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原文传递一种用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置及其监测方法

专利名称：	一种用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置及其监测方法
摘要：	本发明公开了一种用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置及其监测方法。该装置包括五块智能砖；智能砖A中嵌入4个方形压电陶瓷片，且所有嵌入在凹槽内的压电陶瓷片的正、负极导线分别连接在正、负极导线针孔；智能砖A能同时向四个方向发射应力波信号；智能砖B、智能砖C、智能砖D和智能砖E中分别嵌有一个压电陶瓷片用来接收信号；所述智能砖由以下两部分组成：一部分是掺有钢纤维的开槽砖，另一部分是安装在内部的带有铜屏蔽壳的压电陶瓷。本发明充分利用掺有钢纤维的方形砖块强度高且与砌体结构相容性好的特点，减少智能砖传感器对被测结构的影响；本发明材料廉价、构造简单、且适用性强，为单片墙的损伤监测提供了一种简便可行的方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原理工大学
发明人：	路国运;赵泽;赵云川;岳琦;张恩;石宇;高振恒
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910642044.7
公开号：	CN110361448A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	申艳玲
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号
主权项：	1.一种用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：包括五块智能砖A、B、C、D、E；智能砖A中嵌入四个方形压电陶瓷片，且所有嵌入在凹槽内的压电陶瓷片的正、负极导线分别连接在正、负极导线针孔；智能砖A能同时向四个方向发射应力波信号；智能砖B、智能砖C、智能砖D和智能砖E中分别嵌有一个压电陶瓷片用来接收信号；所述智能砖由以下两部分组成：一部分是掺有钢纤维的开槽砖，另一部分是安装在内部的带有铜屏蔽壳的压电陶瓷。 2.根据权利要求1所述的用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：所述压电陶瓷片位于智能砖的长方形凹槽内，所述凹槽位于智能砖竖直方向，凹槽的边线与智能砖的边线呈45°夹角。 3.根据权利要求2所述的用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：在智能砖A中，四个方形压电陶瓷片分别嵌入凹槽内，每个凹槽的边线与智能砖的边线呈45°夹角，四个方形压电陶瓷片围成一个正方体结构。 4.根据权利要求1所述的用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：所述的智能砖，包括掺有钢纤维的方形砖块、尺寸相同的凹槽、正、负极导线针孔、方形压电陶瓷片、导线、氰基化合物保护层、铜屏蔽壳和环氧树脂填充保护层；方形压电陶瓷片外侧设有铜屏蔽壳，二者之间填充有氰基化合物保护层；铜屏蔽壳外侧为凹槽，二者之间填充有环氧树脂。 5.根据权利要求4所述的用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：所述智能砖的制作方法为：（1）首先制作掺有钢纤维的方形砖块：先使用机械拌和粘土和钢纤维，再将其放入带有凹槽的模具中，然后，将砖在90℃的温度下干燥6小时并在900℃下再燃烧6小时；（2）掺有钢纤维的方形砖块上有相同尺寸大小的凹槽，凹槽数量根据所需嵌入的压电陶瓷片的数量确定；（3）方形砖块制作成功后，在砖块表面安装正、负极导线针孔，针孔位置可根据凹槽位置确定；（4）凹槽口内分别嵌入焊接有正负极导线的方形压电陶瓷片，在焊接有导线的压电陶瓷片外设置一层氰基化合物保护层；氰基化合物保护层外表面设有铜屏蔽壳；（5）将带有铜屏蔽壳的方形压电陶瓷嵌入在凹槽，同时使用环氧树脂对凹槽中的空隙进行填充。 6.根据权利要求1所述的用于监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于：当智能砖作为信号发射端时，需将所有芯片之间采用单核并联形式，即嵌入在凹槽内的压电陶瓷片的正、负极导线分别连接在正、负极导线针孔上，以确保智能砖可同时向多个方向发射信号。 7.一种监测单片墙损伤程度的监测方法，采用权利要求1~6任一项所述的监测单片墙损伤程度的智能砖装置，其特征在于包括以下步骤：砌筑单面墙时，使用砂浆将五块智能砖砌筑在单面墙上，同时确保嵌入压电陶瓷的砖面统一朝向侧面，并使五块智能砖呈“X”形式布置；智能砖A作为信号发射端，布置在“X”中心位置；智能砖B、C、D、E分别作为信号接收端，布置在“X”四角；五块智能砖与数据采集卡相连，技术人员可通过无线网络远程控制数据采集卡使智能砖A同时向四个方向发射信号，智能砖B、C、D、E接受的信号通过数据采集卡实时上传到云空间，通过分析处理云空间存储到的数据以达到远程实时监控单片墙损伤分布情况的目的。
所属类别：	发明专利