[发明专利]碳纳米管水泥基复合材料传感器封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程结构监测用传感器的封装制作方法。

背景技术

碳纳米管水泥基复合材料传感器，可用于工程结构的实时健康监测，保证传感器与混凝土环境介质的匹配，减少测量误差，对重大工程防灾减灾及工程安全性和可靠性具有重要作用。工程结构的实时健康监测系统中，传感器子系统作为健康监测系统最前端和最基本的子系统，由多个各类传感器及传感网络组成。传感器可以用来感知结构的荷载和响应信息，并以电、光、声等物理量形式输出。目前发展起来的感知材料与传感元件主要有光导纤维、电阻应变丝、疲劳寿命丝、压电材料、碳纤维、半导体材料和形状记忆合金等。用这些感知材料和传感元件可以制作大规模表面附着式或埋入式传感分布阵列，从而使结构的重要构件或整体具有感知特性，以实现结构实时监测与安全预警的功能。这些传感器在混凝土工程结构健康监测中应用也存在一些弊端和问题。如光纤传感器的需要大量的辅助设备，布控困难，成本昂贵；压电材料（如压电陶瓷等）在应用中多用于简单构件，而且与混凝土材料在材质上不匹配，而且缺少工程检验；形状记忆合金要么较昂贵，要么性能不稳定，而且在非弹性阶段，电阻与应变的关系呈非线性，给信号分析带来困难等。为了减少测量误差，保证传感器与环境介质的匹配是非常重要的。在大型混凝土工程结构的实时健康监测中，需要利用与水泥混凝土介质匹配的新敏感材料开发研制新型传感器（如碳纳米管水泥基复合材料传感器，专利号：ZL201220106580.9），达到传感器与环境介质完全匹配的良好效果。

碳纳米管水泥基复合材料传感器在使用过程中还要注意周围环境介质的影响，环境温湿度变化显著或电磁环境复杂区域，都会影响传感器的测量精度和使用效果，因此碳纳米管水泥基复合材料传感器封装方法的可靠与高效，才能保证传感器具有较好的应用效果。

发明内容

本发明对碳纳米管水泥基复合材料传感器进行有效可靠封装，用于工程结构的实时健康监测，使传感器受环境温湿度的影响降到最小，保证测量精度，技术方案如下：

1、碳纳米管水泥基复合材料传感器金属接线柱外面覆盖保护套。

2、在碳纳米管水泥基复合材料传感器棱柱体各个表面均匀涂刷一薄层防腐蚀、隔热防潮、绝缘以及可硬化的涂料或胶粘剂，如环氧树脂等。

3、在涂料或胶粘剂完全硬化前，在表面进行打毛处理，使表面足够粗糙，有利于放置在结构中同周围混凝土介质的粘结牢固。

4、去掉碳纳米管水泥基复合材料传感器接线柱保护套，传感器涂层完全硬化，传感器封装制作完成。

本发明内容产生以下有益效果：

（1）碳纳米管水泥基复合材料传感器采用该方法封装后，传感器自身具有防腐蚀、隔热防潮、绝缘等特性，工程结构健康监测中不受外界环境的影响，测定数据可靠；

（2）传感器与混凝土环境介质粘结牢固，减少测量误差；

（3）传感器封装制作方法简单，投资较少。

附图说明    

图1为碳纳米管水泥基复合材料传感器封装示意图；

图2为碳纳米管水泥基复合材料传感器封装后剖面示意图；

图中：

1——碳纳米管水泥基复合材料传感器；2——碳纳米管水泥基复合材料传感器接线柱；3——碳纳米管水泥基复合材料传感器外表面涂层；4——涂层打毛。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施例详细描述。

首先，将碳纳米管水泥基复合材料传感器金属接线柱2进行保护，外面覆盖保护套，防止涂刷胶粘剂或涂料时被破坏或弄脏，在碳纳米管水泥基复合材料传感器各个表面涂刷胶粘剂或涂料，如环氧树脂等，进行涂层3的制作，涂层完全硬化前，在表面进行打毛处理，使表面足够粗糙。去掉碳纳米管水泥基复合材料传感器接线柱保护套，传感器涂层完全硬化后即可进行工程使用。