[实用新型]一种利用碳纤维阻值变化监测建筑结构健康状况的装置

说明书

本实用新型属于分析检测技术领域，尤其涉及一种利用碳纤维阻值变化的结构健康监测装置。所述建筑结构包括建筑体、涂胶层、碳纤维板，所述涂胶层涂覆在建筑体的表面，所述碳纤维板粘合在涂胶层上。所述装置包括电极、接线柱、电压表、电源、标准电阻、开关和底座等；所述电极对称设置在底座的两侧，所述电极上设置有电压表；所述接线柱对称设置在底座的两侧，所述两组电极之间设置有由导线连接的直流电源、标准电阻，所述标准电阻的两端设置有电压表，所述导线上设置有开关。本实用新型克服了检测时建筑结构的变化导致的碳纤维板电阻变化的非线性问题引起的检测值不准确，不能真正反应建筑结构健康状况的问题。

技术领域

本实用新型属于分析检测技术领域，尤其涉及一种利用碳纤维阻值变化的结构健康监测装置。

背景技术

当今，人们对于重大工程的安全监测与监控越来越重视。大型结构和基础设施的损伤积累和灾变行为日益突出。建筑结构的使用过程中在各种灾变因素的作用下不可避免的导致结构的损伤累积和抗力衰减，从而导致结构发生破坏，甚至引发灾难性的突发事故。

目前混凝土是土木工程中应用最为广泛的结构材料，而对混凝土结构的监测一般都是用声、光、电、磁和射线等方法，测定有关混凝土性能方面的物理量，推定混凝土的强度、密实性、均匀性、以及存在的缺陷等。一般的监测方法包括回弹法、超声波法、射线法和垂直反射法等，但这些方法都有一定程度上缺陷，回弹法只能用于监测混凝土表面的质量；超声波法测试的数据受耦合条件和钢筋影响较为明显；垂直反射法要求反射震源和接收检波器必须具有短余震特性，并要解决好高频与大功率之间的矛盾；雷达法回波信号的识别度受混凝土中钢筋的影响。

现将碳纤维用于建筑结构健康监测，碳纤维材料本身有良好的导电性，具有自己的导电网格，当材料本身发生损伤时，导电网格被慢慢破坏，从而导致自身的导电性能下降，就会使材料本身的电阻发生不可逆的上升。例如，专利文献201410051693.7公开了一种自监测智能织物增强混凝土及其制作方法，其在TRC制作的过程中在织物网中的碳纤维上粘贴电极；通过动态检测智能TRC电阻率的变化，对结构中各区域应力、应变状况及分布的监测。然而，这种检测方法存在一些问题，当结构长期受外界作用时，会发生变形，长宽比会发生变化，此时碳纤维布会发生分层破坏、断裂，导致其导电形式发生变化，电阻的变化不再随应变线性变化，从而导致不能准确反映结构断裂破坏时的情况。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型旨在于提供一种利用碳纤维阻值变化的结构健康监测装置。本实用新型不仅利用碳纤维电阻的变化来监测建筑结构的健康状况以及损伤的发展情况；而且克服了检测过程中由于电阻非线性变化所带来不能真正反应建筑结构健康状况的问题。同时，本实用新型采用的碳纤维板具有较好的强度和刚度，可同时对建筑结构起到补强的作用。

为实现上述目的，本实用新型公开了下述技术方案：

首先，本实用新型公开了一种适用于碳纤维阻值变化监测健康状况的建筑结构，包括建筑体、涂胶层和碳纤维板，所述涂胶层涂覆在建筑体的表面，所述碳纤维板粘合在涂胶层上；所述涂胶层为环氧树脂粘合剂。

进一步地，所述碳纤维板的材质包括聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维或酚醛基碳纤维等。