[实用新型]外置传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及混凝土结构的健康监测领域，尤指一种外置传感器。

背景技术

伴随着新技术的发展，混凝土结构物朝着大型化、高层化发展；结构形式也愈加复杂，所处环境更为严苛。为及时了解混凝土结构的使用情况，并对结构损伤状况做出预判，结构长周期健康监测的需求已经逐渐增大。传统电阻应变片在测量混凝土结构应变时，一般需要贴设在混凝土结构表面，因此，传统的电阻应变片不能满足在水下、酸碱等复杂环境中工作的测量要求，同时，会产生零漂现象，这极大地限制了应变片的使用寿命。

因此，本申请人致力于申请一种新型的外置传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外置传感器，外置传感器的结构简单，可以对水中或酸碱复杂环境中的混凝土结构进行较长周期内的损伤情况监测。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种外置传感器，用于测量混凝土结构的内部应变，包括：一对固定件，所述固定件的第一部分固定在所述混凝土结构中，第二部分伸出所述混凝土结构；记忆合金传感丝，设置在一对所述固定件之间且处于张紧状态，其两端分别与一对所述固定件的第二部分连接，且位于所述混凝土结构外部；一对导线，均与所述记忆合金传感丝连接，且分别位于所述记忆合金传感丝的两端，用于与监测器连接。

优选地，所述固定件包括螺栓套筒及螺栓，所述螺栓套筒设置在所述混凝土结构中，且所述螺栓套筒的开口露出于所述混凝土结构，所述螺栓与所述螺栓套筒螺纹连接，所述螺栓伸出于所述螺纹套筒的部分用于安装所述记忆合金传感丝。

优选地，所述固定件中的螺栓套筒的数目为多个，多个所述螺栓套筒设置在所述混凝土结构中，且任意两个所述螺栓套筒之间具有间隔，所述螺栓螺纹连接于任意一个所述螺栓套筒中。

优选地，所述记忆合金传感丝为Ti-Ni记忆合金；和/或；所述导线为铜质导线。

优选地，所述记忆合金传感丝的直径小于1mm；和/或；一对所述固定件之间的间距为100～200mm。

优选地，所述记忆合金传感丝的两端分别缠绕固定在一对所述固定件上，且所述记忆合金传感丝与所述固定件之间的缠绕部分通过胶水固定。

优选地，所述导线焊接在所述记忆合金传感丝上，且二者之间的焊点上设有胶水层。

本实用新型还公开了一种通过上述外置传感器监测混凝土结构内部应变的方法：将一对所述固定件的第一部分设置在混凝土结构中，其第二部分伸出于所述混凝土结构，在一对所述固定件之间设置一记忆合金传感丝，所述记忆合金传感丝的两端分别固定在一对固定件的第二部分上并张紧，且所述记忆合金传感丝位于所述混凝土结构外部，在所述记忆合金传感丝上连接导线，所述混凝土结构的结构变化时，所述记忆合金传感丝变形，所述记忆合金传感丝的阻值发生变化，一对所述导线将所述记忆合金传感丝的阻值变化传输至监测器。

优选地，在上述监测方法中，一次监测结束，进行下次监测前，先对所述记忆合金传感丝进行加热，直至所述记忆合金传感丝恢复变形前的形状。

本实用新型的外置传感器可以实现以下任意一种有益效果。

1、本实用新型的外置传感器结构简单，当混凝土结构发生形变时，混凝土结构会带动设置在其中的一对固定件，进一步导致设置在固定件之间的记忆合金传感丝发生形变，记忆合金传感丝的阻值会随着形变发生变化，导线将记忆合金传感丝的阻值变化传输给监测器，从而检测出混凝土结构的应变变化值，进而判断出结构的损伤状况。

2、本实用新型的外置传感器中记忆合金传感丝安装在伸出于混凝土结构中的固定件上，当需要监测处于水下或者酸碱等复杂环境中的混凝土结构的健康情况时，只需将固定件的长度加长，使安装在固定件上的记忆合金传感丝伸出于水中或者酸碱等复杂环境中即可，这样设置可以有效保证记忆合金传感丝及导线的导电性，从而保证监测数据的准确性，避免零漂现象。

3、本实用新型的外置传感器中固定件为设置在混凝土结构中的螺栓套筒及与螺栓套筒螺纹连接的螺栓，记忆合金传感丝设置在螺栓上，这样设置便于记忆合金传感丝的安装与更换。

4、本实用新型的外置传感器中记忆合金传感丝采用Ti-Ni记忆合金，相较于传统的康铜应变片，Ti-Ni记忆合金的测量灵敏度较高，且较为耐酸、耐碱，适用于腐蚀性较强的环境，另外，Ti-Ni记忆合金具有良好的变形恢复性能，可以进行多次重复测量，从而降低记忆合金传感丝的更换频率。