所述螺丝设置在所述支架的顶端，且穿过被PC管包裹的固定杆，固定杆绑扎在混凝土钢筋上，其作用是调整固定杆与支架的距离，即确定梯形装置的角度，使每层的宏电池组离混凝土表面有合适的距离，所述固定杆包裹在一 PC管内，其作用是切断固定杆与周围混凝土中钢筋之间的导电性。
[0048]所述PC管的作用是使固定杆与钢筋间绝缘。
[0049]本实用新型还提供了一种混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，它包括由宏电流传感器、温度传感器、湿度传感器、PH传感器和固定基座组成的多元传感器，数据采集单元，无线通信模块和电脑终端。其特征在于:所述宏电流传感器是由宏电池组、导线、U型不锈钢槽支架、螺丝和固定杆组成的梯形框架结构，其中单阳极、单阴极和热收缩管交替连接组成了宏电池组，宏电池组与支架之间设置热收缩管，支架的侧槽内填充环氧树脂，螺丝设置在支架的顶端，并穿过固定杆；温度传感器设置在一个支架的侧槽内，引出导线；湿度传感器设置在PVC管内，引出导线；pH传感器设置在PVC管内，引出导线；多元传感器与数据采集单元通过航空插头连接；固定基座由一个不锈钢钢圈和多个不锈钢支架组成，用于定位湿度传感器和pH传感器。
[0050]以下采用实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0051]如图1所示，混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，包括多元传感器、数据采集单元、无线通信模块和电脑终端。
[0052]如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，多元传感器由一个温度传感器10、四个PH传感器19、四个湿度传感器12、固定基座和一个宏电流传感器(图2)组成；其中宏电流传感器是由四层宏电池组、导线8、两个U型不锈钢槽支架9、螺丝4和固定杆5组成的梯形框架结构，用于获取钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度及相邻宏电池组间的混凝土电阻；每层宏电池组由四个单阳极1、四个单阴极3和七个热收缩管2交替连接组成，单阳极I为外径14mm，壁厚2mm的钢管，单阴极3为外径14mm，壁厚2mm的钛钼合金管，宏电池组与支架连接处设有热收缩管6，热收缩管起到绝缘和避免发生缝隙腐蚀的作用；每个单阳极I和单阴极3均与一根导线8相连接，即每层结构内包括八根导线8，共有三十二根导线8，这些导线伸出到传感器外部时合成一根电缆线束11;温度传感器10是PT1000型温度传感器，设置在不锈钢槽支架9内部，位于支架9中间位置，并引出导线7，其作用是监测混凝土内部的温度;支架9内部填充环氧树脂，其作用是固定每层宏电池组的单阳极1、单阴极3、温度传感器10、导线7、导线8、热收缩管2和热收缩管6 ;每层宏电池组设有四组单阳极I和单阴极3，起到互为对比的作用，并提高监测的准确性。螺丝4设置在支架9的顶端，并穿过固定杆5，固定杆5绑扎在混凝土钢筋上，其作用是调整固定杆5与支架9的距离，即确定梯形装置的角度，使每层的宏电池组离混凝土表面有合适的距离，同时在固定杆5上设置PC管切断固定杆5与混凝土中的钢筋之间导电性，从而使整个传感器处于独立工作状态。
[0053]湿度传感器12的封装如图4所示。湿度传感器12完全放置在PVC管16内部，引出导线18，传感器探头13所在的PVC管一端用透水透气的布14封住且两者的间距控制在
内，中间部位设置一个O型橡胶密封圈15，密封圈15至PVC管另一端的空隙用环氧树脂17密封，使湿度传感器12与PVC管16固定在一起，其作用是防止泥浆进入PVC管16内部并保证管内管外具有相同的湿度。
[0054]pH传感器19的封装如图5所示。pH传感器19放置在PVC管22内部，引出导线23，传感器探头20与PVC管一端齐平并设置一个O型橡胶密封圈21，其作用是保证传感器探头20会与外界混凝土接触，密封圈21至PVC管另一端的空隙用环氧树脂密封使pH传感器与PVC管22固定在一起。
[0055]导线7、电缆线束11、导线18和导线23连接自由端航空插头，采集单元连接固定航空插头，即多元传感器与数据采集单元通过航空插头连接，便于工程技术人员安装连接。
[0056]固定基座如图6和图7所示。固定基座由不锈钢钢圈24和不锈钢支架25组成，固定基座绑扎在混凝土中的钢筋上。其中不锈钢钢圈24是由直径为8mm的不锈钢钢筋制作成的直径为300mm的圆环，在不锈钢钢圈24上侧均匀设置八个不锈钢支架25，不锈钢支架25是直径为8mm的短钢筋，其长度可根据实际工程中的混凝土保护层厚度设置。四个湿度传感器12和四个pH传感器19分别绑扎在八个钢筋支架25上，使之分别固定在四个不同的高度层处，这四个不同的高度层分别与宏电池传感器的四层宏电池组齐平。
[0057]本实用新型混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，在工程绑扎好钢筋后，将宏电池传感器和固定基座绑扎在钢筋上，两者的距离控制在100mm-300mm间；通过调节螺丝4调整宏电池传感器的倾斜度，使其最上端的宏电池组距离混凝土表面5mm-10mm，然后将螺丝4固定在最终的位置处，以防在浇筑混凝土时传感器发生移动。将四个湿度传感器12和四个pH传感器19分别绑扎在固定基座的八个不锈钢支架25上，使之分别与宏电池传感器的四层宏电池组位置齐平。浇筑混凝土时，与导线7、电缆线束11、导线18和导线23连接的自由端航空插头需留在外面，在混凝土硬化后，将上述自由端航空插头与数据采集单元端的固定航空插头插合，用于获取监测到的耐久性参数。然后将数据采集单元与通信模块连接。通信模块为无线通信模块，包括无线透明数据传输系统，其内部设置SIM卡，采用GPRS通信方式进行通信，用于实时远程传输采集到的数据。监控室内的电脑终端用于接收、显示和储存所采集的数据，便于技术人员查看和分析数据。
[0058]所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本实用新型新产品属于保留的权利。
[0059]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，其特征在于:包括用于检测混凝土结构内部多种耐久性参数的多元传感器；所述多元传感器输出端相连接的用于采集混凝土结构上的所述耐久性参数的数据采集部件；与所述数据采集部件输出端相连接的用于远距离传输所采集到的所述耐久性参数的通信部件；与所述通信部件相连接的用于接收、显示和存储采集到的数据的电脑终端。
2.如权利要求1所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述多元传感器包括温度传感器、pH传感器、湿度传感器、宏电流传感器。
3.如权利要求2所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述多元复合无线监测系统还包括用于定位和保护湿度传感器及pH传感器的PVC管和固定基座。
4.如权利要求3所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述湿度传感器完全放置在PVC管内部，管两端用透水透气的布、O型橡胶密封圈和环氧树脂密封；所述pH传感器放置在PVC管内部，管两端用O型橡胶密封圈和环氧树脂密封。
5.如权利要求4所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述固定基座是由一个不锈钢钢圈和多个不锈钢支架组成的结构，支架均匀设置在钢圈上侧，其作用是把PVC管和传感器固定在不同的高度处。
6.如权利要求5所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述宏电流传感器是基于宏电流技术设计而成的，其由四层宏电池组、导线、两个支架、螺丝和固定杆组成的梯形框架结构，用于获取钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度及相邻宏电池组间的混凝土电阻。
7.如权利要求6所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述宏电池组包括由四组单阳极、单阴极和热收缩管组成的结构；所述单阳极为外径14_，壁厚2_的钢管，并与所述导线的一端连接；所述单阴极为外径14mm，壁厚2mm的钛铂合金管，并与所述导线的一端连接；所述单阳极、单阴极和热收缩管交替连接。
8.如权利要求7所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述支架的不锈钢U型槽内部设置环氧树脂，其作用是固定每层宏电池组、热收缩管、导线和温度传感器。
9.如权利要求1至8任一项所述的多元复合无线监测系统，其特征在于:所述多元传感器与所述数据采集部件间的连接方式采用航空插头连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种混凝土结构耐久性多元复合无线监测系统，其包括用于检测混凝土结构内部多种耐久性参数的多元传感器；所述多元传感器输出端相连接的用于采集混凝土结构上的所述耐久性参数的数据采集部件；与所述数据采集部件输出端相连接的用于远距离传输所采集到的所述耐久性参数的通信部件；与所述通信部件相连接的用于接收、显示和存储采集到的数据的电脑终端。该系统可以实时无线监测混凝土内部温度、湿度、pH值以及钢筋的锈蚀状态等诸多耐久性参数，对混凝土结构过早劣化提出预警，能够实时准确了解混凝土内部状态，对结构构件进行评估诊断，确保混凝土结构的安全运营。
【IPC分类】G08C17-02, G01N33-38, G01D21-02
【公开号】CN204479094
【申请号】CN201420402660
【发明人】王鹏刚, 赵铁军, 毕忠华, 管廷, 陆文攀
【申请人】青岛理工大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年7月21日