应用于智能钢筋的便携传感器夹具的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及钢筋混凝土结构健康监测，对混凝土结构内部损伤进行实时反馈，具体地，涉及一种应用于智能钢筋的便携传感器夹具。
【背景技术】
[0002]对钢筋混凝土建筑物进行定期健康监测，以及在巨灾后对关键的建筑物及时进行结构安全检测及评估，是一项重要的任务。常用的对混凝土结构损伤检测方法包括超声波检测法，冲击弹性波法，声发射检测法，摄影检测法，传感仪器检测法和光纤传感网络检测法等，这些方法需要检测人员亲临现场检测。超声波检测法结果较准确，但容易受环境限制;冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角，没有分支的单纯裂缝;声发射检测法只能检测正在发生的裂缝，但是可以检测出裂缝的大小、种类和位置;摄影检测法只能检测表面的裂缝;传感仪器检测法会因为裂缝出现的随机性而发生漏检的状况;光纤传感网络检测法会因为光纤的力学性能较弱而受到限制。同时由于此类结构体积庞大，关键承载部位或是被装饰墙等的遮住或是很难接近，譬如结构的梁、柱及其节点、或底部的粧柱等，这使得上述检测方法难以进行，尤其是在地震、洪水或海嘯等灾后结构物已有损伤的状态下。
[0003]基于导向应力波(GuidedStress Wave)的方法是通过在载体上转播超声应力波来探测周围结构中的缺陷。吴凡所提出的“基于压电陶瓷晶体的智能钢筋及其制备方法”(申请号为201310330514.9的中国专利)，将窄频导向应力波加载于PZT型智能化钢筋，可运用波形散射异变及波时波幅变化，预测混凝土结构的局部损伤，如裂缝和脱筋等，而且还可以预测裂缝的大小和方向等;该系统作为材料的一部分，可以被安装在混凝土结构内部;作为主动控制系统，可在需要时激发及采集信息。但是这种智能钢筋在制作时需要在钢筋表面进行复杂切割，其截面为正八边型，此种制作过程在现场施工中无法大量实现，且质量难以保证；同时在粘贴压电陶瓷晶体方面，需要配合导电含银环氧树脂以及精良制作，否则会产生短路等影响，无法实现无损监测;若钢筋较长，会增加切割以及粘贴传感器的难度，并且此种情况的钢筋无法预制。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于智能钢筋的便携传感器夹具及其制作方法，所述夹具与钢筋材料相同，现场施工时可敲入适配钢筋;其中夹具尺寸较小，可批量生产；同时可以将压电陶瓷晶体事先粘贴在夹具内部，既可避免短路等影响，又减轻智能钢筋现场制作负担;其适配钢筋制作工艺简单，截面为圆；该夹具可以保证监测质量，且大幅减少现场制作复杂程度。
[0005]为实现以上目的，本发明提供一种应用于智能钢筋的便携传感器夹具，包括一对夹持部件，一对夹持部件拼接在一起形成中通的筒状结构，其中:筒状结构的中通部分为圆柱形状，用于完全贴合适配钢筋，增加现场施工的可操作性;筒状结构的中部截面形状为正多边形，压电陶瓷传感器个数与正多边形的边数相同，压电陶瓷传感器直接贴在正多边形的每条边上且位于筒状结构中部内部。
[0006]优选地，所述便携传感器夹具既可激发应力波信号，又可接收应力波信号，压电陶瓷传感器激发应力波，由夹持部件传递至适配钢筋，再由接收信号夹具上的压电陶瓷传感器接受应力波，通过波形变化分析损伤的发生。
[0007]优选地，所述正多边形的每条边上粘贴压电陶瓷传感器后，多个压电陶瓷传感器围成的外侧周长小于所述筒状结构的外侧周长，在适配钢筋实际工作时用于保护压电陶瓷传感器免受损伤。
[0008]优选地，所述压电陶瓷晶体传感器利用含银环氧树脂粘贴在所述正多边形的每条边上。
[0009]优选地，所述筒状结构的上下两端有倒角，使夹具形状更加圆润，用以增加传输信号;倒角度数与信号接受强度有关。该角度可以根据需要进行设计，比如倒角为45°。
[0010]优选地，所述筒状结构的中部截面形状为正八边形，配合八片压电陶瓷传感器;八片压电陶瓷传感器直接贴在正八边形每条边上，且位于筒状结构中部内部。
[0011]优选地，所述夹持部件敲入适配钢筋，同时使用金属粘合剂涂抹在夹持部件与适配钢筋的接触部分，以增加夹持部件与适配钢筋间的耦合程度，同时缓解适配钢筋工作时受拉薄弱部分。
[0012]优选地，所述夹持部件成对使用，拼合在一起形成中通的圆柱体筒状结构，用以配合打磨后的适配钢筋。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0014]I)本发明所述夹具尺寸较小，与配合的压电陶瓷传感器尺寸有关，可批量生产，拥有较高操作性；
[0015]2)本发明所述夹具可以保证钢筋完整性，又可保证信号传输质量；
[0016]3)本发明所述夹具可方便安装在适配钢筋上，减轻现场制作负担；
[0017]4)本发明所述夹具适配钢筋现场制作工艺简单，很好保证智能钢筋制作质量。
【附图说明】
[0018]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0019]图1为本发明一实施例中夹持部件的结构示意图；
[0020]图2为本发明一实施例中一对夹持部件拼合的结构示意图；
[0021 ]图3为本发明一实施例中夹具与适配钢筋组装的结构示意图；
[0022]图4为本发明一实施例实验结果图；
[0023]图中:夹持部件1、2，压电陶瓷传感器3，含银环氧树脂4，适配钢筋5。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0025]如图1-2所示，一种应用于智能钢筋的便携传感器夹具，包括夹持部件1、夹持部件
2、压电陶瓷晶体传感器3、含银环氧树脂4，其中:夹持部件1、夹持部件2拼接在一起形成中通的筒状结构，筒状结构的中通部分为圆柱形状，用于完全贴合适配钢筋5;筒状结构的中部截面为正八边形，配合八片压电陶瓷传感器3;压电陶瓷传感器3利用含银环氧树脂4粘贴在夹持部件1、夹持部件2的内部。当然，在其他实施例中，筒状结构的中部截面也可以是其他正多边形，配合的压电陶瓷传感器3个数与正多边形边数相同，传感器个数会影响接收信号强度，压电陶瓷传感器3直接贴在正多边形每条边上，且位于筒状结构中部内部。
[0026]所述夹持部件I与夹持部件2敲入适配钢筋5中，夹持部件1、夹持部件2与适配钢筋5的接触面使用AB胶等金属粘结剂，以增加夹具与适配钢筋间的耦合程度，同时缓解适配钢筋工作时受拉