[发明专利]能感知自身电阻变化的窨井盖

说明书

技术领域

本发明涉及一种窨井盖，具体是一种能感知自身电阻变化的窨井盖。其自身可感知破坏程度的窨井盖。

背景技术

窨井被广泛应用于城市道路、天然气管道、化工基地检查井、电力、电信设施井等，但窨井盖的失窃和损坏已成为社会的安全问题，每年都有多起由于井盖失窃和破坏而引起的人身伤亡事故和重大交通事故，给社会造成了不可估量的损失，各地行政主管部门也为之做出努力。究其原因，主要在于传统铸铁井盖易破损、有再回收利用价值，是众多“破烂王”的垂涎三尺之物。复合材料和混凝土窨井盖易被汽车压烂，由于管理人员不能及时更换而造成的人身伤害和社会纠纷近年来一直呈上升趋势，给城市管理带来了极大地麻烦。

发明内容

为了提高城市管理水平，本发明提供一种能感知自身电阻变化的窨井盖，通过测量窨井盖电阻的变化，可以知道窨井盖的破坏情况，便于及时更换。

本发明是以如下技术方案实现的：一种能感知自身电阻变化的窨井盖，包括窨井盖基体，在窨井盖基体中埋有两块电极，电极上固接有用于连接外部设备的伸出窨井盖基体外的导线；所述的窨井盖基体是由下述体积比的原料加水混合后倒入模具养护制成：

钢渣： 30～40％

水泥： 10～15％

粉煤灰：20～25％

石子： 20～35％

钢纤维：1.5～2％

硅粉： 6％～12％；

其中还必须满足钢渣与水泥+粉煤灰的体积百分比为1∶1。

所述钢渣的细度模数为2-3。

上述原料中，钢渣含有较高的金属铁及其氧化物，FeO的含量一般在20％以上，FeO在常温下的电阻率为5×10-2Ω·cm，同时钢渣具有较高的强度，钢渣的作用是一方面作为混凝土的骨料，增加窨井盖的强度，另一方面是提高窨井盖的导电性，使窨井盖成一弱导电体。水泥和粉煤灰作胶凝材料。例如当窨井盖发生断裂时，两个电极间的电阻发生变化，通过测试混凝土窨井盖导电性能的变化，对窨井盖内部的应力、应变状况以及疲劳、损伤程度进行监测。

本发明的有益效果是，结构简单，制作和使用都很方便。可以通过在线实时测量，组成一个大的窨井盖物联网，结合数字城管的建设，对城市窨井盖进行实时监控和补充维修，防止事故发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明结构示意图；

图2是电极结构图。

图中：1、窨井盖基体，2、电极，3、导线，4、小通孔。

具体实施方式

如图1和图2所示，能感知自身电阻变化的窨井盖，在窨井盖基体1中埋有两块电极2，电极2上固接有用于连接外部设备的伸出基体外的导线3；所述的基体1是由下述体积比的原料加水混合后倒入模具养护制成：

钢渣：35％

水泥：13％

粉煤灰：20％

石子：24％

钢纤维：2％

硅粉：6％；

其中钢渣与胶凝材料(水泥+粉煤灰)的体积百分比为1∶1(干比)。钢渣中含Fe025％。

电极2采用厚度为0.3～2mm的导电金属板制作，如薄铜板、不锈钢板、铝板等材料。在电极2上钻有多个小通孔4，小通孔的直径大于钢渣的最大粒径，确保电极两边的混凝土能相互连通。把连接导线3焊接在电极上，每个窨井盖安装两块电极，电极2的尺寸为：厚度0.3～2mm、长度50-70mm、宽度30-50mm。两电极间的距离400-600mm，电极的尺寸要小于窨井盖截面的尺寸，从而保证电极不会暴露在窨井盖外表面，使井盖在承受外力时不至于轻易在电极处出现裂纹，电极不要和井盖的加强筋相接触。

原理是：钢渣窨井盖在外部荷载作用下，其内部将发生两个相互作用的过程：

其一在外力作用下，试件内部变的愈加紧密，使得彼此相邻的钢渣颗粒增加了相互接触的机会，形成了新的导电网络，使得试件的电导率增大，即电阻率的降低；

其二是外加荷载引起试件内部发生破坏，产生裂缝，增加了钢渣的间隔势垒，使得已存在的导电网络产生破坏，引起试件电阻率的增大。在没有达到井盖的破坏载荷之前，外力撤除后，井盖的电阻率又恢复至没有受力时的状态，如井盖破坏，电阻率则无法恢复至没有受力时的状态，通过测量井盖电阻率的变化，就可以知道井盖的破坏情况，便于及时维护。