一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括埋入式傳感器和外部電路。埋人式傳感器為基于鋼筋等效物的LC振蕩電路，外部電路分為外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路。外部檢測(cè)電路的主要功能為L(zhǎng)C振蕩電路提供掃頻激勵(lì)源并從埋入式傳感器采集反映鋼筋腐蝕情況的信號(hào)，無(wú)線收發(fā)電路負(fù)責(zé)保持節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信。通過(guò)不同粗細(xì)鋼絲的通斷情況能夠反映混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的不同腐蝕程度。該系統(tǒng)具有無(wú)線無(wú)源，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)特點(diǎn)，而且相對(duì)于傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)，該方法能夠反映混凝土中不同的鋼筋腐蝕程度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化的原因主要有混凝土材料自身的腐蝕和鋼筋腐蝕兩大類，其中鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的最重要的因素。鋼筋的銹蝕會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件承載力下降和延性的降低，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，嚴(yán)重的銹蝕甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。混凝土中鋼筋腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，電化學(xué)測(cè)量是反映其本質(zhì)過(guò)程的有力手段，目前較常用的電化學(xué)檢測(cè)方法主要為半電池電位法，但半電池電位法只能定性的判斷鋼筋腐蝕的腐蝕概率，且不可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物混凝土中鋼筋腐蝕的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。技術(shù)方案:一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括埋入式傳感器和外部電路；其中:所述埋入式傳感器為預(yù)埋入混凝土的LC諧振電路，所述LC諧振電路中包括若干個(gè)電容并聯(lián)支路，每個(gè)電容并聯(lián)支路都串聯(lián)不同粗細(xì)的鋼筋；所述外部電路包括外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路；所述外部檢測(cè)電路用于提供所述埋入式傳感器中電路工作的掃頻激勵(lì)源，并將所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)通過(guò)所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，所述外部檢測(cè)電路包括單片機(jī)、DDS交流掃頻激勵(lì)源電路以及峰值檢波電路；所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路，所述DDS交流掃頻激勵(lì)源根據(jù)單片機(jī)的控制發(fā)出頻率可調(diào)的振蕩信號(hào)后通過(guò)耦合線圈發(fā)送到入式傳感器，并將接收的所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)發(fā)送至所述峰值檢波電路；所述峰值檢波電路用于緩沖所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路的緩沖峰值檢波信號(hào)后發(fā)送到所述單片機(jī)；所述單片機(jī)根據(jù)接收的信號(hào)計(jì)算得到所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率后通過(guò)連接的所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。有益效果:本專利技術(shù)的一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)不同粗細(xì)鋼絲的通斷情況能夠反映混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的不同腐蝕程度。該系統(tǒng)具有無(wú)線無(wú)源，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)特點(diǎn)，而且相對(duì)于傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)，該方法能夠反映混凝土中不同的鋼筋腐蝕程度。同時(shí)具有功耗低，傳輸距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定等特點(diǎn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，外部電路能夠自動(dòng)采集鋼筋腐蝕信息以代替各種昂貴的儀器對(duì)鋼筋的腐蝕情況進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。【附圖說(shuō)明】圖1為本專利技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做更進(jìn)一步的解釋。如圖1所示，一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括埋入式傳感器和外部電路；其中:所述埋入式傳感器為預(yù)埋入混凝土的LC諧振電路，所述LC諧振電路中包括若干個(gè)電容并聯(lián)支路，每個(gè)電容并聯(lián)支路都串聯(lián)不同粗細(xì)的鋼筋；所述外部電路包括外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路；其中所述外部檢測(cè)電路包括單片機(jī)、DDS交流掃頻激勵(lì)源電路以及峰值檢波電路；所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路，所述DDS交流掃頻激勵(lì)源根據(jù)單片機(jī)的控制發(fā)出頻率可調(diào)的振蕩信號(hào)后通過(guò)耦合線圈發(fā)送到入式傳感器，并將接收的所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)發(fā)送至所述峰值檢波電路；所述峰值檢波電路用于緩沖所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路的緩沖峰值檢波信號(hào)后發(fā)送到所述單片機(jī)；所述單片機(jī)根據(jù)接收的信號(hào)計(jì)算得到所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率后通過(guò)連接的所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。封裝好后的埋入式傳感器埋置于混凝土結(jié)構(gòu)中待監(jiān)測(cè)鋼筋附近。下面用不同開(kāi)關(guān)表示接入的不同粗細(xì)的鋼筋，當(dāng)混凝土中鋼筋腐蝕時(shí)，埋入式傳感器中鋼筋依次斷開(kāi)，在電路中表現(xiàn)即為開(kāi)關(guān)依次斷開(kāi)，外部檢測(cè)電路的諧振頻率相應(yīng)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋腐蝕信號(hào)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的無(wú)線傳輸。電路中的電感或電容的變化會(huì)引起電路的諧振頻率的變化，其中開(kāi)關(guān)K1、K2、K3，表示不同粗細(xì)的鋼絲，K1最粗，K3最細(xì)。它們的腐蝕斷開(kāi)次序?yàn)镵3，K2，K1。當(dāng)開(kāi)關(guān)ΚΙ、K2、K3都閉合時(shí)，即腐蝕情況尚未呈現(xiàn)，諧振頻率取決于四個(gè)電容之和，即總電容C =C0+C1+C2+C3 ;當(dāng)開(kāi)關(guān)K3打開(kāi)時(shí)，電容C3就從電路中去除了，此時(shí)腐蝕程度較輕微，即總電容C = C0+C1+C2，造成了諧振頻率的升高；依次類推，當(dāng)鋼筋腐蝕情況逐漸加深時(shí)，K2、K1依次斷開(kāi)，總電容逐漸減小，從而諧振頻率逐漸升高。這樣，電路的諧振頻率就取決于開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，通過(guò)諧振頻率的測(cè)量，可以確定各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，從而確定混凝土中鋼筋的腐蝕情況。以上所述僅是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專利技術(shù)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)視為本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。【主權(quán)項(xiàng)】1.一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括埋入式傳感器和外部電路；其中: 所述埋入式傳感器為預(yù)埋入混凝土的LC諧振電路，所述LC諧振電路中包括若干個(gè)電容并聯(lián)支路，每個(gè)電容并聯(lián)支路都串聯(lián)不同粗細(xì)的鋼筋； 所述外部電路包括外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路；所述外部檢測(cè)電路用于提供所述埋入式傳感器中電路工作的掃頻激勵(lì)源，并將所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)通過(guò)所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述外部檢測(cè)電路包括單片機(jī)、DDS交流掃頻激勵(lì)源電路以及峰值檢波電路； 所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路，所述DDS交流掃頻激勵(lì)源根據(jù)單片機(jī)的控制發(fā)出頻率可調(diào)的振蕩信號(hào)后通過(guò)耦合線圈發(fā)送到入式傳感器，并將接收的所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)發(fā)送至所述峰值檢波電路； 所述峰值檢波電路用于緩沖所述DDS交流掃頻激勵(lì)源電路的緩沖峰值檢波信號(hào)后發(fā)送到所述單片機(jī)； 所述單片機(jī)根據(jù)接收的信號(hào)計(jì)算得到所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率后通過(guò)連接的所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。【專利摘要】本專利技術(shù)提供了一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括埋入式傳感器和外部電路。埋人式傳感器為基于鋼筋等效物的LC振蕩電路，外部電路分為外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路。外部檢測(cè)電路的主要功能為L(zhǎng)C振蕩電路提供掃頻激勵(lì)源并從埋入式傳感器采集反映鋼筋腐蝕情況的信號(hào)，無(wú)線收發(fā)電路負(fù)責(zé)保持節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信。通過(guò)不同粗細(xì)鋼絲的通斷情況能夠反映混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的不同腐蝕程度。該系統(tǒng)具有無(wú)線無(wú)源，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)特點(diǎn)，而且相對(duì)于傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)，該方法能夠反映混凝土中不同的鋼筋腐蝕程度。【IPC分類】G01N17/00【公開(kāi)號(hào)】CN105334151【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410385290【專利技術(shù)人】宋文杰 【申請(qǐng)人】宋文杰【公開(kāi)日】2016年2月17日【申請(qǐng)日】2014年8月6日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于RFID的混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括埋入式傳感器和外部電路；其中：所述埋入式傳感器為預(yù)埋入混凝土的LC諧振電路，所述LC諧振電路中包括若干個(gè)電容并聯(lián)支路，每個(gè)電容并聯(lián)支路都串聯(lián)不同粗細(xì)的鋼筋；所述外部電路包括外部檢測(cè)電路和無(wú)線收發(fā)電路；所述外部檢測(cè)電路用于提供所述埋入式傳感器中電路工作的掃頻激勵(lì)源，并將所述埋入式傳感器反饋的諧振頻率信號(hào)通過(guò)所述無(wú)線收發(fā)電路發(fā)送到上位機(jī)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋文杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：宋文杰，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32