末。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料，其特征在于，所述匹配層的厚度為四分之一個(gè)波長(zhǎng)，聲阻抗的公式為：

Z₂＝ρν＝Z₁Z₃

其中，Z₁、Z₂、Z₃分別為壓電元件、匹配層和混凝土介質(zhì)的聲阻抗，ρ、ν為匹配層的密度和波速。

7.基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

準(zhǔn)備材料；

基于所述材料，制作屏蔽層和絕緣層；

基于所述材料，制作匹配層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料的制作方法，其特征在于，所述材料包括：壓電元件、屏蔽導(dǎo)線、傳感器模具、絕緣漆、液體屏蔽材料、環(huán)氧樹脂膠和高強(qiáng)度灌漿料。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料的制作方法，其特征在于，所述制作屏蔽層和絕緣層的方法包括：所述屏蔽導(dǎo)線連接壓電元件的正負(fù)極，其正極做絕緣處理，緊接著在所述壓電元件的兩側(cè)噴涂屏蔽薄層，待屏蔽薄層固化后將所述壓電元件固定在模具中。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲匹配層設(shè)計(jì)原理的混凝土新型智能骨料的制作方法，其特征在于，制作匹配層的方法包括：將環(huán)氧樹脂膠和固化劑按一定比例稱取制備成基體，添加混凝土灌漿料和金屬粉末攪拌均勻，對(duì)上述攪拌完成的混合物抽真空處理，直至氣泡完全消除；最后，將制備好的匹配層混合物導(dǎo)入模具中固化一定時(shí)間后，進(jìn)行脫模處理得到高靈敏度新型混凝土智能骨料傳感器。