[实用新型]一种高灵敏度水泥基压阻传感器

说明书

一种高灵敏度水泥基压阻传感器，包括采用全桥法布设的个水泥基压阻元件，水泥基压阻元件通过导线连接外部电源和数据采集仪构成全桥电路，其中个水泥基压阻元件做为电桥的四个桥臂。本实用新型采用水泥基纳米复合材料制作传感器，利用电桥法提高压阻灵敏度的装置，适用在道路路面及十字路口、收费站等需要统计车辆通行次数或检测路面结构应力应变处。车辆荷载通过路面结构传递至受拉、受压传感器元件。本实用新型能有效提高传感器与路面之间的耦合性，减小对路面结构的影响，延长路面结构寿命，提高路面监测的经济性，适合规模化生产。且成本低廉，制作简单方便，能够实现路面结构监测的生产低成本化和规模化。

技术领域

本实用新型属于道路建设技术领域，特别涉及一种高灵敏度水泥基压阻传感器。

背景技术

随着结构健康监测的快速发展，路面结构中埋设传感器数量越发增多，大部分传感器采用高强度、高韧性的金属材料、合金材料或工程塑料材质制作，但这些材料存在与路面混凝土材料相容性差、价格高昂、制作成本高、耐腐蚀性和抗老化性能差等诸多弊端。本实用新型采用成本相对低廉的、易浇筑成型的水泥基材料作为传感器元件，能极大降低制作成本和难度，易于规模化生产，后期维护方便，而且水泥基压阻传感器与路面材料一致，提高了路面与封装结构的耦合性，对路面结构影响小。

目前涉及到利用水泥基纳米复合材料作为压阻传感器监测路面荷载的发明及实际应用很少，具体涉及到提高传感器灵敏度的方法更少。现有水泥基压阻传感器存在传感效果差、寿命短、无法监测高频荷载的问题，实际工程应用难度大。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高灵敏度水泥基压阻传感器，其制作简单、成本相对低廉、适合埋设在路面内，能够有效解决路面结构监测传感器相容性差、维护成本高等问题，并能实现路面结构应力应变监测传感器的低成本和规模化生产。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高灵敏度水泥基压阻传感器，其特征在于，包括采用全桥法布设的4个水泥基压阻元件1，水泥基压阻元件1通过导线连接外部电源2和数据采集仪3构成全桥电路，其中4个水泥基压阻元件1做为电桥的四个桥臂。

各所述水泥基压阻元件1外表涂刷有环氧树脂，以做绝缘处理。

所述全桥电路留有导线连接孔，压阻传感器安装在预留的压阻传感器安装孔内，导线经电极板、导线连接孔引出至外接电路。

所述水泥基压阻元件1所用材料为高强度、自流平、无收缩的水泥基材料，28天抗压强度大于60MPa。

所述4个水泥基压阻元件1分别为压阻元件一11、压阻元件二12、压阻元件三13和压阻元件四14，其中，压阻元件一11一端与压阻元件二12一端以及数据采集仪3连接，压阻元件三13一端与压阻元件四14一端以及数据采集仪3连接，压阻元件一11另一端和压阻元件三13另一端均连接至外部电源2的正极或负极，压阻元件二12另一端和压阻元件四14另一端均连接至外部电源2的负极或正极。

本实用新型高灵敏度水泥基压阻传感器设置于路面轮迹带处，其中所述压阻元件一11和压阻元件二12设置在路面受拉位置，所述压阻元件三13和压阻元件四14设置在路面受压位置，数据采集仪3设置于路面之外。

更具体地，本实用新型高灵敏度水泥基压阻传感器安装在路面或埋设于路面以下3-5cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用成本相对低廉的、易浇筑成型的水泥基材料作为传感器元件，能极大降低制作成本和难度，易于规模化生产，后期维护方便。

(2)本实用新型采用水泥基压阻传感器与路面材料一致，提高了路面与封装结构的耦合性，对路面结构影响小使用寿命长，后期维护成本小。

附图说明