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原文传递用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构

专利名称：	用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构
摘要：	本实用新型提出用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，包括混凝土部分、智能骨料、监测控制模块和分析模块；混凝土部分位于桥墩外侧和BFRP膜壳内侧；智能骨料成对设置且在混凝土部分中环向对称分布形成监测阵列；智能骨料内置PZT元件形成发射端或接收端；监测控制模块与监测阵列相连；分析模块与监测控制模块相连；当进行施工质量监测时，监测控制模块控制监测阵列的发射端发射探测信号，并控制监测阵列的接收端对探测信号和探测信号传播时形成的响应信号进行采集；分析模块根据监测控制模块接收的监测阵列信号采集结果对施工质量进行评估；本实用新型能够在线实时灵敏的感应监测到水下不分散混凝土自浇筑到水化完成强度变化的全过程。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	福州大学
发明人：	姜绍飞;杨文君;王娟;麻胜兰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201920059316.6
公开号：	CN209495999U
代理机构：	福州元创专利商标代理有限公司
代理人：	蔡学俊
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	350108 福建省福州市闽侯县上街镇福州大学城学院路2号福州大学新区
主权项：	1.用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述布设结构包括混凝土部分、智能骨料、监测控制模块和分析模块；所述混凝土部分以专门用于水下工程加固的不分散自应力混凝土成型；所述混凝土部分位于桥墩外侧和BFRP膜壳内侧；所述智能骨料成对设置且在所述混凝土部分中环向对称分布形成监测阵列；所述智能骨料内置既可以发射信号又可以接收信号的PZT压电陶瓷元件，智能骨料按其布设位置分为发射端和接收端；所述监测控制模块与监测阵列相连；所述分析模块与监测控制模块相连；当进行施工质量监测时，监测控制模块控制监测阵列的发射端发射探测信号，并控制监测阵列的接收端对探测信号和探测信号传播时形成的响应信号进行采集；分析模块根据监测控制模块接收的监测阵列信号采集结果对施工质量进行评估。 2.根据权利要求1所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述智能骨料包括压电陶瓷驱动器、压电陶瓷传感器；当监测控制模块控制监测阵列进行施工质量监测时，监测控制模块按智能骨料的分布，把各智能骨料分别设为发射端和接收端。 3.根据权利要求2所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：当监测控制模块控制监测阵列进行施工质量监测时，监测控制模块把位于桥墩外侧处的智能骨料设为发射端，把BFRP膜壳内侧的智能骨料设为接收端；所述监测控制模块向发射端输出扫频正弦波形信号激励压电陶瓷驱动器发出探测信号，监测控制模块经接收端的压电陶瓷传感器采集探测信号传播过程形成的响应信号并将其送至分析模块。 4.根据权利要求3所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述分析模块对接收端采集到的信号做频域分析，根据接收信号的共振频率偏移来判断填充层混凝土的强度变化；对信号进行能量分析，根据已有的混凝土强度与能量的关系式来计算混凝土在任意时间内的强度，以此判断在规定龄期，混凝土的强度是否达到施工标准。 5.根据权利要求4所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述监测控制模块包括兼有发射和采集信号功能的NIUSB-6363系列板卡；当监测控制模块控制监测阵列进行施工质量监测时，NIUSB-6363系列板卡向发射端输出一个1kHz-300kHz的线性扫频正弦波信号；正弦波信号的能量定义为：公式中，Xi(n)代表的是信号内某一时刻的序列信号；所述分析模块为用于信号观察处理和存储的计算设备，分析模块经监测控制模块收到响应信号时对信号进行显示，分析模块对探测信号存储时对信号进行滤波处理以保证信号的真实有效性。 6.根据权利要求3所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述智能骨料包括焊接有屏蔽导线(9)的压电陶瓷片(10)、防水涂层(8)、环氧树脂层(11)和钢模(12)；压电陶瓷片为PZT片；PZT片表面涂覆有防水涂层；所述屏蔽导线从钢模的表面预留孔洞处穿出；钢模以环氧树脂层封装并经环氧树脂层与混凝土部分相连。 7.根据权利要求6所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述智能骨料内的压电陶瓷驱动器、压电陶瓷传感器的间距为40mm；PZT片直径10mm、钢模直径20mm，屏蔽导线直径2.5mm。 8.根据权利要求5所述的用于桥墩不排水加固施工质量监测的传感器布设结构，其特征在于：所述混凝土部分以加入抗分散剂、膨胀剂、减水剂专门用于水下工程加固的混凝土经自流平自密实成型，以抑制水下施工过程的水泥、骨料分散现象。
所属类别：	实用新型