[发明专利]应变传感器、建筑结构检测装置及方法在审
申请号: | 201910547883.0 | 申请日: | 2019-06-21 |
公开(公告)号: | CN110146007A | 公开(公告)日: | 2019-08-20 |
发明(设计)人: | 徐建;程正祎;高路 | 申请(专利权)人: | 武汉轻工大学 |
主分类号: | G01B7/16 | 分类号: | G01B7/16 |
代理公司: | 深圳市世纪恒程知识产权代理事务所 44287 | 代理人: | 胡海国 |
地址: | 430023 湖北省武*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 第二电极 第一电极 应变传感器 检测装置 建筑结构 平行设置 重合区域 裂缝 并列 电致发光材料层 电致发光材料 交叉区域 节点电容 形态变化 应变作用 预设电压 阵列排布 交叉处 电极 预设 施加 检测 外部 | ||
本发明公开一种应变传感器、建筑结构检测装置及方法,其中应变传感器包括第一电极层,包括多个第一电极,多个第一电极并列平行设置;第二电极层,包括多个第二电极,第二电极并列平行设置;第一电极与第二电极之间形成预设角度,第一电极与第二电极形成多个重合区域;以及电致发光材料层,设置于重合区域。由于本发明技术方案中第一电极层与第二电极层交叉处形成节点电容,在外部应变作用下,第一电极与第二电极之间的交叉区域面积发生改变,从而检测出应变大小。通过对第一电极及第二电极电极施加预设电压,能够使得在第一电极与第二电极间呈阵列排布的电致发光材料发光光强随裂缝对应的应变大小而变化,从而呈现裂缝的位置与形态变化。
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,特别涉及一种应变传感器、建筑结构检测装置及方法。
背景技术
建筑物在长期使用过程中,受到台风、温度、载荷变化以及地震等因素的影响下,许多高层建筑等会产生裂缝,这些裂缝需要及时有效做出监控,以防患于未然。
现有技术通常采用传感器来对这些裂缝及其引起的应变状态进行检测。传感器包括一下两类:
一类采用电阻式应变片(由应变引起电阻变化);另一类是采用三明治结构制作的电容式应变传感器(由应变引起电容的变化)。前者,因为应变片面积较小,对于裂缝较大时,应变片将被撕裂从而导致检测失效;后者,虽然可以忍受大的裂缝的应变,但由于裂缝通常是不规出现,且不定点出现,从而无法对裂缝的产生及发展进行有效的检测和监测。
因此,二者用于裂缝检测时,均只能检测出裂缝引起的应变,从而检测到裂缝是否存在,但不能对裂缝形态进行有效检测。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种应变传感器、建筑结构检测装置及方法,旨在实现对裂缝形态进行有效检测。
为实现上述目的,本发明提出的应变传感器,包括:
第一电极层,包括多个第一电极,多个第一电极并列平行设置;
第二电极层,包括多个第二电极,所述第二电极并列平行设置;所述第一电极与所述第二电极之间形成预设角度,所述第一电极与第二电极形成多个重合区域;以及
电致发光材料层,设置于所述重合区域。
优选地,所述应变传感器还包括第一绝缘层及第二绝缘层;所述第一绝缘层、第一电极层、电致发光材料层、第二电极层及第二绝缘层依次相对设置。
优选地,所述第一电极及所述第二电极均为透明电极。
优选地,所述电致发光材料层包括第一隔离层、荧光层及第二隔离层,所述第一隔离层、荧光层及第二隔离层依次设置。
优选地,所述第一电极与所述第二电极之间形成预设角度为90°。
优选地,所述第一电极、第二电极及电致发光材料层均采用柔性可喷涂材料。
为实现上述目的,本发明还提出一种建筑结构检测装置,包括驱动电路、电容检测电路、主控电路及如上所述的应变传感器;其中
所述驱动电路,用于给所述第一电极及所述第二电机施加预设电压;
所述电容检测电路,用于采集应变传感器中第一电极与第二电极之间形成的节点电容的电容值;
所述主控电路,用于根据所述电容值确定对应节点电容位置的应变值,根据所述应变值对裂缝位置及形态进行监测。
优选地,所述主控电路还根据节点电容的应变值,调整驱动电路输出的预设电压,通过所述预设电压对节点电容进行扫描驱动,以控制电致发光材料层的发光光强与对应的应变值呈正相关。
为实现上述目的,本发明还提出一种建筑结构检测方法,所述建筑结构检测方法包括:
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