一种木结构建筑变形监测装置

本技术涉及建筑结构监测，特别涉及一种木结构建筑变形监测装置。

背景技术：

1、中国古建筑多以木结构为主,是文化遗产保护的重点内容，但受自然灾害或使用年限的影响常出现残损现象,由于保护不当建筑常发生歪闪变形,从而导致坍塌，根据以上情况,目前较多采用被动式的修缮或抢救性维护,但由于缺乏前期预防性保护,致使多数木结构古建筑错过最佳修缮和保护时期,导致状况不断恶化,最终发展为无法修缮或突然坍塌，这会造成古建筑自身文化的永久流逝,同时还危害人身安全。

2、因而,秉持预防性保护理念,探索木结构古建筑监测技术的设计至关重要且十分迫切，但对于古木建筑的健康监测，要尽量减少对木结构本身的伤害，现有的用于混凝土或钢结构上的监测装置，通常需要在木结构表面钻孔打眼进行安装，对木结构本身会造成破坏，且目前多为有线的监测方案，布线条件十分不友好。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种木结构建筑变形监测装置，不需要在木结构表面打孔就能安装使用，且在安装时还减少了线路的布置工作。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种木结构建筑变形监测装置，包括rfid传感芯片、柔性且可发生形变的基板，所述rfid传感芯片设置于所述基板内，所述rfid传感芯片包括贴片天线、设置于所述贴片天线一侧上端且与之电连的竖向感应单元、设置于所述贴片天线另一侧的下端且与之电连的横向感应单元，所述基板的下端设置有由柔性材料制成且下端开口的接地面板，所述接地面板的开口端设置有与之配合且可发生形变的挡片，所述挡片的下端设置有与所述rfid传感芯片电连的裂缝感应单元；

4、所述接地面板内壁的上端设置有固定圈，贯穿所述固定圈外壁一侧的左右两端均开设有第一滑孔，每一第一滑孔内均滑动连接有沿其长度方向滑动且均伸出对应第一滑孔的且均与所述接地面板内壁上端连接的第一电阻丝，贯穿所述固定圈外壁另一侧的左右两端均开设有第二滑孔，所述第二滑孔设置与于所述第一滑孔的下方，每一第二滑孔内均滑动连接有沿其长度方向滑动且均伸出对应第二滑孔且据与所述接地面板内壁上端连接的第二电阻丝；

5、两根所述第一电阻丝及两根所述第二电阻丝均呈对立反向设置，所述固定圈内于对应两个所述第一滑孔及对应两个所述第二滑孔同一轴线的位置之间均设置有与之连通的电阻圈，所述电阻圈、所述第一电阻丝及所述第二电阻丝均与所述rfid传感芯片电连。

6、通过采用上述技术方案，使用时，将接地面板朝向待测结构并安装固定，然后使用rfid阅读器读取该位置上rfid传感芯片的初始数值信息，当基板贴置部位出现裂缝时，挡片上的裂缝感应单元会对rfid传感芯片的测试谐振频率造成跳变影响，通过rfid阅读器读取rfid传感芯片谐振频率的突然跳变，可以得到裂缝出现有无的判断；

7、当结构产生纵向应变时，贴片天线纵向膨胀，竖向感应单元长度增大，竖向感应单元的谐振频率与竖向感应单元的长度成反比，因此缩小，同时接地面板带动第一电阻丝在对应的第一滑孔内滑动，并通过电阻圈监测出第一电阻丝的电阻变化并通过监测横向感应单元的谐振频率变化，可以得到纵向应变大小；

8、当结构产生横向应变时，贴片天线横向膨胀，横向感应单元长度增大，横向感应单元的谐振频率与横向感应单元的长度成反比，因此缩小，同时接地面板带动第二电阻丝在对应的第二滑孔内滑动，并通过电阻圈监测出第二电阻丝的电阻变化并通过监测横向感应单元的谐振频率变化，可以得到横向应变大小。

9、本实用新型的进一步设置为：所述竖向感应单元、所述横向感应单元及所述裂缝感应单元均由铜箔制成。

10、本实用新型的进一步设置为：所述固定圈内壁于对应两个所述第一滑孔及对应两个所述第二滑孔之间均设置有与之连通的绝缘套管，每一电阻圈均设置于对应绝缘套管内。

11、通过采用上述技术方案，防止第一电阻丝及第二电阻丝在滑动时塌落接触在一起影响其电阻值。

12、本实用新型的进一步设置为：所述接地面板内壁上端远离所述固定圈的位置设置有多个与所述第一电阻丝及所述第二电阻丝一一对应的固定块，每一第一电阻丝及每一第二电阻丝伸出对应第一滑孔及对应第二滑孔的一端均与对应固定块同一轴线高度的位置连接。

13、通过采用上述技术方案，可以让第一电阻丝及第二电阻丝在对对应的第一滑孔及第二滑孔内保持水平状态，减小对电阻值的影响。

14、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

15、其一、本实用新型不需要在木结构表面打孔就能安装使用，且在安装时还减少了线路的布置工作；

16、其二、本实用新型不仅可以监测建筑结构的变形就受力状态，还能监测该位置结构的湿度情况；

17、其三、本实用新型的第一电阻丝及第二电阻丝与电阻圈的配合相当于一个滑动变阻器，不仅可以配合横向感应单元及竖向感应单元提高监测结果的准确性，且工作时互不影响，即使有一方出现损坏，也不影响监测工作的正常进行。

技术特征：

1.一种木结构建筑变形监测装置，包括rfid传感芯片(11)、柔性且可发生形变的基板(1)，其特征在于：所述rfid传感芯片(11)设置于所述基板(1)内，所述rfid传感芯片(11)包括贴片天线(12)、设置于所述贴片天线(12)一侧上端且与之电连的竖向感应单元(13)、设置于所述贴片天线(12)另一侧的下端且与之电连的横向感应单元(14)，所述基板(1)的下端设置有由柔性材料制成且下端开口的接地面板(15)，所述接地面板(15)的开口端设置有与之配合且可发生形变的挡片(16)，所述挡片(16)的下端设置有与所述rfid传感芯片(11)电连的裂缝感应单元(17)；

2.根据权利要求1所述的一种木结构建筑变形监测装置，其特征在于：所述竖向感应单元(13)、所述横向感应单元(14)及所述裂缝感应单元(17)均由铜箔制成。

3.根据权利要求1所述的一种木结构建筑变形监测装置，其特征在于：所述固定圈(18)内壁于对应两个所述第一滑孔(19)及对应两个所述第二滑孔(21)之间均设置有与之连通的绝缘套管(24)，每一电阻圈(23)均设置于对应绝缘套管(24)内。

4.根据权利要求1所述的一种木结构建筑变形监测装置，其特征在于：所述接地面板(15)内壁上端远离所述固定圈(18)的位置设置有多个与所述第一电阻丝(2)及所述第二电阻丝(22)一一对应的固定块(25)，每一第一电阻丝(2)及每一第二电阻丝(22)伸出对应第一滑孔(19)及对应第二滑孔(21)的一端均与对应固定块(25)同一轴线高度的位置连接。

技术总结
本技术公开了一种木结构建筑变形监测装置，包括RFID传感芯片、柔性且可发生形变的基板，RFID传感芯片设置于基板内，基板的下端设置有下端开口的接地面板，接地面板的开口端设置有挡片，挡片的下端设置有裂缝感应单元，接地面板内壁的上端设置有固定圈，贯穿固定圈外壁一侧的左右两端均滑动连接有第一电阻丝，贯穿固定圈外壁另一侧的左右两端均滑动连接有第二电阻丝，两根第一电阻丝及两根第二电阻丝均呈对立反向设置，固定圈内设置有多个分别外套于对应第一电阻丝及对应第二电阻丝的电阻圈。本技术不需要在木结构表面打孔就能安装使用，且在安装时还减少了线路的布置工作。

技术研发人员：胡晨曦,徐瑞婕,张琪,冯荟蓉
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：20230425
技术公布日：2024/1/15