欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器及其制備方法

文檔序號:6130233閱讀:202來源:國知局
專利名稱:五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種土木工程中用的傳感器技術(shù),具體涉及一種土木工 程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測用鋼筋腐蝕監(jiān)測傳感器。(二) 背景技術(shù)在混凝土環(huán)境下,由于混凝土的多孔性,水分與氧氣可以沿著孔隙 和裂紋遷移,這恰好是低碳鋼和高強度合金鋼等鋼材腐蝕的必要條件。 在大多數(shù)情形下沒有發(fā)生腐蝕的原因是這些孔隙中由于水泥的水化過程形成了高濃度的鈣、鈉和鉀的氫氧化物,從而保持了 PH值在12 — 13之 間,這一高堿度環(huán)境是鋼材鈍化,形成致密的^型氧化鐵防止了鋼材的快 速腐蝕。然而當C1—(來自除冰鹽或者海水)經(jīng)過混凝土表面在鋼筋表 面進行聚集或者由于C02(來自大氣,也是造成全球氣候變暖的重要因素 之一)的作用使孔溶液PH值降低的情況下,鈍化膜遭到破壞,混凝土對 鋼筋的保護作用失效,在02以及H20充足的情況下鋼筋截面積減小或者 出現(xiàn)蝕點。過去的研究表明鋼筋銹蝕是造成鋼混結(jié)構(gòu)損傷以及失效的原因之 一,全世界對腐蝕結(jié)構(gòu)的維護維修以及更換構(gòu)件投入了大量的費用,在 土木工程中鋼筋銹蝕的監(jiān)測是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及全壽命設(shè)計的重要組成 部分。土木工程中絕大多數(shù)(除了部分高溫氧化反應(yīng)外)鋼材的銹蝕過 程都是電化學過程,所以電化學方法成為監(jiān)測結(jié)構(gòu)中鋼材銹蝕的最本質(zhì) 的方法。近些年來國內(nèi)外的科研工作者采用電化學方法對腐蝕科學問題 進行了大量的研究,通過穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)電化學方法的研究,不但能夠獲得 諸如腐蝕電流密度、腐蝕速率這樣的基本參數(shù),還能夠得知揭示腐蝕電 化學過程的更詳細的信息,如極化電阻、雙電層電容、擴散過程、點蝕 的發(fā)生過程等。這些參數(shù)的測量能夠為腐蝕監(jiān)測提供更加可靠的依據(jù)。電化學方法是揭示腐蝕科學問題的最本質(zhì)的方法,然而過去釆用電 化學方法研究腐蝕問題絕大部分處于實驗室狀態(tài)下進行的,如何將電化 學方法應(yīng)用于實際工程成為近幾年國內(nèi)外研究的熱點。亳無疑問電化學 方法從原理上講是成熟和可靠的,針對具體工程如何架構(gòu)傳感器及采集 系統(tǒng),為電化學方法搭建應(yīng)用平臺是實際工程要解決的具體技術(shù)問題, 這也是與機遇并存的挑戰(zhàn)。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中具有長壽 命、性能穩(wěn)定的五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器。本發(fā)明的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為它包括分別安裝在殼體預留固定孔內(nèi)的參比 電極、輔助電極、工作電極、兩個與所監(jiān)測鋼材材料完全相同的等同電 極以及傳感器殼體,殼體呈簡狀,工作電極、輔助電極以及兩個等同電
極間隔設(shè)置,工作電極、兩個等同電極以及輔助電極分別連接導線,導 線引出傳感器殼體。本發(fā)明的產(chǎn)品還可以包括這樣一 些結(jié)構(gòu)特征1 、所述的參比電極為ASSRE -1全固態(tài)參比電極,采用 Ag/AgCl/KClsat體系,由從參比電極的軸心向外依次為純度為99.99%的 Ag、 AgCl層、三組分多孔層以及水泥漿層構(gòu)成;2、 所述的參比電極為Mn02固態(tài)參比電極或液態(tài)參比電極;3、 所述的輔助電極為石墨電極;4、 所述的輔助電極為不銹鋼、鉑或其它導電耐腐蝕材料;5、 所述的工作電極、輔助電極以及等同電極呈片狀。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用電化學方法可以對混凝土中鋼筋銹蝕狀態(tài)進行全面監(jiān)測的五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器的制備方法。本發(fā)明的制備方法為首先制備安裝電極位置的簡式殼體和電極護 套,其次進行電極固定板及電極出線及密封區(qū)加工,再次制備參比電極 封裝管,最后進行五電極腐蝕監(jiān)測傳感器的組裝,即將所用電極安裝在 圓簡內(nèi)部的預留位置,首先安裝ASSRE-1全固態(tài)參比電極,然后安裝三 個工作電極,再次安裝石墨輔助電極,最后安裝電極保護套以及出線端 密封帽。本發(fā)明的基本原理是根據(jù)本發(fā)明所提供的五電極腐蝕監(jiān)測傳感器, 采用電化學中的電化學阻抗譜及穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)測試技術(shù)對鋼筋的銹蝕狀態(tài) 進行全面監(jiān)測,同時采用研究點蝕最先進的電化學噪聲技術(shù)進行點蝕發(fā) 生狀態(tài)監(jiān)測。如采用弱極化法對鋼筋銹蝕的極化電阻、B值進行測量, 從而得到鋼筋的銹蝕速率;采用諧波分析方法直接得到鋼筋銹蝕過程中 的腐蝕電流密度;采用恒電流或者恒電位階躍能夠迅速得到鋼筋銹蝕過 程中的極化電阻、鋼筋/混凝土界面的雙電層電容及混凝土電阻等信息; 采用電化學阻抗譜能夠研究鋼筋銹蝕過程中的動力學過程,提供銹蝕過 程的控制信息等;采用:S學'噪聲技術(shù)能夠辨識鋼筋是否發(fā)生點蝕。電化學噪聲分析 (Electrochemical Noise Analysis)是指釆用合適的各種數(shù)學手段或 模型對電化學噪聲進行合理的解析,排除干擾數(shù)據(jù)(干擾噪聲),獲取有 用的信息。電化學噪聲在測量之前,無須預先建立被測體系的電極過程 模型;也無須滿足電化學阻抗譜(EIS)測量所必需阻納的3個基本條件 (因果性、線性和穩(wěn)定性),而且可以實現(xiàn)遠距離監(jiān)測。由電位和電流隨 時間的連續(xù)記錄獲得的EN的分析可以通過很多方法來研究和分析。這些 分析方法包括統(tǒng)計方法、頻域內(nèi)的FFT、 MEM求取功率譜PSD、小波分析、 混沌分析等方法。對電化學噪聲分析最終能夠辨識點蝕是否發(fā)生。本發(fā)明所架構(gòu)的五電極腐蝕監(jiān)測用傳感器為電化學方法在監(jiān)測混凝 土中的鋼筋銹蝕提供了有力的平臺。釆用其中的l個工作電極、全固態(tài) 參比電極以及石墨輔助電極可以進行電化學方法中大多數(shù)性能測試,如 電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)、穩(wěn)
態(tài)及暫態(tài)測試,得到鋼筋銹蝕狀態(tài)的較全面的信息;釆用全固態(tài)參比電 極以及兩個等同電極的架構(gòu)可以實現(xiàn)先進的電化學噪聲測試(Electrochemical Noise Measurement, E麗),能夠?qū)炷林袖摻钍?否存在點蝕傾向進行辨識。應(yīng)用所發(fā)明的五電極腐蝕傳感器,并采用配 套的電化學釆集系統(tǒng),能夠提供混凝土中鋼筋銹蝕的全面信息,為結(jié)構(gòu) 的健康監(jiān)測以及全壽命設(shè)計提供科學依據(jù)。(四)


圖1是已經(jīng)研發(fā)出的未安裝工作電極、兩個等同電極以及輔助電極的本發(fā)明的實體圖;圖2是電極護套部主視圖;圖3是電極護套部俯視圖;圖4是電極固定板主視圖;圖5是電極固定板俯視圖;圖6是電極出線及密封區(qū)主視圖;圖7是電極出線及密封區(qū)左視圖;圖8是全固態(tài)參比電極的封裝管主視圖;圖9是全固態(tài)參比電極的封裝管俯視圖。(五) 具體實施方案下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細的描述本實施例包括分別安裝在殼體預留固定孔內(nèi)的ASSRE-1全固態(tài)參 比電極5、石墨輔助電極、工作電極4、兩個與所監(jiān)測鋼材材料完全相同 的等同電極以及傳感器殼體1,殼體1呈簡狀,工作電極、輔助電極以 及兩個等同電極間隔設(shè)置,工作電極、兩個等同電極以及輔助電極分別 連接導線9,導線9引出傳感器殼體1。 ASSRE-1全固態(tài)參比電極5釆 用Ag/AgCl/KClsat體系,由從參比電極的軸心向外依次為純度為99.99 y。的Ag、 AgCl層、三組分多孔層以及水泥漿層構(gòu)成;工作電極4、輔助 電極以及等同電極呈片狀。本實施例的制備方法為首先制備安裝電極位置的簡式殼體1和電 極護套2,其次進行電極固定板3及電極出線及密封區(qū)加工,再次制備 參比電極封裝管,最后進行五電極腐蝕監(jiān)測傳感器的組裝,即將所用電 極安裝在圓簡內(nèi)部的預留位置,首先安裝ASSRE - 1全固態(tài)參比電極5, 然后安裝三個工作電極4,再次安裝石墨輔助電極,最后安裝電極保護 套以及出線端密封帽6。下面結(jié)合附圖作具體說明1. 電極護套具體尺寸見圖2。釆用有機玻璃制作,側(cè)壁的孔為阻擋混凝土中粒 徑較大的石子進入測試區(qū)域,從而影響測量結(jié)果。在護套的開口端內(nèi)壁 加工M8xl.25、深度為10讓的內(nèi)扣,以使護套與電極固定區(qū)連接。2. 電極固定板加工具體尺寸見圖4。釆用兩片厚度均為10mm的有機玻璃片分別在圓面 的四個象限區(qū)開直徑為10mm以及2mm的孔。在直徑為10mm的孔內(nèi)壁加 工M8xl.25、深度為10mm的內(nèi)扣,以固定工作電極、石墨輔助電極以及 兩個等同電極。直徑為2薩的孔用于出線。然后將兩片用氯仿粘結(jié),必 須保證兩片上的孔的圓心對正。最后在粘結(jié)牢固的兩片有機玻璃外壁加 工M8xl.25、深度為10mm的外扣,用于與電極護套以及密封區(qū)的連接。3. 電極出線及密封區(qū)加工具體尺寸見圖6。在與電極固定區(qū)連接的一端內(nèi)壁加工M8x1.25、深 度為10mm的內(nèi)扣,用于與電極固定區(qū)的連接。4. 參比電極封裝管具體尺寸見圖8。延護套軸線的中間截面處,在180°平面內(nèi)在0°、 90° 及180。處開直徑為2腿的孔,見圖9。這三個小孔的作用是使全固態(tài)參 比電極與混凝土電解質(zhì)導通。5. 五電極腐蝕監(jiān)測傳感器的組裝首先將加工好的工作電極、兩個等同電極以及輔助電極焊接導線, 導線與電極連接處釆用AB膠密封;其次將全固態(tài)參比電極放入封裝管 內(nèi)并固定在圖4所示的電極固定板上,必須保證封裝管中間所開的3個 孔與安裝其它電極的孔的軸線對齊;再次將焊接好導線的工作電極、兩 個等同電極以及輔助電極安裝在圖4所示的電極固定板上,安裝前要在 電極的外扣上纏防水膠帶,在電極出線處再次釆用AB膠或者環(huán)氧樹脂 密封;最后將圖2所示的電極護套以及圖6所示的電極出線及密封套與 圖4所示的安裝好電極的電極固定板連接,其中安裝圖6所示的電極出 線及密封套前將硅酮玻璃膠7注入該護套內(nèi),從而進一步保證密封的可 靠性。
權(quán)利要求
1、 一種五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器,其特征是它包括分別安裝 在殼體預留固定孔內(nèi)的參比電極、輔助電極、工作電極、兩個與所監(jiān)測 鋼材材料完全相同的等同電極以及傳感器殼體,殼體呈簡狀,工作電極、 輔助電極以及兩個等同電極間隔設(shè)置,工作電極、兩個等同電極以及輔 助電極分別連接導線,導線引出傳感器殼體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器,其特征是 所述的參比電極為ASSRE- 1全固態(tài)參比電極,釆用Ag/AgCl/KClsat體 系,由從參比電極的軸心向外依次為純度為99.99%的Ag、 AgCl層、 三組分多孔層以及水泥漿層構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器,其特征是 所述的參比電極為Mn02固態(tài)參比電極或液態(tài)參比電極。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五電極腐蝕傳感器,其特征是所述的 輔助電極為石墨電極。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五電極腐蝕傳感器,其特征是所述的 輔助電極為不銹鋼、鉑或其它導電耐腐蝕材料
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3 、 4或5所述的五電極腐蝕傳感器,其 特征是所述的工作電極、輔助電極以及等同電極呈片狀。
7、 一種五電極腐蝕傳感器的制備方法,其特征是首先制備安裝 電極位置的簡式殼體和電極護套,其次進行電極固定板及電極出線及密 封區(qū)加工,再次制備參比電極封裝管,最后進行五電極腐蝕監(jiān)測傳感器 的組裝,即將所用電極安裝在圓簡內(nèi)部的預留位置,首先安裝ASSRE-1 全固態(tài)參比電極,然后安裝三個工作電極,再次安裝石墨輔助電極,最 后安裝電極保護套以及出線端密封帽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種五電極鋼筋銹蝕監(jiān)測傳感器及其制備方法。它包括分別安裝在殼體預留固定孔內(nèi)的參比電極、輔助電極、工作電極、兩個與所監(jiān)測鋼材材料完全相同的等同電極以及傳感器殼體,殼體呈筒狀,工作電極、輔助電極以及兩個等同電極間隔設(shè)置,工作電極、兩個等同電極以及輔助電極分別連接導線,導線引出傳感器殼體。本發(fā)明采用全固態(tài)參比電極以及兩個等同電極的架構(gòu)可以實現(xiàn)先進的電化學噪聲測試,能夠?qū)炷林袖摻钍欠翊嬖邳c蝕傾向進行辨識。應(yīng)用所發(fā)明的五電極腐蝕傳感器,并采用配套的電化學采集系統(tǒng),能夠提供混凝土中鋼筋銹蝕的全面信息,為結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測以及全壽命設(shè)計提供科學依據(jù)。
文檔編號G01N17/00GK101144769SQ20071014439
公開日2008年3月19日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者喬國富, 歐進萍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
哈尔滨市| 比如县| 本溪市| 凤山县| 柳州市| 贡觉县| 纳雍县| 梅河口市| 缙云县| 徐汇区| 元朗区| 靖江市| 乌恰县| 沂南县| 察雅县| 浑源县| 合阳县| 友谊县| 宜川县| 怀宁县| 新兴县| 黔南| 新和县| 石楼县| 闵行区| 淅川县| 汉川市| 新丰县| 平南县| 阿拉善右旗| 团风县| 承德市| 南充市| 宜都市| 西青区| 浪卡子县| 鸡泽县| 福海县| 皮山县| 滨州市| 万山特区|