混凝土結構埋入式傳感器制造技術

本實用新型專利技術提供了一種混凝土結構埋入式傳感器，屬于傳感器技術領域。它解決了現有的傳感器穩定性差、使用壽命短的問題。本混凝土結構埋入式傳感器包括保護層，在保護層中部形成有容納腔；緩沖劑，填充于容納腔內；集成電路板，設置于容納腔內；充電電源，設置于容納腔內且與集成電路板電連接；若干感應組件，設置于容納腔內且均勻分布于集成電路板外邊緣。本實用新型專利技術具有穩定性好、使用壽命長的優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于傳感器
，特別涉及一種混凝土結構埋入式傳感器。
技術介紹
混凝土是土木工程中用途最廣、用量最大的一種建筑材料，在現代建筑中基本離不開混凝土。混凝土可以根據不同的性質進行很多種的分類，雖然其作為一種耐久性材料，但其本質是一種非均勻的多孔材料，在二氧化碳、水、氯離子、硫酸鹽等介質的侵蝕作用下，及不可避免的外來因素的影響，混凝土會加速破壞，使用壽命縮短。最顯著的表現為強度降低、形變、斷裂、風化、堿-硅酸反應等等?；炷两Y構在使用過程中由于受環境荷載作用，疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響，結構將不可避免地產生損傷積累、抗力衰減，甚至導致突發事故。為了有效地避免突發事故的發生，延長結構的使用壽命，必須對此類結構進行實時的“健康”監測，并及時進行修復。為了檢測混凝土結構內部是否發生變化，通常在混凝土中埋入傳感器，埋入式傳感器在材質上需要與混凝土具有較為接近的熱膨脹系數，以減小溫度應力的影響。二者還應具有良好的粘結，以保證協調變形、共同工作。此外，傳感器的尺寸也應當有所限制，不應對傳感器周圍混凝土的物理性能和連續性產生太大的影響。因此，埋入式傳感器的應用受到了很大限制。埋入式傳感器應用受限的另一個重要原因是其使用壽命問題。混凝土結構的使用壽命一般為50年甚至上百年，而目前埋入式傳感器的穩定性和
可靠性一般僅能維持15年左右，且埋入式傳感器由于被埋入在結構內部難以直接進行替換。因此，在傳感器老化后難以對結構繼續監測。對于混凝土結構埋入式傳感器來說，耐久性不足已成為限制其在混凝土結構監測中進一步應用的瓶頸問題，亟待解決。專利技術內容本技術的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種穩定性好、使用壽命長的混凝土結構埋入式傳感器。本技術的目的可通過下列技術方案來實現：一種混凝土結構埋入式傳感器，其特征在于，包括保護層，在保護層中部形成有容納腔；緩沖劑，填充于容納腔內；集成電路板，設置于容納腔內；充電電源，設置于容納腔內且與集成電路板電連接；若干感應組件，設置于容納腔內且均勻分布于集成電路板外邊緣。在上述的混凝土結構埋入式傳感器中，感應組件包括壓電觸角和徑向設于集成電路板上的磁感線圈，壓電觸角一端抵靠在容納腔內壁上，另一端抵靠與磁感線圈相連。在上述的混凝土結構埋入式傳感器中，所述保護層由混凝土耦合劑形成。在上述的混凝土結構埋入式傳感器中，在集成電路板上設有陀螺儀。在上述的混凝土結構埋入式傳感器中，本傳感器還包括溫濕度傳感器，溫濕度傳感器一端設于集成電路板上，另一端抵靠在容納腔內壁上。與現有技術相比，本技術外部采用混凝土耦合劑包裹形成保護層，其性能與混凝土相近，以適應施工過程的粗放性，保
證傳感器主體正常運作；傳感器主體結構從內而外主要由陀螺儀、內部集成電路、磁感線圈及壓電觸角、充電電源、溫濕度傳感器、緩沖劑、混凝土耦合劑組成，能很好的適應施工過程帶來的粗放性且不受使用影響。另外本項目傳感器采用長效充電電池，延長了傳感器的使用壽命，使其耐久性得到大幅提高，且比傳統傳感器的性能更加穩定，解決了應用過程中的耐久性問題。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖。圖中，1、保護層；2、緩沖劑；3、壓電觸角；4、磁感線圈；5、溫濕度傳感器；6、充電電源；7、集成電路板；8、陀螺儀。具體實施方式以下是本技術的具體實施例并結合附圖，對本技術的技術方案作進一步的描述，但本技術并不限于這些實施例。如圖1所示，本混凝土結構埋入式傳感器包括保護層1，在保護層1中部形成有容納腔；緩沖劑2，填充于容納腔內；集成電路板7，設置于容納腔內；充電電源6，設置于容納腔內且與集成電路板7電連接；多個感應組件，設置于容納腔內且均勻分布于集成電路板7外邊緣。通過將傳感器主要傳感部件設置于保護層1內，從而使得在講本傳感器埋入于混凝土中時，混凝土不會從保護層1內的傳感部件造成損壞，緩沖劑2不僅起到穩固傳感部件在保護層1內的位置，而且在混凝土澆筑時所產生的作用力傳遞至保護層1上，緩沖劑2起到緩沖作用，避免傳感部件受到強烈沖擊造成損壞，充電電源6采用長效充電電池，從而延長了傳感器的使用壽命，使其耐久性得到大幅提高，且比傳統傳感器的性能更加穩定，解決了應用過程中的耐久性問題。進一步的，感應組件包括壓電觸角3和徑向設于集成電路板7上的磁感線圈4，壓電觸角3一端抵靠在容納腔內壁上，另一端抵靠與磁感線圈4相連。通過磁感實現現澆混凝土凝固時間點監測，取代經驗值及常規檢測手段，提前預知混凝土的強度走向，從而縮短工期及安全施工。進一步的，保護層1由混凝土耦合劑形成?；炷榴詈蟿┬阅芘c混凝土相近，以適應施工過程的粗放性，保證傳感器主體正常運作。進一步的，在集成電路板7上設有陀螺儀8。由于混凝土產生裂痕或內部挫傷，導致裂痕內充滿空氣或水分，以及由于挫裂導致位置變化，從而傳感器測得的周圍材料的介電常數變化，從而在數據篩選及優化處理后的終端設備中讀取到混凝土的現實狀態，當數據值超過設定的安全范圍時，將會得到警示。在混凝土結構整體發生形變時，例如房屋局部沉降，陀螺儀8將會超過預設的修正值，在形變范圍達到一定程度時，同樣在終端設備上會得到警示，通過陀螺儀8可以實時監測混凝土主梁及附屬結構的內部變化及整體結構的健康狀態。進一步的，本傳感器還包括溫濕度傳感器5，溫濕度傳感器5一端設于集成電路板7上，另一端抵靠在容納腔內壁上。使用溫濕度傳感器5，結合溫濕度調節裝置，如空調，地暖，濕度控制器等等，在傳感器監測到溫濕度數值低于預設范圍，通過終端設備反饋至溫濕度裝置，從而能夠形成自我調節的智能體系，可以廣泛應用到居民住宅，辦公大樓，公路等等，形成初級智能體。本傳感器外部采用混凝土耦合劑包裹形成保護層1，其性能與混凝土相近，以適應施工過程的粗放性，保證傳感器主體正常運作；傳感器主體結構從內而外主要由陀螺儀8、內部集成電路、磁感線圈4及壓電觸角3、充電電源6、溫濕度傳感器5、緩沖劑2、混凝土耦合劑組成，能很好的適應施工過程帶來的粗放性且不
受使用影響。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本技術精神作舉例說明。本技術所屬
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本技術的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土結構埋入式傳感器，其特征在于，包括保護層，在保護層中部形成有容納腔；緩沖劑，填充于容納腔內；集成電路板，設置于容納腔內；充電電源，設置于容納腔內且與集成電路板電連接；若干感應組件，設置于容納腔內且均勻分布于集成電路板外邊緣。

【技術特征摘要】
1.一種混凝土結構埋入式傳感器，其特征在于，包括保護層，在保護層中部形成有容納腔；緩沖劑，填充于容納腔內；集成電路板，設置于容納腔內；充電電源，設置于容納腔內且與集成電路板電連接；若干感應組件，設置于容納腔內且均勻分布于集成電路板外邊緣。2.根據權利要求1所述的混凝土結構埋入式傳感器，其特征在于，感應組件包括壓電觸角和徑向設于集成電路板上的磁感線圈，壓電觸角一端抵靠在容...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程旭東，
申請(專利權)人：程旭東，
類型：新型
國別省市：浙江;33