[发明专利]一种适用于三种磁传感器的钢筋锈蚀装置及标定方法

说明书

一种适用于三种磁传感器的钢筋锈蚀装置，包括主体单元、第一螺纹孔单元、第二螺纹孔单元、第三螺纹孔单元、第四螺纹孔单元、第五螺纹孔单元、第六螺纹孔单元、第七螺纹孔单元、第八螺纹孔单元、第九螺纹孔单元、第十螺纹孔单元、第一螺栓单元、第二螺栓单元、第三螺栓单元、第四螺栓单元、第五螺栓单元、第一刻度线、第二刻度线、第三刻度线、第四刻度线、第五刻度线和第六刻度线；五个垫块单元用于放置第一、第三、第四、第五、第六标定孔即外置式、分离式传感器外置部分。以及提供过一种适用于三种磁传感器的钢筋锈蚀标定方法。本发明操作简便、适用于各尺寸钢筋、精确度高、成本低廉、实验室应用性强。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土试验中的钢筋标定装置及标定方法，特别涉及一种适用于三种磁传感器的钢筋锈蚀装置及标定方法。

背景技术

混凝土材料作为如今使用最广泛的建筑材料，普遍应用于土木工程领域。钢筋腐蚀则是引起混凝土结构锈裂失效的主要原因，钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土结构锈胀开裂是结构承载力下降和服役性能降低的重要原因。据中科院海洋所公布的数据：每年我国腐蚀损失高达1.6万亿元，其中基础设施和建筑的腐蚀损失高达5000亿元。

因此，钢筋混凝土结构服役后对钢筋进行长期监测显得尤为重要，若能在钢筋生锈导致结构开裂前期监测发现，及时进行维修，能够极大延长结构服役寿命。

基于以上背景，中国专利授权公告号CN109374726A，授权公告日为2019年2月22日，名称为“基于磁场的混凝土中钢筋锈蚀无损动态监测传感器及系统”、中国专利授权公告号CN208420791U，授权公告日为2019年1月22日，名称为“一种钢筋锈蚀电磁场变响应装置”、中国专利授权公告号CN110646505A，授权公告日为2020年1月3日，名称为“基于电磁场原理的外置式钢筋锈蚀无损监测传感器及测试方法”以及中国专利授权公告号CN112034033A，授权公告日为2020年12月4日，名称为“基于磁场原理的分离式钢筋非均匀锈蚀监测传感器及测试方法”，以上专利提出了几种基于磁场原理的钢筋锈蚀监测传感器及其监测方法，用于钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀情况监测。

锈蚀监测传感器一般用于钢筋原位监测。在传感器的实验室验证阶段，需对锈蚀钢筋进行标定确定锈蚀程度。标定过程如下：使用传感器读取待测钢筋磁感应强度后，将钢筋移位称重，随后对钢筋进行人工通电锈蚀，人工锈蚀结束后，再次称重并使用传感器测量同一位置的磁感应强度，获取钢筋锈蚀前后重量、磁感应强度数据后根据公式确定钢筋锈蚀程度。故磁感应强度准确度将极大影响标定精度。

钢筋标定时遇到了如下问题：其一，钢筋标定需要较高精度，在对钢筋移位称重、人工锈蚀后，需调整钢筋与传感器测头相对位置，使钢筋测点与测头相对位置与移位前完全一致，才能够进行磁感应读数。借助夹具、刻度尺等辅助工具校正，操作难度较大，难以保证试验精度；其二，标定验证的传感器主要有内置式、分离式和外置式三种类型，单一夹具无法同时满足各种型号传感器的标定需求。考虑到传感器实际应用过程中分离式、内置式传感器的构件需预埋混凝土中，如何在实验室阶段将传感器预埋部分固定，确保其保持固定也需考虑；其三，实验室包括工程应用阶段，钢筋直径由14mm至20mm不等，人工校正无法保证不同尺寸钢筋的标定精度。

可行的替代方案有使用可称重钢筋夹具，夹具装置能够同时实现钢筋固定及称重的功能。基于这种理论，中国专利申请公布号CN111392574A，申请公布日为2020年7月10日，名称为“一种可称重钢筋夹具”，此发明主要涉及物料转移运输，能够实现钢筋自动夹取与称重。但是该专利主要用作建筑施工阶段的钢筋运输，对实验室钢筋标定而言仅作参考。

更进一步，考虑到钢筋混凝土耐久性研究是近几年的热门领域，国内许多实验室均在进行钢筋锈蚀研究。一个适用于各尺寸钢筋的标定装置，将为试验提供诸多便利。

以上问题亟待解决。因此，专门研发一种可适用于各尺寸钢筋、各类型传感器的钢筋标定装置，具有十分重要的工程价值，可大幅度提高对实验室钢筋锈蚀试验的效率，帮助研究顺利进行。

发明内容