一种用于钢筋混凝土的传感器装置及传感器布设方法与流程

本发明涉及信号测量领域，具体涉及一种用于钢筋混凝土的传感器装置及传感器布设方法。

背景技术：

测量钢筋混凝土中的压力、变形和温度等对于评估混凝土在遭受打击时的生存能力具有重要意义，可通过预置传感器或在混凝土硬化后安装传感器对钢筋混凝土中的压力或变形进行测量。但钢筋混凝土在浇筑过程中需要进行搅拌和夯实，会破坏预置的传感器，且无法确定搅拌和夯实后传感器的位置；而在混凝土硬化后安装传感器，则需要对钢筋混凝土进行一定程度的破坏，特别是对于大体量钢筋混凝土，这种破坏尤为可观。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有测量方法中传感器生存率低、难以确定位置以及钢筋混凝土遭到破坏的问题，提出一种用于钢筋混凝土的传感器装置及传感器布设方法，在不影响传感器功能和钢筋混凝土性能的前提下，达到测量钢筋混凝土中压力、变形和温度的目的。

本发明方案是：

一种用于钢筋混凝土的传感器装置，包括模具盒和至少一个传感器；所述模具盒为一面开口的模具盒，其侧面设置有传感器输出线孔，所述传感器设置在模具盒内，模具盒内传感器周围填充混凝土，装填于模具盒内的混凝土与待测钢筋混凝土采用相同标号；所述模具盒内设置有保护套筋，所述保护套的一端设置在传感器上，另一端延伸至传感器输出线孔外，传感器的信号输出线设置在保护套内。

进一步地，所述模具盒为长方体，长、宽、高尺寸均为传感器外包络尺寸长、宽、高的1.5～10倍，此种尺寸设置使传感器能够方便的放入模具盒，且保证模具盒具有较小的体积。

进一步地，设置在模具盒外的传感器信号输出线沿着钢筋下表面固定布设，对信号输出线进行保护。

进一步地，所述传感器设置在模具盒1/3高度处，保证传感器充分被混凝土覆盖，保证传感器充分被混凝土覆盖。

同时本发明还提供一种用于钢筋混凝土的传感器布设方法，包括以下步骤：

1)传感器封装；

1.1)制作模具盒；

1.2)在模具盒内装填部分搅拌好的混凝土；

1.3)将传感器放置在模具盒中；

1.4)在模具盒内装满混凝土；

1.5)待混凝土硬化；

2)将封装后的传感器固定；

3)传感器的信号输出线布设。

进一步地，所述模具盒长、宽、高尺寸均为传感器外包络尺寸长、宽、高的1.5～10倍，且一面开口，用于装填混凝土，一面开孔，用于引出信号输出线。

进一步地，装填于模具盒内的混凝土为与待测钢筋混凝土相同标号的混凝土。

进一步地，步骤2)具体为将封装好、硬化后的传感器根据测试测量需求固定至钢筋节点上。

进一步地，步骤3)具体为将传感器的信号传输线沿着钢筋下表面布设，并进行固定。

进一步地，步骤1.2)中在模具盒内装填1/3搅拌好的混凝土。

本发明的显著效果是：

1.本发明将传感器设置在模具盒内通过混凝土封装，避免了钢筋混凝土在浇筑过程中需要进行搅拌和夯实，会破坏预置的传感器问题。

2.本发明通过利用同标号水泥对传感器进行封装，能有效避免搅拌和夯实过程中传感器的损坏。

3.本发明将传感器固定至钢筋上，能够避免由于搅拌导致的位置移动；将信号线沿钢筋下表面布设，能避免搅拌和夯实过程中信号线的破损，能有效测得钢筋混凝土中的压力、变形等，为评估钢筋混凝土3在遭受打击时的生存能力提供依据。

附图说明

图1为本发明用于钢筋混凝土的传感器装置结构图，

图2为本发明模具盒结构图；

图3为本发明在模具盒内装填部分混凝土示意图；

图4为本发明将传感器放入模具盒内示意图。

附图标记：1-模具盒，2-传感器输出线孔，3-混凝土，4-传感器，5-信号输出线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，用于钢筋混凝土的传感器装置包括模具盒1和一个传感器4；模具盒1为一面开口的模具盒，其侧面设置有传感器输出线孔2，传感器4设置在模具盒1内，模具盒1内传感器4周围填充混凝土3，装填于模具盒1内的混凝土3与待测钢筋混凝土3采用相同标号；模具盒1内设置有保护套6，保护套6的一端固定设置在传感器上，另一端延伸至传感器输出线孔2外，传感器4的信号输出线5设置在保护套6内，模具盒1为长方体，长、宽、高尺寸均为全部传感器4外包络尺寸长、宽、高的1.5～10倍，此种尺寸设置使传感器4能够方便的放入模具盒1，且保证模具盒1具有较小的体积。设置在模具盒1外的信号输出线5沿着钢筋下表面固定布设，对信号输出线5进行保护。传感器4设置在模具盒1高度1/3处，保证传感器4充分被混凝土3覆盖。

同时，本发明还提供一种用于钢筋混凝土的传感器布设方法，包括以下步骤：

步骤一：首先制作长、宽、高均为传感器4外包络长、宽、高1.5～10倍、且一面开口、一面开孔的模具盒1；然后在模具盒1内装填部分搅拌好的、与待测钢筋混凝土3相同标号的混凝土；然后将传感器4放置在模具盒1中，在模具盒1内装满混凝土3；最后将封装好的传感器4静止放置并按国家相关标准进行养护，待混凝土3硬化。

步骤二：根据测试测量需求确定测点位置，找到与该测点位置最接近的钢筋节点，将封装好、硬化后的传感器4固定至该钢筋节点上。

步骤三：将传感器4的信号线沿着钢筋下表面布设，并进行固定。

实施例

本发明用于钢筋混凝土的传感器布设方法步骤为：

步骤一：压力传感器外包络的尺寸为12mm×12mm×15mm，据此制作尺寸为30mm×60mm×90mm的模具盒，形状如图2所示；在模具盒内装入1/3搅拌好的C40混凝土，如图3所示；然后将传感器放置在模具盒中间，如图4所示；再将模具盒装满混凝土，如图1所示；最后将封装好的传感器静止放置并按国家相关标准进行养护，待混凝土硬化。

步骤二：希望测量遭受剧烈撞击的5m×5m×5m的钢筋混凝土中心的压力。混凝土制作过程中，在钢筋捆扎完毕、安装到位后，确定混凝土中心，选取距离中心最近的钢筋节点，将封装好的传感器用铁丝固定在该钢筋节点上。

步骤三：连接传感器信号传输线，将信号传输线沿着钢筋下表面水平布设，每隔50cm用铁丝将信号传输线固定在钢筋上。

本发明该方法能有效避免搅拌和夯实过程中传感器的损坏和位置移动，能有效测得钢筋混凝土中的压力、变形等，为评估钢筋混凝土在遭受打击时的生存能力提供依据。