混凝土结构埋入式传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种混凝土结构埋入式传感器，属于传感器技术领域。它解决了现有的传感器稳定性差、使用寿命短的问题。本混凝土结构埋入式传感器包括保护层，在保护层中部形成有容纳腔；缓冲剂，填充于容纳腔内；集成电路板，设置于容纳腔内；充电电源，设置于容纳腔内且与集成电路板电连接；若干感应组件，设置于容纳腔内且均匀分布于集成电路板外边缘。本实用新型具有稳定性好、使用寿命长的优点。
【专利说明】
混凝土结构埋入式传感器
技术领域
[0001]本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种混凝土结构埋入式传感器。
【背景技术】
[0002]混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料，在现代建筑中基本离不开混凝土。混凝土可以根据不同的性质进行很多种的分类，虽然其作为一种耐久性材料，但其本质是一种非均匀的多孔材料，在二氧化碳、水、氯离子、硫酸盐等介质的侵蚀作用下，及不可避免的外来因素的影响，混凝土会加速破坏，使用寿命缩短。最显著的表现为强度降低、形变、断裂、风化、碱-硅酸反应等等。
[0003]混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用，疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。为了有效地避免突发事故的发生，延长结构的使用寿命，必须对此类结构进行实时的“健康”监测，并及时进行修复。
[0004]为了检测混凝土结构内部是否发生变化，通常在混凝土中埋入传感器，埋入式传感器在材质上需要与混凝土具有较为接近的热膨胀系数，以减小温度应力的影响。二者还应具有良好的粘结，以保证协调变形、共同工作。此外，传感器的尺寸也应当有所限制，不应对传感器周围混凝土的物理性能和连续性产生太大的影响。因此，埋入式传感器的应用受到了很大限制。埋入式传感器应用受限的另一个重要原因是其使用寿命问题。混凝土结构的使用寿命一般为50年甚至上百年，而目前埋入式传感器的稳定性和可靠性一般仅能维持15年左右，且埋入式传感器由于被埋入在结构内部难以直接进行替换。因此，在传感器老化后难以对结构继续监测。对于混凝土结构埋入式传感器来说，耐久性不足已成为限制其在混凝土结构监测中进一步应用的瓶颈问题，亟待解决。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种稳定性好、使用寿命长的混凝土结构埋入式传感器。
[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，包括
[0007]保护层，在保护层中部形成有容纳腔；
[0008]缓冲剂，填充于容纳腔内；
[0009]集成电路板，设置于容纳腔内；
[0010]充电电源，设置于容纳腔内且与集成电路板电连接；
[0011]若干感应组件，设置于容纳腔内且均匀分布于集成电路板外边缘。
[0012]在上述的混凝土结构埋入式传感器中，感应组件包括压电触角和径向设于集成电路板上的磁感线圈，压电触角一端抵靠在容纳腔内壁上，另一端抵靠与磁感线圈相连。
[0013]在上述的混凝土结构埋入式传感器中，所述保护层由混凝土耦合剂形成。
[0014]在上述的混凝土结构埋入式传感器中，在集成电路板上设有陀螺仪。
[0015]在上述的混凝土结构埋入式传感器中，本传感器还包括温湿度传感器，温湿度传感器一端设于集成电路板上，另一端抵靠在容纳腔内壁上。
[0016]与现有技术相比，本实用新型外部采用混凝土耦合剂包裹形成保护层，其性能与混凝土相近，以适应施工过程的粗放性，保证传感器主体正常运作;传感器主体结构从内而外主要由陀螺仪、内部集成电路、磁感线圈及压电触角、充电电源、温湿度传感器、缓冲剂、混凝土耦合剂组成，能很好的适应施工过程带来的粗放性且不受使用影响。另外本项目传感器采用长效充电电池，延长了传感器的使用寿命，使其耐久性得到大幅提高，且比传统传感器的性能更加稳定，解决了应用过程中的耐久性问题。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
[0018]图中，1、保护层;2、缓冲剂;3、压电触角；4、磁感线圈；5、温湿度传感器;6、充电电源;7、集成电路板;8、陀螺仪。
【具体实施方式】
[0019]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0020]如图1所示，本混凝土结构埋入式传感器包括保护层I，在保护层I中部形成有容纳腔;缓冲剂2，填充于容纳腔内；集成电路板7，设置于容纳腔内；充电电源6，设置于容纳腔内且与集成电路板7电连接;多个感应组件，设置于容纳腔内且均匀分布于集成电路板7外边缘。
[0021]通过将传感器主要传感部件设置于保护层I内，从而使得在讲本传感器埋入于混凝土中时，混凝土不会从保护层I内的传感部件造成损坏，缓冲剂2不仅起到稳固传感部件在保护层I内的位置，而且在混凝土浇筑时所产生的作用力传递至保护层I上，缓冲剂2起到缓冲作用，避免传感部件受到强烈冲击造成损坏，充电电源6采用长效充电电池，从而延长了传感器的使用寿命，使其耐久性得到大幅提高，且比传统传感器的性能更加稳定，解决了应用过程中的耐久性问题。
[0022]进一步的，感应组件包括压电触角3和径向设于集成电路板7上的磁感线圈4，压电触角3—端抵靠在容纳腔内壁上，另一端抵靠与磁感线圈4相连。通过磁感实现现浇混凝土凝固时间点监测，取代经验值及常规检测手段，提前预知混凝土的强度走向，从而缩短工期及安全施工。
[0023]进一步的，保护层I由混凝土耦合剂形成。混凝土耦合剂性能与混凝土相近，以适应施工过程的粗放性，保证传感器主体正常运作。
[0024]进一步的，在集成电路板7上设有陀螺仪8。由于混凝土产生裂痕或内部挫伤，导致裂痕内充满空气或水分，以及由于挫裂导致位置变化，从而传感器测得的周围材料的介电常数变化，从而在数据筛选及优化处理后的终端设备中读取到混凝土的现实状态，当数据值超过设定的安全范围时，将会得到警示。在混凝土结构整体发生形变时，例如房屋局部沉降，陀螺仪8将会超过预设的修正值，在形变范围达到一定程度时，同样在终端设备上会得到警示，通过陀螺仪8可以实时监测混凝土主梁及附属结构的内部变化及整体结构的健康状态。
[0025]进一步的，本传感器还包括温湿度传感器5，温湿度传感器5—端设于集成电路板7上，另一端抵靠在容纳腔内壁上。使用温湿度传感器5，结合温湿度调节装置，如空调，地暖，湿度控制器等等，在传感器监测到温湿度数值低于预设范围，通过终端设备反馈至温湿度装置，从而能够形成自我调节的智能体系，可以广泛应用到居民住宅，办公大楼，公路等等，形成初级智能体。
[0026]本传感器外部采用混凝土耦合剂包裹形成保护层I，其性能与混凝土相近，以适应施工过程的粗放性，保证传感器主体正常运作；传感器主体结构从内而外主要由陀螺仪8、内部集成电路、磁感线圈4及压电触角3、充电电源6、温湿度传感器5、缓冲剂2、混凝土耦合剂组成，能很好的适应施工过程带来的粗放性且不受使用影响。
[0027]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，包括 保护层，在保护层中部形成有容纳腔； 缓冲剂，填充于容纳腔内； 集成电路板，设置于容纳腔内； 充电电源，设置于容纳腔内且与集成电路板电连接； 若干感应组件，设置于容纳腔内且均匀分布于集成电路板外边缘。2.根据权利要求1所述的混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，感应组件包括压电触角和径向设于集成电路板上的磁感线圈，压电触角一端抵靠在容纳腔内壁上，另一端抵靠与磁感线圈相连。3.根据权利要求1或2所述的混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，所述保护层由混凝土親合剂形成。4.根据权利要求1或2所述的混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，在集成电路板上设有陀螺仪。5.根据权利要求1或2所述的混凝土结构埋入式传感器，其特征在于，本传感器还包括温湿度传感器，温湿度传感器一端设于集成电路板上，另一端抵靠在容纳腔内壁上。
【文档编号】G01D21/02GK205537774SQ201620338325
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】程旭东
【申请人】程旭东