專利名稱：混凝土電阻率測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電阻率測(cè)量方法及其使用的測(cè)量裝置，特別涉及一種混凝土電阻率測(cè)量方法及其裝置。

背景技術(shù)：
硬化混凝土的導(dǎo)電性能是混凝土孔隙液中離子流動(dòng)時(shí)發(fā)生的電解過(guò)程，電阻率的大小取決于混凝土中氯化物的含量，取決于混凝土中孔結(jié)構(gòu)中的含水率和溫度等因素。
(1)氯化物?；炷林械穆然餆o(wú)論是先天帶入還是后天滲入都將嚴(yán)重影響混凝土的電阻率。氯化物含量高，混凝土電阻率就低，氯化物含量低，混凝土電阻率就高。
(2)混凝土中孔結(jié)構(gòu)中的含水率對(duì)電阻率的影響也相當(dāng)大?；炷猎谕耆稍飼r(shí)幾乎是不導(dǎo)電的，電阻率可達(dá)約1011Ω.cm，在潮濕時(shí)大約為103Ω.cm，在飽水的時(shí)候可降低到5～102Ω.cm。含水率對(duì)混凝土電阻率的影響與混凝土的密實(shí)度有很大關(guān)系。密實(shí)度包括混凝土中孔隙率比、孔結(jié)構(gòu)、孔徑分布等，與混凝土在澆筑成型時(shí)的水灰比、摻合料種類及用量、膠凝材料用料、水化程度等因素有關(guān)?；炷撩軐?shí)度小，孔隙多而又相互貫通，導(dǎo)電離子較易流動(dòng)，混凝土電阻率就低。
(3)溫度升高一方面提高了混凝土中離子的活性，使得混凝土電阻率下降；另一方面混凝土溫度升高會(huì)加大混凝土中水分的蒸發(fā)，降低了混凝土的含水率，使得混凝土電阻率增大。一般來(lái)說(shuō)含水率對(duì)混凝土電阻率的影響更大，因此隨著溫度升高混凝土電阻率往往是增大的。
混凝土中鋼筋的腐蝕是電化學(xué)過(guò)程，在鋼筋腐蝕發(fā)展期鋼筋腐蝕的質(zhì)量損失與腐蝕電流值成正比。室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)研究已證實(shí)當(dāng)混凝土含水率在40％～70％之間，即電阻率約在5～100kΩ.cm之間時(shí)，混凝土電阻率與鋼筋腐蝕速度之間成反比關(guān)系。在非飽水或接近非飽水狀態(tài)下混凝土電阻率越小，鋼筋腐蝕速度越快，電阻率越大，鋼筋腐蝕越輕微。在鋼筋腐蝕速度與混凝土電阻率的反比關(guān)系中，不同的水泥品種、保護(hù)層厚度以及混凝土含鹽量等參數(shù)有不同的影響，并且具有復(fù)雜的相關(guān)性。
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T50344-2004建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的附錄D“混凝土中鋼筋銹蝕狀況的檢測(cè)”中，混凝土電阻率與鋼筋銹蝕狀態(tài)判別見(jiàn)表1。
表1混凝土電阻率與鋼筋銹蝕狀態(tài)判別 鋼筋混凝土實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)，混凝土電阻率是最為重要的參數(shù)，陰極保護(hù)系統(tǒng)中幾乎所有設(shè)備和參數(shù)的確定都受到電阻率的影響。
(1)保護(hù)電位和保護(hù)電流密度。鋼筋混凝土保護(hù)電位的確定一般是基于鋼筋的自腐蝕電位，鋼筋所需要的保護(hù)電流度也與混凝土的電阻率有關(guān)。
(2)陽(yáng)極。在進(jìn)行陽(yáng)極設(shè)計(jì)時(shí)，要計(jì)算陽(yáng)極的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量和陽(yáng)極的使用壽命。陽(yáng)極的發(fā)射電阻取決于陽(yáng)極周圍混凝土的電阻率。混凝土電阻率高，陽(yáng)極發(fā)射電阻大，陽(yáng)極在一定電壓下發(fā)出的電流就小，陽(yáng)極的保護(hù)半徑也小。陽(yáng)極間距縮小，陽(yáng)極的數(shù)量就會(huì)增加，此外，混凝土電阻率大，整流器輸出的電壓高。
(3)電源設(shè)備和電纜。電源設(shè)備輸出電壓的高低一方面取決于陽(yáng)極的發(fā)射電阻，另一方面就取決于陽(yáng)極到被保護(hù)鋼筋間的電阻，也就是取決于混凝土的電阻率?；炷岭娮杪试礁?，陽(yáng)極高鋼筋之間的電阻大，就要求電源的輸出電壓高，容量大，所需要的電纜直徑也大。
現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)混凝土電阻率測(cè)量，主要有以下幾種方法 (1)四電極法，原理是交流電技術(shù)，這種方法在土壤電阻率測(cè)量時(shí)應(yīng)用廣泛，但是由于在測(cè)量過(guò)程中四個(gè)電極頭要插入混凝土中，所以測(cè)試前需要在混凝土表面打4個(gè)一定間距的且能插入四個(gè)電極頭的小孔(適宜的孔深與測(cè)量精度有密切的關(guān)系)，如果不打孔也可以測(cè)量，但是測(cè)量精度會(huì)受到明顯影響。所以該方法在混凝土電阻率測(cè)量方面的應(yīng)用受到限制而在土壤中應(yīng)用廣泛。
(2)兩電極法，是四電極法的簡(jiǎn)化，原理也是交流電技術(shù)、測(cè)試前也需要打孔；由于測(cè)量精度比四電極法差，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上沒(méi)有產(chǎn)品銷售。
(3)單電極法，原理是直流電技術(shù)，但只有一個(gè)電極，由于混凝土中的鋼筋充當(dāng)了另一個(gè)測(cè)試電極，所以沒(méi)有鋼筋的混凝土便無(wú)法測(cè)試，另外雖然不用在混凝土表面打孔，但是需要混凝土中的鋼筋外露才能構(gòu)成測(cè)量電回路。這種方法精度最差，所以通常只是定性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法之一，而不能成為商品化產(chǎn)品。
現(xiàn)有技術(shù)中，《無(wú)損檢側(cè)混凝土層厚度的電測(cè)方法》用的是低頻交流電技術(shù)；《基于阻抗成像的混凝上損傷檢測(cè)方法與設(shè)備》和《基于阻抗成像的混凝上損傷檢測(cè)設(shè)備》，阻抗是交流阻抗的簡(jiǎn)稱，直流沒(méi)有阻抗，所以用的也是交流電技術(shù)；《瀕海地區(qū)混凝土鋼筋銹蝕狀況的電化學(xué)測(cè)試方法》中，測(cè)量混凝土電阻率的方法沒(méi)有明確記載，只是記載了“混凝土電阻率測(cè)試方便”，并表明測(cè)鋼筋腐蝕電位用的是美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的方法，只是把參比電極由ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的硫酸銅參比電極換成了氯化銀參比電極，實(shí)際上兩者之間可以換算，評(píng)價(jià)方法也是通過(guò)ASTM標(biāo)準(zhǔn)換算過(guò)來(lái)的，其線性極化技術(shù)測(cè)量混凝土中鋼筋的腐蝕電流密度也是教科書中標(biāo)準(zhǔn)方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種混凝土電阻率測(cè)量裝置，采用直流電技術(shù)的雙電極法測(cè)量混凝土電阻率，不用破壞待測(cè)混凝土的表面結(jié)構(gòu)，待測(cè)混凝土中沒(méi)有鋼筋也能測(cè)量其電阻率，本實(shí)用新型混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)量精度高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，且測(cè)量方法快速準(zhǔn)確、測(cè)量裝置操作簡(jiǎn)便。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種混凝土電阻率測(cè)量裝置，包括兩個(gè)電極、給定夾具、傳感元件、控制元件、輸入元件和運(yùn)算元件。
所述電極可以設(shè)置固定接觸面，分別與傳感元件相連。
所述控制元件可以分別與傳感元件和運(yùn)算元件相連，用于 通過(guò)傳感元件在所述兩個(gè)電極間施加恒定值的直流電流，測(cè)量所述電極間的電位，記為通電電位； 通過(guò)傳感元件斷開(kāi)施加于所述電極的直流電流，并在足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量所述電極間的電位，記為斷電電位； 可以根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算檢測(cè)混凝土的電阻率，也可以重復(fù)前述兩個(gè)操作步驟1～50數(shù)次，計(jì)算得到多個(gè)混凝土電阻率的數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行誤差分析以獲得測(cè)量誤差相對(duì)較小的測(cè)量值。
所述運(yùn)算元件可以與輸入元件和傳感元件相連，用于根據(jù)傳感元件傳送的通電電位和斷電電位計(jì)算混凝土電阻率。
所述裝置進(jìn)一步可以設(shè)有輸出元件，與控制元件和運(yùn)算元件相連，用于將運(yùn)算元件計(jì)算出的混凝土電阻率輸出到客戶端。
所述電極可以設(shè)置有固定接觸面，電極接觸面通過(guò)接觸海綿與待測(cè)的混凝土面接觸。
所述裝置可以進(jìn)一步設(shè)置有滑桿和固定螺釘，所述兩個(gè)電極之間間距通過(guò)滑桿和固定螺釘調(diào)節(jié)和固定。
所述輸入元件可以與運(yùn)算元件相連，用于輸入兩個(gè)電極之間的距離。
所述輸入元件可以與運(yùn)算元件和控制元件相連，用于輸入兩個(gè)電極與待測(cè)混凝土的接觸面積。
所述裝置可以分別采用2根傳感器連接線將傳感元件與所述控制元件相連接，用于保證連接的可靠性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型還提供了一種混凝土電阻率測(cè)量裝置，包括兩個(gè)電極、給定夾具、傳感元件、控制元件和運(yùn)算元件。
所述電極設(shè)置固定接觸面，測(cè)量時(shí)，所述電極通過(guò)給定夾具將其固定接觸面固定于待測(cè)混凝土的兩端，并將測(cè)量結(jié)果通過(guò)傳感元件傳送到運(yùn)算元件。
所述控制元件可以與傳感元件和運(yùn)算元件相連，用于 通過(guò)傳感元件在所述兩個(gè)電極間施加直流電流，測(cè)量所述電極間的電位，記為通電電位； 通過(guò)傳感元件斷開(kāi)施加于所述電極的直流電流，并在足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量所述電極間的電位，記為斷電電位； 可以根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算檢測(cè)混凝土的電阻率，也可以重復(fù)上述兩個(gè)操作步驟1～50次，計(jì)算得到多個(gè)混凝土電阻率的數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行誤差分析以獲得測(cè)量誤差相對(duì)較小的測(cè)量值。
所述運(yùn)算元件用于根據(jù)傳感元件傳送的通電電位和斷電電位計(jì)算混凝土電阻率。
所述裝置可以進(jìn)一步設(shè)有輸出元件，用于將運(yùn)算元件計(jì)算出的混凝土電阻率輸出到客戶端。
本實(shí)用新型混凝土電阻率測(cè)量方法及裝置是在單電極測(cè)量方法及裝置的基礎(chǔ)上改進(jìn)的產(chǎn)品，與上述方法及裝置相比，不同于四電極法和兩電極法，因?yàn)楸緦?shí)用新型方法采用的是直流電測(cè)量技術(shù)。本實(shí)用新型方法也不同于單電極法，因?yàn)楸緦?shí)用新型設(shè)有兩個(gè)電極，不用破壞待測(cè)混凝土表面結(jié)構(gòu)直接測(cè)量混凝土電阻率，混凝土中沒(méi)有鋼筋也能測(cè)量。本實(shí)用新型混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)量精度高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，且測(cè)量方法快速準(zhǔn)確、測(cè)量?jī)x器操作簡(jiǎn)便。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量方法流程圖； 圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型另一實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)得的數(shù)據(jù)圖； 圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)得的數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量方法流程圖。測(cè)量方法包括以下步驟 a.將待測(cè)混凝土兩端各設(shè)置一個(gè)電極； b.在上述兩個(gè)電極間施加直流電流，測(cè)量所述電極之間的電位，記為通電電位； c.斷開(kāi)施加于所述電極的直流電，并在足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量所述電極間的電位，記為斷電電位； d.可以重復(fù)操作步驟b和步驟c多次，例如1～50次甚至更多； e.根據(jù)步驟d測(cè)出的通電電位和斷電電位計(jì)算混凝土電阻率。
所述步驟a中，所述電極可以設(shè)置固定接觸面，所述電極通過(guò)給定夾具將其固定接觸面固定于待測(cè)混凝土的兩端；所述步驟c中，所述足夠短的時(shí)間優(yōu)選為100毫秒以內(nèi)。
所述步驟c中，所述足夠短的時(shí)間優(yōu)選為100毫秒以內(nèi)；所述步驟d中，可以重復(fù)操作步驟b和步驟多次，例如1～50次甚至更多。
所述步驟e可以進(jìn)一步包括以下步驟所述電極設(shè)置固定接觸面，根據(jù)步驟d測(cè)出的通電電位和斷電電位，以及兩個(gè)電極固定接觸面之間的距離和電極固定接觸面的面積，通過(guò)數(shù)據(jù)的直線擬合計(jì)算出混凝土的電阻率。
或者 a.將待測(cè)混凝土兩端各設(shè)置一個(gè)電極，所述電極設(shè)置固定接觸面，所述電極通過(guò)給定夾具將其固定接觸面固定于待測(cè)混凝土的兩端； b.在上述兩個(gè)電極間施加直流電流，其電流值為i，測(cè)量所述電極的固定接觸面間的電位，記為通電電位Eon，所述通電電位Eon由兩部分組成 混凝土的電阻R由于電流i通過(guò)而產(chǎn)生的電壓E1； 當(dāng)電流i通過(guò)時(shí)，電極的固定接觸面由于本身性質(zhì)而反應(yīng)出來(lái)的電位反饋E2； 且有，Eon＝E1+E2 公式1； c.斷開(kāi)施加于所述電極的直流電，并在足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量所述電極間的電位，記為斷電電位Eoff；由于在斷電后足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極接觸面之間的電位，因此有E1＝0，Eoff＝E2； 將Eoff＝E2帶入公式1，得到E1＝Eon-Eoff； d.重復(fù)操作步驟b和步驟c多次； e.根據(jù)公式R＝E1/i計(jì)算每次重復(fù)操作步驟b和步驟c測(cè)得的混凝土電阻R； 根據(jù)兩個(gè)電極固定接觸面之間的距離和電極固定接觸面的面積計(jì)算出每次重復(fù)操作步驟b和步驟c測(cè)得的混凝土電阻率，通過(guò)數(shù)據(jù)的直線擬合，計(jì)算出最終的混凝土電阻率。
如圖2、圖3所示，分別為兩種本實(shí)用新型實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各個(gè)部件分別為1固定螺釘；2滑桿；3電極接觸面a；4電極接觸面b；5傳感器連接線接口a；6傳感器連接線接口b；7濕潤(rùn)的海綿a；8濕潤(rùn)的海綿b；9待測(cè)的混凝土試塊；10固定重量物品。
測(cè)量時(shí)，通過(guò)儀器給定夾具(也可以是其它類型的夾具)的兩個(gè)電極接觸面(圖2、3中電極接觸面接觸濕水的海綿，也可以為其它吸濕物，海綿的另一側(cè)接觸混凝土試樣，在水結(jié)冰的環(huán)境中測(cè)試，可以用乙醇或者乙醇溶液)施加一個(gè)電流值i，這時(shí)可以測(cè)量到兩個(gè)電極接觸面之間的電位Eon，稱為“通電電位”，這個(gè)通電電位Eon由兩部分組成 (1)混凝土的電阻R由于有電流i通過(guò)而產(chǎn)生的電壓E1； (2)當(dāng)有電流i通過(guò)時(shí)，電極接觸面由于本身性質(zhì)而反應(yīng)出來(lái)的電位反饋E2。
因此，Eon＝E1+E2 (公式1) 緊接著，在施加電流i測(cè)量電位Eon的過(guò)程中，儀器控制外加電流變?yōu)?，同時(shí)在足夠短的時(shí)間內(nèi)(最好100毫秒以內(nèi)，例如10毫秒，20毫秒，30毫秒，40毫秒，60毫秒，80毫秒，100毫秒。也可以為120毫秒，140毫秒或160毫秒，但時(shí)間不能超過(guò)1秒，否則不能測(cè)得有效數(shù)據(jù))測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極接觸面之間的電位Eoff，我們稱為“斷電電位”。
由于外加電流為0，那么混凝土試樣的電阻R由于有電流i通過(guò)而產(chǎn)生的電壓E1＝0； 由于在斷電后足夠短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量的兩個(gè)電極接觸面之間的電位，根據(jù)電化學(xué)理論(兩個(gè)電極接觸面之間可以看成電容，斷電后電位是逐步衰減的)，可以認(rèn)為Eoff＝E2。當(dāng)然，隨著時(shí)間的延續(xù)，斷電電位會(huì)衰減，時(shí)間越長(zhǎng)測(cè)到的數(shù)據(jù)就沒(méi)有意義了，所以儀器設(shè)置要求最好100毫秒以內(nèi)測(cè)量斷電電位，例如10毫秒，20毫秒，30毫秒，40毫秒，60毫秒，80毫秒，100毫秒。也可以為120毫秒，140毫秒或160毫秒，但時(shí)間不能超過(guò)1秒，否則不能測(cè)得有效數(shù)據(jù)。
將Eoff＝E2帶入公式1，Eon＝E1+Eoff 由于Eon和Eoff可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，這樣E1＝Eon-Eoff便可以得到。
知道E1和外加電流i，就可以計(jì)算混凝土的電阻R R＝E1/i 進(jìn)一步根據(jù)兩個(gè)電極接觸面之間的距離和電極接觸面的面積算出混凝土的電阻率。
測(cè)量的時(shí)候會(huì)外加一組電流，逐個(gè)測(cè)量斷電電位和通電電位，算出E1電位，通過(guò)數(shù)據(jù)的直線擬合得到斜率，即混凝土的電阻值。也可以只測(cè)一次，測(cè)量的結(jié)果和原點(diǎn)組成計(jì)算數(shù)據(jù)，得到混凝土電阻率的結(jié)果。
傳感元件的示意圖見(jiàn)圖3。接觸傳感器有2個(gè)電極接觸面，接觸面優(yōu)選無(wú)尖銳頂點(diǎn)的圓形，接觸面與接觸面的基座之間不能有任何微小的縫隙，電極為銅合金材質(zhì)、或者不銹鋼材質(zhì)，或者其它耐蝕合金材質(zhì)，電極接觸面通過(guò)接觸海綿與待測(cè)的混凝土面接觸。盡可能避免傳感器電極之間的混凝土內(nèi)有鋼筋存在。傳感器電極系統(tǒng)的電極表面與混凝土表面之間通過(guò)浸水的海綿而存在完全的接觸。接觸海綿浸水的程度以用水浸后用手輕輕擰干，并用手指拿住海綿一角，海綿基本上不自發(fā)向下滴水為優(yōu)選狀態(tài)。傳感器電極之間的間距決定于夾在之間的混凝土的厚度，間距的調(diào)節(jié)方式是通過(guò)滑桿和固定螺釘調(diào)節(jié)和固定。夾具也可以通過(guò)其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳感器電極安裝好之后，測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器電極面之間的距離并記錄。本實(shí)施例中，分別用了2根傳感器連接線將傳感器電極與裝置控制元件相連接，用于保證連接的可靠性。
圖3所示的混凝土電阻率測(cè)量裝置與圖2所示的混凝土電阻率測(cè)量裝置相比，最主要的變化是增加了固定重量物品10，其目的在于確保本發(fā)明混凝土電阻率測(cè)量裝置在每次測(cè)量過(guò)程中，接觸海綿的含水量基本一致。由于每位實(shí)驗(yàn)操作者自身感受到的“海綿基本上不自發(fā)向下滴水的狀態(tài)”可能會(huì)有所不同，從而可能由于接觸海綿的測(cè)量狀態(tài)的含水量不同，這可能會(huì)造成一定的系統(tǒng)誤差。需要說(shuō)明的是，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，所述系統(tǒng)誤差是可以接受的。在本發(fā)明圖3所示的實(shí)施例中，增加了固定重量物品10。在使用本發(fā)明裝置測(cè)量混凝土的電阻率時(shí)，將固定重量物品10壓在待測(cè)混凝土與兩塊接觸海綿之上(如圖3所示)，由固定重量物品10將其自身重力施加于所述接觸海綿上，測(cè)試者不在施加任何外力。這樣就確保了每次測(cè)量時(shí)，施加在接觸海綿的力是恒定的，從而保證了接觸海綿在測(cè)量時(shí)含水量為一個(gè)恒定值，降低了系統(tǒng)誤差，提高了測(cè)量的精確度。
如圖4，圖5所示，分別為本實(shí)用新型實(shí)施例所述混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)得的數(shù)據(jù)圖。四電極法和單電機(jī)法的測(cè)量每次只能出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)顯示在表頭上，本發(fā)明儀器每個(gè)直流電流和通/斷電電位都可以得到一個(gè)數(shù)據(jù)，多次測(cè)量就可以得到多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，因而可以進(jìn)行誤差分析，不同的數(shù)據(jù)在本發(fā)明儀器客戶端顯示為一條直線，可以證明數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
圖4、圖5中，待測(cè)的混凝土塊的幾何尺寸為100×100×100mm的混凝土試塊，養(yǎng)護(hù)條件為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度為20±2℃，相對(duì)濕度為≥95％的條件下養(yǎng)護(hù)28天。
圖4為對(duì)所述混凝土試塊的左、右面與試驗(yàn)儀器的電極接觸面接觸進(jìn)行測(cè)試得到的測(cè)試結(jié)果。其中，橫坐標(biāo)為外加電流，縱坐標(biāo)為測(cè)量到的電位值，黑色的方點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，直線為最小二乘法擬合的直線。對(duì)所述混凝土試塊的左、右面與試驗(yàn)儀器的電極接觸面接觸進(jìn)行測(cè)試，起始外加電流為-100μA，階躍電流為20μA，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，經(jīng)過(guò)最小二乘法擬合得到為混凝土電阻率為20.34kΩ.cm。
圖5為對(duì)所述混凝土試塊的前、后面與試驗(yàn)儀器的電極接觸面接觸進(jìn)行測(cè)試得到的測(cè)試結(jié)果。其中，橫坐標(biāo)為外加電流，縱坐標(biāo)為測(cè)量到的電位值，黑色的方點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，直線為最小二乘法擬合的直線。起始外加電流為-80μA，階躍電流為10μA，試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)最小二乘法擬合得到為混凝土電阻率為20.50kΩ.cm。
從圖4、圖5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)試塊測(cè)量的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性非常好，而且測(cè)量數(shù)據(jù)的線性也非常好。
針對(duì)上述檢測(cè)的混凝土塊，采用傳統(tǒng)的電阻率測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)試對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下 采用四電極法測(cè)量上述混凝土塊，分別得到如下數(shù)據(jù)17.6kΩ.cm、19.2kΩ.cm、25.8kΩ.cm和24.6kΩ.cm，數(shù)據(jù)的精度和重現(xiàn)性明顯不如本發(fā)明裝置。
采用單電極法測(cè)量上述混凝土塊，分別得到如下數(shù)據(jù)32.5kW.cm、41.3kW.cm和12.9kW，數(shù)據(jù)的精度和重現(xiàn)性明顯不如本發(fā)明裝置。
本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)多次測(cè)量數(shù)據(jù)后通過(guò)多點(diǎn)去平均的計(jì)算方法，最新二乘法擬合或其他數(shù)據(jù)擬合方法得到最終的混凝土電阻率的數(shù)據(jù)，也可以只測(cè)量一次，獲得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到混凝土電阻率。
權(quán)利要求1.一種混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，包括兩個(gè)電極、給定夾具、傳感元件、控制元件、輸入元件和運(yùn)算元件；所述電極設(shè)置固定接觸面，分別與傳感元件相連；所述控制元件分別與傳感元件和運(yùn)算元件相連；所述運(yùn)算元件與輸入元件和傳感元件相連，用于根據(jù)傳感元件傳送的通電電位和斷電電位計(jì)算混凝土電阻率；所述固定接觸面通過(guò)接觸海綿與待測(cè)的混凝土面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步設(shè)有輸出元件，與控制元件和運(yùn)算元件相連，用于將運(yùn)算元件計(jì)算出的混凝土電阻率輸出到客戶端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步設(shè)置有滑桿和固定螺釘，所述兩個(gè)電極之間間距通過(guò)滑桿和固定螺釘調(diào)節(jié)和固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述輸入元件與運(yùn)算元件相連，用于輸入兩個(gè)電極之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述輸入元件與運(yùn)算元件和控制元件相連，用于輸入兩個(gè)電極與待測(cè)混凝土的接觸面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述混凝土電阻率測(cè)量裝置，其特征在于，所述裝置分別采用2根傳感器連接線將傳感元件與所述控制元件相連接，用于保證連接的可靠性。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種混凝土電阻率測(cè)量裝置，包括兩個(gè)電極、給定夾具、傳感元件、控制元件、輸入元件和運(yùn)算元件。電極設(shè)置固定接觸面，分別與傳感元件相連?？刂圃謩e與傳感元件和運(yùn)算元件相連。運(yùn)算元件與輸入元件和傳感元件相連。本實(shí)用新型混凝土電阻率測(cè)量方法及裝置在不用破壞待測(cè)混凝土表面結(jié)構(gòu)的情況下直接測(cè)量混凝土電阻率。本實(shí)用新型混凝土電阻率測(cè)量方法測(cè)量精度高，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定，且測(cè)量方法快速準(zhǔn)確、測(cè)量?jī)x器操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01R27/02GK201540332SQ200920163209
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者郝挺宇, 吳志剛, 丁寶峰, 涂玉波, 劉俊元, 張曉磊, 蘇波, 梅名虎 申請(qǐng)人:北京冶建特種材料有限公司, 中冶建筑研究總院有限公司