涉及权利要求数量10:其中独权3项,从权-3项
1.一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管‑套管组件包括传感加热集成线路(7)、传感加热单元(6)、监测管(1)、套管(2)、密封胶(3)、真空管(4)、真空阀(5);
所述的传感加热单元(6)设置为多个;传感加热单元(6)与传感加热集成线路(7)串联连接;
在所述的多个传感加热单元(6)与传感加热集成线路(7)连接段的外侧整体套设监测管(1);
在单个传感加热单元(6)对应的监测管(1)外侧套设套管(2);
在套管(2)两端的间隙内填设密封胶(3),密封胶(3)将监测管(1)、套管(2)之间的空间设置为密封空间(8);
在监测管(1)、套管(2)之间固定设置真空管(4);
所述的真空管(4)上设置有真空阀(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管‑套管组件还包括真空泵;所述的真空泵通过真空阀(5)与真空管(4)连接;将密封空间(8)设置为真空空间。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管‑套管组件还包括锚固钢板(9);所述的锚固钢板(9)设置在相邻的两个单个传感加热单元(6)之间,与监测管(1)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的传感加热集成线路(7)上集成设置加热元件和测温元件。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管(1)的材料为钢性材料;所述的套管(2)的材料为脆性材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管(1)的材料为不锈钢或铜;所述的套管(2)的材料为陶瓷。
7.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的监测管(1)尺寸规格为外径20mm,壁厚2mm,长600mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于水下混凝土结构裂缝检测的监测管‑套管组件,其特征在于,所述的套管(2)尺寸规格为外径35mm,壁厚5mm,长200mm。
9.使用权利要求1所述的监测管‑套管组件的裂缝检测方法,其特征在于,所述的检测方法为,对加热元件通电实施多点分散加热,然后降温,通过监测热源降温规律来识别裂缝;
传热规律用下式表示:
T
式中,ρ是密度的;c是比热;T是温度;{v}是热量传输的速度矢量,等于{vx vyvz} ;{L}是向量运算符;[D]是热传导矩阵;QT是单位体积的产热率;
开裂前,监测管‑套管组件的空腔为真空,开裂后,由于空腔的吸力作用,使外界的水被吸入空腔,从而导致与开裂部位对应的传感加热单元周围介质发生改变;
由于热传导的传热效率介质的热传导系数有关,根据热传导理论,单位时间从高温物体向低温物体传导的热量表示为:
q(t)=γ·ζ(t).A (2)
式中:t为时间;q(t)为单位时间传导的热量;γ为热传导系数;ζ(t)为t时刻的温度梯度;A为传热面积;
由于水的导热系数比真空大得多,因此,当对每个热源实施加热后,开裂部位对应的热源降温速度明显比未开裂部位快,根据这一现象就可确定裂缝的位置。
10.使用权利要求9所述的裂缝检测方法计算裂缝宽度的方法,其特征在于,缝宽范围内,裂缝宽度与裂缝判别指标具有线性关系:
2
ξ=‑0.0789w‑0.3003(R=0.9914) (4)
裂缝判别指标(ξ),裂缝宽度(w)。