[发明专利]一种预埋型钢筋锈蚀率监测传感器及方法

权利要求书

1.一种预埋型钢筋锈蚀率监测传感器系统，其特征在于包括温度传感器阵列、电阻率传感器(2)、加热模块(3)、环境温度检测器和监测主机；其中

温度传感器阵列为沿着钢筋延伸方向设置的多个温度传感器(1)，且同一根钢筋上温度传感器(1)之间的间距相同，记为L，且与一个温度传感器(1)和另一根钢筋上距离该温度传感器(1)最近的温度传感器(1)之间的距离也相同，均记为L；

加热模块(3)设置在具有温度传感器阵列的一条钢筋的两端，电阻率传感器(2)设置在另一条具有温度传感器阵列的钢筋两端；

监测主机连接温度传感器阵列、电阻率传感器(2)、加热模块(3)和环境温度检测器，从而控制温度传感器阵列、电阻率传感器(2)、加热模块(3)和环境温度检测器工作并收集数据。

2.根据权利要求1所述的一种预埋型钢筋锈蚀率监测传感器系统，其特征在于所述温度传感器阵列中的每个温度传感器(1)均贴附在钢筋的表面，且在温度传感器(1)与钢筋接触位置涂覆有导热材料。

3.根据权利要求1所述的一种预埋型钢筋锈蚀率监测传感器系统，其特征在于所述电阻率传感器(2)包括设置在同一根钢筋两端的电压计和电流计。

4.根据权利要求1所述的一种预埋型钢筋锈蚀率监测传感器系统，其特征在于所述加热模块(3)为恒温加热器。

5.一种监测钢筋锈蚀率的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、系统标定；

选取两根钢筋，其中第1根钢筋和第2根钢筋上均设有温度传感器阵列，且第1根钢筋的两端设有加热模块(3)，第2根钢筋的端部为电阻率传感器(2)；

监测主机收集环境温度检测器的温度数值，根据环境温度T将加热模块(3)的加热温度设置为T+M；其中M为预先设置在监测主机内的环境温度与加热温度的温差；

监测主机同时收集温度传感器阵列的温度初始值T_0ij并记录，其中T_0ij表示第i根钢筋上的第j个温度传感器(1)的温度初始值；

电阻率传感器(2)将检测到的电压和电流值发送给监测主机，由监测主机根据电压和电流值计算电阻率R₀，并将R₀作为初始电阻率记录；

步骤二、加热测量；

第1根钢筋上的加热模块(3)开始升温，监测主机同时收集温度传感器阵列检测到的温度值T_nij，其中T_nij表示第i根钢筋上的第j个温度传感器(1)第n秒的温度值数据；

在第1根钢筋加热过程中监测主机根据第2根钢筋上电阻率传感器(2)传输的电压和电流值计算并记录电阻率R_n，并记录其随时间的变化，同时建立温度-电阻率曲线，其中R_n表示第n秒监测主机计算并记录的电阻率数据，单位为Ω/m；

步骤三、锈蚀率分析；

监测主机先将温度传感器阵列的温度值数据T_nij和温度值初始数据T_0ij进行差分，即求出△T_nij＝T_nij-T_0ij；

当T_n1j＝T+M时，△T_j＝(△T_n1j-△T_n2j)-(△T_n1j-△T_n1(j+1))＝△T_n1(j+1)-△T_n2j即为T_n1j＝T+M时第1根钢筋上第j个温度传感器(1)到第j+1个温度传感器(1)由钢筋热传导导致的温度变化；其中T_n1j为第n秒第1根钢筋上第j个温度传感器(1)的温度值，T_n2j第n秒第2根钢筋上第j个温度传感器(1)的温度值；

监测主机计算温度变化系数Q_j＝△T_j/L；然后将第1根钢筋上的全部温度传感器(1)的温度变化系数计算出来，并求出其平均值Q，作为第1根钢筋的温度变化系数；

监测主机计算并记录每一秒第2根钢筋的平均温度，即对每一秒计算第2根钢筋上的全部温度传感器(1)测得的温度平均值进行计算并记录，然后计算该时刻第2根钢筋的电阻率；然后以平均温度为横坐标，第2根钢筋的电阻率R为纵坐标绘制第2根钢筋的温度-电阻率曲线；

监测主机将第1根钢筋的温度变化系数Q与监测主机内的阈值进行对比，判断其是否超出阈值范围，如果超出阈值范围，则在监测主机上进行警报；监测主机将第2根钢筋的温度-电阻率曲线与监测主机内预先存储的标准曲线进行比对，计算其与标准曲线上数据的方差或者标准差，如果方差或者标准差的值超过阈值，则监测主机上进行警报。