應用于智能鋼筋的便攜傳感器夾具的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及鋼筋混凝土結構健康監測，對混凝土結構內部損傷進行實時反饋，具體地，涉及一種應用于智能鋼筋的便攜傳感器夾具。
【背景技術】
[0002]對鋼筋混凝土建筑物進行定期健康監測，以及在巨災后對關鍵的建筑物及時進行結構安全檢測及評估，是一項重要的任務。常用的對混凝土結構損傷檢測方法包括超聲波檢測法，沖擊彈性波法，聲發射檢測法，攝影檢測法，傳感儀器檢測法和光纖傳感網絡檢測法等，這些方法需要檢測人員親臨現場檢測。超聲波檢測法結果較準確，但容易受環境限制;沖擊彈性波法只能檢測擴展方向與表面成直角，沒有分支的單純裂縫;聲發射檢測法只能檢測正在發生的裂縫，但是可以檢測出裂縫的大小、種類和位置;攝影檢測法只能檢測表面的裂縫;傳感儀器檢測法會因為裂縫出現的隨機性而發生漏檢的狀況;光纖傳感網絡檢測法會因為光纖的力學性能較弱而受到限制。同時由于此類結構體積龐大，關鍵承載部位或是被裝飾墻等的遮住或是很難接近，譬如結構的梁、柱及其節點、或底部的粧柱等，這使得上述檢測方法難以進行，尤其是在地震、洪水或海嘯等災后結構物已有損傷的狀態下。
[0003]基于導向應力波(GuidedStress Wave)的方法是通過在載體上轉播超聲應力波來探測周圍結構中的缺陷。吳凡所提出的“基于壓電陶瓷晶體的智能鋼筋及其制備方法”(申請號為201310330514.9的中國專利)，將窄頻導向應力波加載于PZT型智能化鋼筋，可運用波形散射異變及波時波幅變化，預測混凝土結構的局部損傷，如裂縫和脫筋等，而且還可以預測裂縫的大小和方向等;該系統作為材料的一部分，可以被安裝在混凝土結構內部;作為主動控制系統，可在需要時激發及采集信息。但是這種智能鋼筋在制作時需要在鋼筋表面進行復雜切割，其截面為正八邊型，此種制作過程在現場施工中無法大量實現，且質量難以保證；同時在粘貼壓電陶瓷晶體方面，需要配合導電含銀環氧樹脂以及精良制作，否則會產生短路等影響，無法實現無損監測;若鋼筋較長，會增加切割以及粘貼傳感器的難度，并且此種情況的鋼筋無法預制。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種應用于智能鋼筋的便攜傳感器夾具及其制作方法，所述夾具與鋼筋材料相同，現場施工時可敲入適配鋼筋;其中夾具尺寸較小，可批量生產；同時可以將壓電陶瓷晶體事先粘貼在夾具內部，既可避免短路等影響，又減輕智能鋼筋現場制作負擔;其適配鋼筋制作工藝簡單，截面為圓；該夾具可以保證監測質量，且大幅減少現場制作復雜程度。
[0005]為實現以上目的，本發明提供一種應用于智能鋼筋的便攜傳感器夾具，包括一對夾持部件，一對夾持部件拼接在一起形成中通的筒狀結構，其中:筒狀結構的中通部分為圓柱形狀，用于完全貼合適配鋼筋，增加現場施工的可操作性;筒狀結構的中部截面形狀為正多邊形，壓電陶瓷傳感器個數與正多邊形的邊數相同，壓電陶瓷傳感器直接貼在正多邊形的每條邊上且位于筒狀結構中部內部。
[0006]優選地，所述便攜傳感器夾具既可激發應力波信號，又可接收應力波信號，壓電陶瓷傳感器激發應力波，由夾持部件傳遞至適配鋼筋，再由接收信號夾具上的壓電陶瓷傳感器接受應力波，通過波形變化分析損傷的發生。
[0007]優選地，所述正多邊形的每條邊上粘貼壓電陶瓷傳感器后，多個壓電陶瓷傳感器圍成的外側周長小于所述筒狀結構的外側周長，在適配鋼筋實際工作時用于保護壓電陶瓷傳感器免受損傷。
[0008]優選地，所述壓電陶瓷晶體傳感器利用含銀環氧樹脂粘貼在所述正多邊形的每條邊上。
[0009]優選地，所述筒狀結構的上下兩端有倒角，使夾具形狀更加圓潤，用以增加傳輸信號;倒角度數與信號接受強度有關。該角度可以根據需要進行設計，比如倒角為45°。
[0010]優選地，所述筒狀結構的中部截面形狀為正八邊形，配合八片壓電陶瓷傳感器;八片壓電陶瓷傳感器直接貼在正八邊形每條邊上，且位于筒狀結構中部內部。
[0011]優選地，所述夾持部件敲入適配鋼筋，同時使用金屬粘合劑涂抹在夾持部件與適配鋼筋的接觸部分，以增加夾持部件與適配鋼筋間的耦合程度，同時緩解適配鋼筋工作時受拉薄弱部分。
[0012]優選地，所述夾持部件成對使用，拼合在一起形成中通的圓柱體筒狀結構，用以配合打磨后的適配鋼筋。
[0013]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0014]I)本發明所述夾具尺寸較小，與配合的壓電陶瓷傳感器尺寸有關，可批量生產，擁有較高操作性；
[0015]2)本發明所述夾具可以保證鋼筋完整性，又可保證信號傳輸質量；
[0016]3)本發明所述夾具可方便安裝在適配鋼筋上，減輕現場制作負擔；
[0017]4)本發明所述夾具適配鋼筋現場制作工藝簡單，很好保證智能鋼筋制作質量。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0019]圖1為本發明一實施例中夾持部件的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明一實施例中一對夾持部件拼合的結構示意圖；
[0021 ]圖3為本發明一實施例中夾具與適配鋼筋組裝的結構示意圖；
[0022]圖4為本發明一實施例實驗結果圖；
[0023]圖中:夾持部件1、2，壓電陶瓷傳感器3，含銀環氧樹脂4，適配鋼筋5。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0025]如圖1-2所示，一種應用于智能鋼筋的便攜傳感器夾具，包括夾持部件1、夾持部件
2、壓電陶瓷晶體傳感器3、含銀環氧樹脂4，其中:夾持部件1、夾持部件2拼接在一起形成中通的筒狀結構，筒狀結構的中通部分為圓柱形狀，用于完全貼合適配鋼筋5;筒狀結構的中部截面為正八邊形，配合八片壓電陶瓷傳感器3;壓電陶瓷傳感器3利用含銀環氧樹脂4粘貼在夾持部件1、夾持部件2的內部。當然，在其他實施例中，筒狀結構的中部截面也可以是其他正多邊形，配合的壓電陶瓷傳感器3個數與正多邊形邊數相同，傳感器個數會影響接收信號強度，壓電陶瓷傳感器3直接貼在正多邊形每條邊上，且位于筒狀結構中部內部。
[0026]所述夾持部件I與夾持部件2敲入適配鋼筋5中，夾持部件1、夾持部件2與適配鋼筋5的接觸面使用AB膠等金屬粘結劑，以增加夾具與適配鋼筋間的耦合程度，同時緩解適配鋼筋工作時受拉