本發(fā)明屬于監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋼筋混凝土陰極保護監(jiān)測裝置，特別是一種混凝土監(jiān)測裝置的制備。

技術(shù)背景：

在中國，鋼筋混凝土的陰極保護技術(shù)還處于起步階段。在歐美地區(qū)，鋼筋混凝土的陰極保護技術(shù)盡管已經(jīng)被大量使用，但是所采用的陰極保護監(jiān)測裝置主要采用常規(guī)陰極保護的監(jiān)測方法。例如，美國天然氣技術(shù)研究所正在研制的一種用于監(jiān)測天然氣管線保護狀態(tài)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無線測量方式測量管線的保護電位和陽極輸出電流密度等保護參數(shù)。澳大利亞Metretek公司生產(chǎn)的陰極保護監(jiān)測系統(tǒng)CPM－II主要用來監(jiān)測外加電流陰極保護系統(tǒng)的運行情況，可以遠程監(jiān)測每個外加電流裝置、測試站以及陽極床的運行情況，發(fā)現(xiàn)陰極保護系統(tǒng)出現(xiàn)的任何故障，并定位故障地點及時報告。美國INCON公司的TS-CPM陰極保護監(jiān)測系統(tǒng)主要是針對外加電流陰極保護系統(tǒng)設(shè)計，主要用于監(jiān)測陰極保護站內(nèi)恒電位的工作狀態(tài)。系統(tǒng)測量的參數(shù)包括：恒電位儀的輸出電壓和電流，通過專用軟件遠程監(jiān)測陰極保護站內(nèi)的設(shè)備運行情況。總體來看，這些陰極保護監(jiān)測裝置還是主要按照常規(guī)的水下和土壤中的陰極保護技術(shù)來實施監(jiān)測的；對于全浸于水中和土壤中的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，其陰極保護的原理與常規(guī)陰極保護的原理是相同的，可以按常規(guī)的水下和土壤中的陰極保護設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計。而位于潮差帶、飛濺帶和海洋大氣帶的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，其陰極保護設(shè)計則與常規(guī)方法有較大不同，因為其傳輸保護電流的電介質(zhì)是混凝土，確切地講是混凝土內(nèi)部毛細孔內(nèi)的溶液，其導(dǎo)電性是比較低的，常用的陰極保護設(shè)計，不足以克服混凝土介質(zhì)的電阻，所以必須用特殊的陰極保護系統(tǒng)和設(shè)計，才能達到陰極保護的目的。因此， 相應(yīng)的陰極保護監(jiān)測裝置同樣需要特殊的設(shè)計和組成?？傊F(xiàn)有的技術(shù)及其監(jiān)測裝置存在著自動監(jiān)測性能差，信號傳輸和監(jiān)測準確度低，以及對海洋等深埋環(huán)境難以實現(xiàn)陰極保護功能等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計制備一種用于海洋環(huán)境下監(jiān)測鋼筋混凝土陰極保護的系統(tǒng)裝置，在海洋環(huán)境下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞相當(dāng)迅速的，以致于使用2～10年后，有的為了維持其服役性能，所花費的維修費用大大超過結(jié)構(gòu)本身的造價。鋼筋混凝土的防腐蝕有多種方法，而陰極保護是目前唯一能夠長期而有效地抑制氯離子侵蝕鋼筋的方法。影響陰極保護系統(tǒng)的條件隨時間而變，及時檢測陰極保護系統(tǒng)的變化和鋼筋混凝土的腐蝕狀況，是確保鋼筋混凝土陰極保護系統(tǒng)有效運行必要手段；

本發(fā)明的狀態(tài)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集器單元、埋入式傳感器單元、數(shù)據(jù)通訊單元、PC機單元和供電單元，通過數(shù)據(jù)傳輸和電信連通構(gòu)成整體裝置，實現(xiàn)同時監(jiān)測鋼筋的腐蝕參數(shù)和陰極保護效果。本發(fā)明混凝土相應(yīng)監(jiān)測部位的埋入式傳感器單元通過電纜連接到監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集單元上，數(shù)據(jù)采集單元的輸出端連接數(shù)據(jù)通訊單元，通過有線或無線數(shù)據(jù)通訊設(shè)備與PC機進行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)采集單元的使用電壓為12V，由供電單元提供；整機設(shè)計及連接結(jié)構(gòu)主要包括埋入式傳感器單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)通訊單元、供電單元、PC機、模擬信號傳感器、埋入式監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集擴展板、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)通訊接口、無線通訊模塊、有線通訊模塊、電源、電源管理模塊、太陽能電池板、直流電源、交流電源、防水機箱、鋼筋混凝土陰極保護監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)采集器擴展板、數(shù)據(jù)采集器、SC932A接口、通訊模塊、電源管理模塊和鉛酸電池，按照電學(xué)原理和網(wǎng)絡(luò)接線常規(guī)技術(shù)方式電信連通構(gòu)成整體式鋼筋混凝土陰極保護監(jiān)測裝置；

鋼筋的腐蝕參數(shù)包括混凝土的氯離子濃度、混凝土電阻率、鋼筋的極化電阻、溫度和鋼筋的自腐蝕電位，參數(shù)值由埋入式監(jiān)測儀定期測量，以數(shù)字信號的形式通過SDI－12協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器。陰極 保護效果監(jiān)測內(nèi)容包括陰極保護電位、陰極保護電流和斷電后鋼筋的衰減電位等參數(shù)，這些參數(shù)在進入數(shù)據(jù)采集器之前是模擬信號，輸入數(shù)據(jù)采集器后被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所有的監(jiān)測參數(shù)收集可以采用有線或無線的通訊模式，其中有線通訊采用RS232/RS485，無線通訊模式可以采用GSM、GPRS等移動公共網(wǎng)絡(luò)；

模擬信號傳感器包括測量鋼筋電位的參比電極、測量混凝土pH值的電極以及測量鋼筋陰極保護電流的采樣電阻；輸出數(shù)字信號的傳感器集成在埋入式監(jiān)測儀上，能夠測量混凝土的氯離子濃度指示值、電阻率、鋼筋的極化電阻、溫度和鋼筋的自腐蝕電位值。模擬信號傳感器的輸出端用導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集器擴展板。數(shù)據(jù)采集器擴展板將信號輸入到數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)通訊設(shè)備采用光電隔離的數(shù)據(jù)通訊接口與數(shù)據(jù)采集器電連接。監(jiān)測裝置的電源可以采用12V直流電源或交流電源，也可以用太陽能電池板經(jīng)過電源管理模塊供電；利用本發(fā)明建立了一體化的鋼筋腐蝕和保護效果監(jiān)測平臺，除了定期獲得混凝土的氯離子濃度指示值、電阻率、鋼筋的極化電阻、溫度和鋼筋的自腐蝕電位等參數(shù)值，還能夠?qū)⒛M信號(例如陰極保護電位、陰極保護電流和斷電后鋼筋的衰減電位等)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，與數(shù)字信號一道傳輸回監(jiān)測PC機；整套監(jiān)測裝置不僅可以作為鋼筋混凝土的腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，還可以監(jiān)測鋼筋或鋼樁等構(gòu)筑物陰極等保護措施的效果，不僅擴展了混凝土腐蝕監(jiān)測的內(nèi)容和范圍，還極大地提高了鋼筋保護效果監(jiān)測和評估的準確性和可靠性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其操作簡單，監(jiān)測數(shù)據(jù)采集人員強度低；可自動采集多點數(shù)據(jù)，工作效率高；采用數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)存儲、基本數(shù)據(jù)運算，PC機進行數(shù)據(jù)的匯總，可實現(xiàn)各種陰極保護參數(shù)曲線的快速繪制和保存、回放；監(jiān)測裝置的擴展能力很強，可以加載附加傳感器，形成綜合性的監(jiān)測平臺；具有多種數(shù)據(jù)通訊和供電方式，現(xiàn)場安裝使用的適用性好。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明主體結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

圖2是本發(fā)明各單元的電氣連接結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

圖3是本發(fā)明之電氣連接線路原理示意圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結(jié)合附圖尋本發(fā)明做進一步詳細說明；

實施例1：

本實施例的整體設(shè)計及連接組成主要包括埋入式傳感器單元1、數(shù)據(jù)采集單元2、數(shù)據(jù)通訊單元3、供電單元4、PC機5、模擬信號傳感器6、ECI-1埋入式監(jiān)測儀7、數(shù)據(jù)采集擴展板8、數(shù)據(jù)采集器9、數(shù)據(jù)通訊接口10、無線通訊模塊11、有線通訊模塊12、電源13、電源管理模塊14、太陽能電池板15、直流電源16、交流電源17、防水機箱18、鋼筋混凝土陰極保護監(jiān)測裝置19、AM 16/32數(shù)據(jù)采集器擴展板20、CR10X數(shù)據(jù)采集器21、SC932A接口22、TC35T GSM通訊模塊23、CH12R電源管理模塊24和12V鉛酸電池25等；

模擬信號傳感器6包括測量鋼筋電位的參比電極、測量混凝土pH值的電極以及測量鋼筋陰極保護電流的采樣電阻；輸出數(shù)字信號的傳感器集成在埋入式監(jiān)測儀7上，能夠測量混凝土的氯離子濃度指示值、電阻率、鋼筋的極化電阻、溫度和鋼筋的自腐蝕電位值。模擬信號傳感器6的輸出端用導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集器擴展板8。數(shù)據(jù)采集器擴展板8把將信號輸入到數(shù)據(jù)采集器9。數(shù)據(jù)通訊設(shè)備采用光電隔離的數(shù)據(jù)通訊接口10與數(shù)據(jù)采集器9連接。監(jiān)測裝置的電源13可以采用12V直流電源16或交流電源17，也可以用太陽能電池板15經(jīng)過電源管理模塊14供電；傳感器單元1通過電纜連接到監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集單元2上，數(shù)據(jù)采集單元2的輸出端連接數(shù)據(jù)通訊單元3，通過有線或無線數(shù)據(jù)通訊設(shè)備與PC機5進行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)采集單元2的使用電壓為12V，由供電單元4提供；傳感器主要包括兩大類，一類是模擬信號傳感器6，包括測量鋼筋電位的參比電極、測量混凝土pH值的電極以及測量鋼筋陰極保護電流的采樣電阻；另一類是輸出數(shù)字信號的傳感器，它們集成于埋入式監(jiān)測儀7上，能夠測量混凝土的氯離子濃度指示值、電阻率、鋼筋的極化電阻、溫度和鋼筋的自腐蝕電 位值，模擬信號傳感器6的輸出端用導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集器擴展板8，數(shù)據(jù)采集擴展板8將信號輸入到數(shù)據(jù)采集器9，數(shù)據(jù)通訊設(shè)備采用光電隔離的數(shù)據(jù)通訊接口10與數(shù)據(jù)采集器9連接，監(jiān)測裝置的電源13可以采用12V直流電源16或交流電源17，也可以用太陽能電池板15經(jīng)過電源管理模塊14供電，有線通訊模塊12采用RS－485/RS－232方式,數(shù)據(jù)采集器9的輸出端與PC機5連接；無線通訊模塊11采用GSM方式，數(shù)據(jù)采集器9的輸出端通過SC932A接口22與GSM通訊模塊23連接。

實施例2：

本實施例模擬信號傳感器6的電纜連接到AM16/32數(shù)據(jù)采集器擴展板20相應(yīng)信號采集通道上，AM16/32數(shù)據(jù)采集器擴展板20上七個輸出接口分別連接CR10X數(shù)據(jù)采集器21的Res、C8、C7、12V、H1、G1、G之接口，埋入式監(jiān)測儀7的數(shù)字信號電纜分別連接CR10X數(shù)據(jù)采集器21的12V、G、C1的接線口；CR10X數(shù)據(jù)采集器21的12V和G分別連接CH12R電源管理模塊24的12V和G；遠程通訊采用TC35T GSM通訊模塊23，通過SC932A接口22與CR10X數(shù)據(jù)采集器21連接；數(shù)據(jù)通訊采用SDI－12協(xié)議。

本實施例其他電器元件均可采用市售常規(guī)性能的元件，通過電氣連接而形成設(shè)計功能的裝置，從而實現(xiàn)發(fā)明目的的功能。