[发明专利]一种混凝土结构的工作应力监测装置和方法

权利要求书

1.一种混凝土结构的工作应力监测装置，其特征在于，所述装置包括：

信号发生器，用于产生电压信号；对第一压电骨料加载第一电压，所述第一电压恒定不变；

第一压电骨料，设置于混凝土结构中，与所述信号发生器连接，用于将所述信号发生器的电压信号转化为信号波，所述第一压电骨料中内置压电陶瓷片；

第二压电骨料，设置于混凝土结构中，用于接收经过混凝土结构变化后的波信号；所述第二压电骨料中内置压电陶瓷片；压电骨料为两块大理石和环氧树脂胶水封装组成；

示波器，与所述第二压电骨料连接，用于将所述变化后的波信号转换为电压信号。

2.根据权利要求1所述的工作应力监测装置，其特征在于，所述装置还包括：

功率放大器，分别与所述信号发生器和所述第一压电骨料连接，用于对所述电压信号进行功率放大并传送给所述第一压电骨料。

3.一种混凝土结构的工作应力监测方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1或2所述的工作应力监测装置；

所述方法包括：

制作混凝土试件，所述混凝土试件内部设置第一压电骨料和第二压电骨料；

对所述第一压电骨料加载第一电压，所述第一电压恒定不变；所述信号发生器产生的电压信号到达第一压电骨料时，所述第一压电骨料的内置压电陶瓷片因为逆压电效应发生变形，变形连续变化产生波，当所述波传到所述第二压电骨料处，所述第二压电骨料的内置压电陶瓷片因为正压电效应产生电压，电压变化由示波器显示出来；

对所述混凝土试件进行加压实验，获得应力波参数-应力曲线；所述应力波参数包括：波速、幅值和\频谱面积；

获取待测混凝土构件的应力波参数；

根据所述应力波参数-应力曲线和所述应力波参数得到所述待测混凝土构件的工作应力。

4.根据权利要求3所述的工作应力监测方法，其特征在于，所述对所述混凝土试件进行加压实验，获得应力波参数-应力曲线，具体包括：

对所述混凝土试件加载压力，所述压力根据设定的固定时间而规律性变化；

实时获取第二压电骨料的第二电压；

逐渐增大所述压力；

当所述第二电压为零时，停止对所述混凝土试件加载所述压力；

记录不同加载压力情况下所述第二电压；

对所述第二电压进行信号处理，获取不同压力下的应力波参数；

根据所述应力波参数制作所述应力波参数应力波参数-应力曲线。

5.根据权利要求3所述的工作应力监测方法，其特征在于，在所述获取待测混凝土构件的应力波参数之前，还包括：

在所述待测混凝土构件中设置第一压电骨料和第二压电骨料；

对设置在所述待测混凝土构件中的第一压电骨料加载所述第一电压。

6.根据权利要求4所述的工作应力监测方法，其特征在于，所述固定时间为15分钟。