本實(shí)用新型涉及混凝土結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤指一種內(nèi)置傳感器。

背景技術(shù)：

隨著城市的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)利用越來越廣泛，大量的地下工程應(yīng)運(yùn)而生。深大基坑的大量增加，對(duì)施工安全提出了很高的要求，基坑變形監(jiān)測(cè)作為保證基坑安全的措施也顯得愈發(fā)重要。傳統(tǒng)的基坑監(jiān)測(cè)方式之一是利用應(yīng)變片貼附在應(yīng)力相對(duì)集中的位置，通過應(yīng)變片反映出的應(yīng)變量判斷結(jié)構(gòu)的受力或位移狀況，從而制定應(yīng)對(duì)措施。傳統(tǒng)康銅應(yīng)變片一般僅能外貼于混凝土結(jié)構(gòu)上，測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)變，但是，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的健康影響更為顯著。

因此，本申請(qǐng)人一種新型的內(nèi)置傳感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種內(nèi)置傳感器，內(nèi)置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以在較長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種內(nèi)置傳感器，用于測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變，包括：一對(duì)固定件，固定在所述混凝土結(jié)構(gòu)中；記憶合金傳感絲，設(shè)置在一對(duì)所述固定件之間且處于張緊狀態(tài)，其兩端分別與一對(duì)所述固定件連接，位于所述混凝土結(jié)構(gòu)中；一對(duì)導(dǎo)線，一對(duì)所述導(dǎo)線均與所述記憶合金傳感絲連接，且一對(duì)所述導(dǎo)線分別位于所述記憶合金傳感絲的兩端，所述導(dǎo)線的第一部分位于所述混凝土結(jié)構(gòu)中，第二部分伸出所述混凝土結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)線的第二部分用于與監(jiān)測(cè)器連接。

優(yōu)選地，所述記憶合金傳感絲為Ti-Ni記憶合金；和/或；所述導(dǎo)線為銅質(zhì)導(dǎo)線。

優(yōu)選地，所述記憶合金傳感絲的直徑小于1mm；和/或；一對(duì)所述固定件的間距為100～200mm。

優(yōu)選地，所述記憶合金傳感絲的兩端分別纏繞固定在一對(duì)所述固定件上，且所述記憶合金傳感絲與所述固定件之間通過膠水固定。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)線焊接在所述記憶合金傳感絲上，且二者之間通過膠水固定。

本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器可以實(shí)現(xiàn)以下任意一種有益效果。

1、本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)帶動(dòng)設(shè)置在其中的一對(duì)固定件，進(jìn)一步使設(shè)置在固定件之間的記憶合金傳感絲發(fā)生形變，記憶合金傳感絲的阻值會(huì)隨著形變發(fā)生變化，導(dǎo)線將記憶合金傳感絲的阻值變化傳輸給監(jiān)測(cè)器，從而檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變變化值，進(jìn)而判斷出混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷狀況。

2、本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器結(jié)構(gòu)中記憶合金傳感絲采用Ti-Ni記憶合金，相較于傳統(tǒng)的康銅應(yīng)變片，Ti-Ni記憶合金的測(cè)量靈敏度較高，且耐酸、耐堿，適用于腐蝕性環(huán)境，另外，Ti-Ni記憶合金具有良好的變形恢復(fù)性能，可以進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量。

3、本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器中記憶合金傳感絲纏繞在固定件上并通過膠水進(jìn)一步固定，導(dǎo)線焊接在記憶合金傳感絲上并通過膠水進(jìn)一步固定，這樣設(shè)置均可以保證外埋傳感器的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，從而保證其監(jiān)測(cè)效果的準(zhǔn)確性。

4、本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變的方法步驟簡(jiǎn)單，容易操作，可以準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變情況，并且記憶合金傳感絲在一次監(jiān)測(cè)結(jié)束后只需加熱就可以進(jìn)行下次監(jiān)測(cè)，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變的長(zhǎng)周期監(jiān)測(cè)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器的一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中所示的內(nèi)置傳感器在安裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：

固定件10；記憶合金傳感絲20；導(dǎo)線30；混凝土結(jié)構(gòu)40；

主筋A(yù)，箍筋B，連接處C，焊接點(diǎn)D。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

實(shí)施例一

結(jié)合圖1和圖2所示，本具體實(shí)施例公開了一種內(nèi)置傳感器，用于測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)40的內(nèi)部應(yīng)變。內(nèi)置傳感器包括：一對(duì)固定件10，固定在混凝土結(jié)構(gòu)40中；記憶合金傳感絲20，設(shè)置在一對(duì)固定件10之間且處于張緊狀態(tài)，其兩端分別與一對(duì)固定件10連接，位于混凝土結(jié)構(gòu)40中；一對(duì)導(dǎo)線30，一對(duì)導(dǎo)線30均與記憶合金傳感絲20連接，且一對(duì)導(dǎo)線30分別位于記憶合金傳感絲20的兩端，導(dǎo)線30的第一部分位于混凝土結(jié)構(gòu)40中，第二部分伸出混凝土結(jié)構(gòu)40，導(dǎo)線30的第二部分用于與監(jiān)測(cè)器連接。

本實(shí)施例中的內(nèi)置傳感器中通過記憶合金傳感絲20的形變來監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)40的內(nèi)部應(yīng)變，相比于傳統(tǒng)應(yīng)變片中采用的康銅材料，記憶合金的電阻率具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在同等變形條件下，記憶合金有較大的電阻變化，測(cè)量靈敏度大大提高。

如圖2所示，混凝土結(jié)構(gòu)40在制作成型時(shí)，都需要在混凝土結(jié)構(gòu)40設(shè)置主筋A(yù)和箍筋B，在本實(shí)施例中，記憶合金傳感絲20設(shè)置在一對(duì)箍筋B之間，也就是說，在本實(shí)施例中混凝土結(jié)構(gòu)40中的箍筋可以作為記憶合金傳感絲20中的固定件10。

在本實(shí)施例中，記憶合金傳感絲20具體為Ti-Ni記憶合金。Ti-Ni記憶合金不溶于常見的酸，如鹽酸、硫酸、硝酸，也不與堿發(fā)生反應(yīng)，特別適用于腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境，并且，Ti-Ni記憶合金具有良好的變形恢復(fù)性能，可恢復(fù)應(yīng)變一般可達(dá)8％，可多次重復(fù)測(cè)量。另外，本實(shí)施例中的記憶合金傳感絲20的直徑小于1mm，另外，一對(duì)固定件10之間的間距為150mm，也就是說，一對(duì)固定件10之間的記憶合金傳感絲20的長(zhǎng)度為150mm。導(dǎo)線30選用銅質(zhì)導(dǎo)線。

在本實(shí)施例中，記憶合金傳感絲20的兩端分別纏繞固定在一對(duì)固定件10上，且記憶合金傳感絲20與固定件的纏繞部分通過502膠水固定。另外，銅導(dǎo)線30與記憶合金傳感絲20通過錫焊連接，且二者之間的焊點(diǎn)上設(shè)有膠水層，此處的膠水層由502膠水制得，502膠水層對(duì)二者的焊點(diǎn)進(jìn)行加固和保護(hù)。

當(dāng)然了，在其他具體實(shí)施例中，本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器中記憶合金傳感絲還可以選擇其他的記憶合金材料，銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金等；導(dǎo)線也可以選擇金、銀、鐵、錫、鋁等導(dǎo)體材料；一對(duì)固定件的間距還可以為100mm、125mm、140mm、165mm、180mm、200mm等；此外，記憶合金傳感絲與固定件之間的連接方式及記憶合金傳感絲與導(dǎo)體之間的連接方式均可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，此處不再贅述。

實(shí)施例二

本實(shí)用新型還公開了一種通過上述內(nèi)置傳感器監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變的方法：在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)置一對(duì)固定件，在一對(duì)固定件之間設(shè)置一記憶合金傳感絲，記憶合金傳感絲的兩端分別固定在一對(duì)固定件上，并使記憶合金傳感絲在一對(duì)固定件之間張緊，在記憶合金傳感絲上連接導(dǎo)線，并且將導(dǎo)線伸出于混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)變化時(shí)，記憶合金傳感絲變形，記憶合金傳感絲的阻值發(fā)生變化，一對(duì)導(dǎo)線將記憶合金傳感絲的阻值變化傳輸至監(jiān)測(cè)器，監(jiān)測(cè)器根據(jù)記憶合金傳感絲的“應(yīng)變-電阻率”關(guān)系判斷出混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)變情況。

當(dāng)一次監(jiān)測(cè)結(jié)束后，進(jìn)行下次監(jiān)測(cè)前，先對(duì)記憶合金傳感器進(jìn)行加熱，直至記憶合金傳感絲恢復(fù)變形前的形狀。對(duì)記憶合金傳感絲的加熱時(shí)間及溫度需要根據(jù)記憶合金傳感絲的具體尺寸及其變形程度進(jìn)行具體設(shè)置。

本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量靈敏度高，可以有效監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的健康狀況，并且，本實(shí)用新型的內(nèi)置傳感器可以適用于酸堿環(huán)境或者水中，適用范圍廣，且使用周期長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)周期內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變的方法步驟少，易操作，可應(yīng)用于房屋、道路、隧道、橋梁、堤壩、港口等混凝土結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。