專利名稱：水泥基復(fù)合材料電阻測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程、水利水電工程和交通工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及到水泥基復(fù)合材料的電阻檢測方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外研究之初比較普遍的利用較簡單電流表和電壓表進行電流和電壓的檢測，然后將兩者的比值作為被測材料的電阻。后來為了分析電阻與力、時間等參數(shù)之間的實時關(guān)系，利用采集板將電壓和電流的模擬信號輸入計算機，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過軟件將其存儲于計算機中，試驗過程中或試驗完成后對存儲的電壓和電流數(shù)據(jù)進行分析得到被測材料的電阻。再有就是利用光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀，該分析儀可以測量的物理量包括應(yīng)變、應(yīng)力、溫度、振動、壓力、位移以及一些化學(xué)量，但是其不能檢測材料的電阻，要么需要利用數(shù)據(jù)采集卡將分析儀檢測到的數(shù)據(jù)和電阻共同輸入計算機，試驗后進行分析，要么將電壓和電流信號通過轉(zhuǎn)換統(tǒng)一的由分析儀輸入到計算機中，試驗中或試驗后進行電阻的分析。高精度萬用表也是當(dāng)前檢測水泥基復(fù)合材料電阻常用的儀器，而且常見于檢測水泥基復(fù)合材料的溫敏性中，但是這只能用于材料的檢測不能用于結(jié)構(gòu)或工程實際。香港科技大學(xué)開發(fā)的CCR-1型無電極電阻率測定儀是一種較好的無電極檢測水泥基復(fù)合材料的電阻率與材料特性關(guān)系的儀器，其可以監(jiān)測初齡期水泥凈漿的電阻率與齡期，不同摻和料對初齡期水泥凈漿的電阻率的影響情況，檢測初齡期水泥凈漿的水化熱與電阻率之間的關(guān)系，但是其只能檢測水泥凈漿的圓環(huán)型試件，不能用于結(jié)構(gòu)的檢測和工程實際的應(yīng)用。而且設(shè)備容易受到外界磁場的干擾，并且有不同程度的漏磁現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供利用電磁感應(yīng)理論檢測水泥基復(fù)合材料電阻的方法，解決了利用電阻信號來反映材料和結(jié)構(gòu)的斷裂和損傷狀況，為材料結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析提供一種新的檢測途徑。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用穩(wěn)壓電源、電壓傳感器和電流傳感器組成電磁感應(yīng)試驗設(shè)備，下面就對電壓傳感器和電流傳感器分別進行簡要介紹。
電壓傳感器的原理電力回路中電壓經(jīng)電壓傳感器的變換大小按變壓比計算，方向由極性決定。本次試驗中用的是直流電壓傳感器，其變壓的計算公式為VC350=Vt5]]>
Vc-混凝土構(gòu)件兩端的電壓；Vt-電壓傳感器輸出的電壓。
電流傳感器的原理電力回路中電流經(jīng)電流傳感器的變換大小按變流比計算，方向由極性決定。本次試驗中用的是直流電流傳感器，該傳感器將混凝土構(gòu)件中的電流轉(zhuǎn)換成電壓的形式，這樣便于計算機的識別，其變壓的計算公式為Ic200=Vt5]]>Ic-混凝土構(gòu)件中的電流，單位毫安；Vt-電壓傳感器輸出的電壓。
混凝土電阻率計算方法設(shè)混凝土的電阻為Rc，金屬線的電阻和混凝土與電極之間的接觸電阻計為Rm。圖中所示的電壓為Vr，圖中所示的感應(yīng)電流為Lt。則電阻、電流和電壓有以下關(guān)系VCIt=Rc+Rm]]>Rc=VCIt-Rm]]>混凝土的電阻率為ρ=RcLS=(VCIt-Rm)LS]]>式中Rm可以通過試驗確定，L為混凝土試件的檢測長度，S混凝土試件的截面積。
本發(fā)明的效果和益處是利用電磁感應(yīng)電阻測定儀可以檢測水泥基復(fù)合材料的損傷與斷裂性能，這一點較傳統(tǒng)的利用外貼應(yīng)變片或光彈貼片又很大的改進，因為水泥基復(fù)合材料的損傷和斷裂都是因為材料內(nèi)部微裂紋和宏觀裂紋的發(fā)展引起的，其裂紋的發(fā)展直接影響了材料內(nèi)部膠凝材料、骨料和其他添加材料的接觸，進而影響其電阻，所以利用材料電阻檢測方法比傳統(tǒng)的檢測方法更能反映材料內(nèi)部的損傷和斷裂發(fā)展?fàn)顩r。利用本發(fā)明可以進行結(jié)構(gòu)的損傷和斷裂的檢測，這一點對于任何水泥基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)都適用。


附圖是水泥基復(fù)合材料電陰測定儀原理構(gòu)造圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
。
首先將儀器放置于樣品測試臺上，把設(shè)備引出的標(biāo)有直流電源正、負極的導(dǎo)電導(dǎo)線按照試驗要求分別接于預(yù)埋于水泥基復(fù)合材料的兩極上，連接方式可以采用焊接或電夾連接的方式。確認(rèn)連接完好后操作人員離開被測試試件。然后，將儀器的電源接通，同時將儀器外引的與計算機連接的數(shù)據(jù)線連接到計算機上，接通計算機的電源。
試驗過程中，根據(jù)需要在程序中設(shè)定所需要的采集頻率，旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)鈕得到理想的激勵電壓。然后，開始記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測完成后，停止記錄檢測數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)保存入已建立的文件中，一次關(guān)閉設(shè)備電源和采集軟件。關(guān)閉設(shè)備電源時先將設(shè)備的電壓調(diào)節(jié)鈕調(diào)到最小，再按一下設(shè)備電源開關(guān)。如果是在材料性能和結(jié)構(gòu)試驗中采集材料的電阻信號，需將所要采集的數(shù)據(jù)如荷載、變形、應(yīng)力和應(yīng)變等信號一并輸入到本系統(tǒng)采集軟件中，先標(biāo)定所有的檢測數(shù)據(jù)通道。然后，再保持試驗機操作與采集設(shè)備同步的情況下采集數(shù)據(jù)。試驗完成后停止記錄數(shù)據(jù)，將其存入已有的文件中，將電壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到最小，關(guān)閉設(shè)備電源，關(guān)閉采集軟件。斷開試件與導(dǎo)線的連接為下一個試驗做準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種水泥基復(fù)合材料電阻測定儀，其特征是利用穩(wěn)壓電源、電壓傳感器和電流傳感器組成電磁感應(yīng)試驗設(shè)備，利用配套程序采集電阻信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的水泥基復(fù)合材料電阻測定儀，其特征電磁感應(yīng)的傳感器的應(yīng)用，通過設(shè)置不同的變壓和變流比例可以檢測任何水泥基復(fù)合材料的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的水泥基復(fù)合材料電阻測定儀，其特征在于該儀器配套程序的研發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程、水利水電工程和交通工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及到水泥基復(fù)合材料的電阻檢測方法。其特征是利用穩(wěn)壓電源、電壓傳感器和電流傳感器組成電磁感應(yīng)試驗設(shè)備，利用配套程序采集電阻信號。通過設(shè)置不同的變壓和變流比例可以檢測任何水泥基復(fù)合材料的電阻。本發(fā)明的效果和益處是利用電磁感應(yīng)電阻測定儀可以檢測水泥基復(fù)合材料的損傷與斷裂性能，這一點較傳統(tǒng)的利用外貼應(yīng)變片或光彈貼片又很大的改進。利用本發(fā)明可以進行結(jié)構(gòu)的損傷和斷裂的檢測，本發(fā)明對于任何水泥基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)都適用。
文檔編號G01N27/20GK1828312SQ20051020079
公開日2006年9月6日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者徐世烺, 張滇軍 申請人:大連理工大學(xué)