介 绍 了基 于 电磁 耦 合 的混 凝 土 中钢 筋 腐 蚀 监 测 传 感 器 的 原理 和模 型 ，并 应 用 ANSYS软 件仿 真 设 计 出符 合 工 程 需 要 的腐 蚀 监 测 传 感 器 的尺 寸 和 线 圈 的 匝数 。根 据 由 ANSYS仿 真 已得 到 的 线 圈 电 感 值 和 线 圈耦 合 系数 ，应 用 PSpice软件仿 真设计 出钢 筋腐蚀监 测传 感器 中其他元件参 数的大 小。对钢 筋腐蚀监 测传 感器进行 了详 细的仿真设 计 ，为其 实际制作提供重要参数依据 。 关 键 词 ：钢 筋 混 凝 土 腐 蚀 监 测 ；传 感 器 ；ANSYS；PSpice 中 图分 类号 ：TG174．3 文献 标 识 码 ：A 文 章 编 号 ：1674—6236(2013)0l一0077—04 Designofsensorformonitoringthecorrosionofreinforcem entin concrete SHAO Yuan-chao。，HU Zhi-zhong，WUJin，HELei (1．CollegeofElectronicandInformationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing 210016，China；2．College ofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naujing 210016．C iau ) Abstract：The principle and moduleofthe sensorbased on the electromagnetic coupling formonitoring thecorrosion of reinforcementinconcreteisintroduced．Dependingonthedemandofproject，dimensionsofthesensorformonitoringthe corrosionofreinforcementandthecircusofcoilsaredesignedusingANSYS．Inaddition，theothercomponents propervalues in the sensorformonitoringthe corrosion ofreinforcementin concrete aredesigned usingPSpiee，basing on thevaluesof inductance and the coilcoupling factor which were computed with ANSYS．The sensorformonitoring the corosion of reinforcementisemulatedindetail，andthesegainedparametersarehelpfultomanufacturethesensor． Keywords：monitoringthecorosionofreinforcedconcrete；sensor；ANSYS；PSpiee 如今 ，钢筋 混凝 土已经成 为 了使 用最 为普遍 的建 筑材 料 ，但 是 。钢筋腐 蚀却也是 引起混 凝土结 构破坏 的最主 要原 因之一 。每年全世界需 要投入大量的资金用于混凝土结构的 防护 、维 修 、加 固、重建 ．所以需要 实时 了解钢筋混 凝土 的腐 蚀程 度等信 息 ，这 样才 可以 为结 构 的耐 久性评估 、剩余使 用 寿命的预测 、结 构的加固维修提供重要 的依据n-21。 如何 高效可 靠地监测 到混凝 土 中钢筋 腐蚀程 度 ．进而 对混凝 土结 构的耐久 性做 出合理评估 ，发现潜 在危 险 ．避免 安全事 故发 生 ，越 来越 受到人们 的关注 ，国内外很 多学 者进 行 了大量 的行之有效 的研究 。比如半 电池 电位法 、电化学 噪 声法 、交 流阻抗 法 、光纤传 感技术 等 。但 由于技术 本身 的局 限性 ，这 些方法 均有 自己无法 克服 的缺 陷 ，比如测 试仪 器昂 贵 、工作量 大 、误 差高等 。本课 题组采用 电磁耦合 的方法 ．并 结合单 片机技 术 ，可 以高效地 监测 出混凝 土中钢筋 腐蚀 信 息 。该 方法无 源无 引线 、成本低 廉 、安装方 便并且 不会破 坏 混凝土结 构 。其 中 ，腐蚀 监测传感 器是监测信 息来源 的最前 收 稿 日期 ：2012—09—07 稿 件 编 号 ：201209048 端 ．在整个 监测系统 中 占据 重要 的地 位 ．需 要进行 详细全 面 的 分 析 设 计 。 1 腐蚀 监测传 感器 美国 Texas大学提 出的将钢筋等效物监测与 电磁耦合技 术 相结合 的方案构建腐 蚀监测传感器口 ，为钢筋腐蚀监测 指 出了一个发展 的方 向 ．但 由于该方法根 据电压相频特性进 行 监 测 ．采用 昂贵 的相 位检测仪 。同时该传感 器的耦合 效率 较 低 ．基 于此 ．本课 题组采用 电压 的幅频特性 来判断钢 筋 的腐 蚀 信息 ，由于幅频特 性检测容易 ，不需要复杂 的电路 ，有利 于 实际工程 监测 的实现。另外采用高磁导率的磁棒为磁芯来 提 高传感器 的耦合效率 ．可以更准确地监测钢筋腐蚀 。 腐蚀 监测传感 器的原理如 图 1所示 ，其 中电感 与 ： 构成耦合 线圈 ， 为互感 ．右侧为需埋入混凝 土结构 中的腐 蚀 监测传感器 ，主要 由电感 、电容 、钢丝等组 成 LC电磁振 荡 回路 。将封装好的腐蚀监测传感器 中的钢丝暴露在混凝土中 的钢 筋附近 ，利用 钢丝的通断 即可判断钢筋 的腐蚀信息 。前 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目(51279074)；江苏高校优势学科建设工程资助项 目

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！