国外混凝土结构耐久性监测传感器在国内工程中的适用性*

采用动电位极化和线性极化技术研究了国内普通钢筋、阳极梯监测传感器所用普通钢筋和ECI-2传感器所用普通钢筋的点蚀临界浓度和点蚀后的腐蚀速率。研究结果表明：ECI-2传感器所用普通钢筋的点蚀临界氯离子浓度与国内普通钢筋相似,点蚀速率略小于国内普通钢筋;阳极梯传感器所用的普通钢筋的点蚀临界氯离子浓度要高于国内普通钢筋,点蚀速率要明显低于国内普通钢筋。因此,在用这两种传感器进行国内工程耐久性监测时应对监测结果进行修正。     

混凝土耐久性监测传感器的研制及应用

研制了可预埋于混凝土结构中,能够实时监测混凝土中钢筋腐蚀电位、腐蚀速率、氯离子浓度和p H值的耐久性监测传感器,并对传感器的性能进行研究。研究结果表明:在测试的时间范围内,传感器能够较好地反映混凝土中氯离子浓度、p H值、钢筋腐蚀电位和腐蚀速率的变化趋势,可以用于监测混凝土结构的耐久性健康状况。     

混凝土耐久性监测系统在埃及塞得东港集装箱码头工程中的应用

钢筋混凝土耐久性监测对于确保结构的设计使用寿命具有重要意义。文章介绍了以阳极梯系统为主的耐久性监测系统的工作原理及其在埃及塞得东港二期集装箱码头工程中的应用。初步监测结果表明,混凝土外部环境及其施工工艺对耐久性监测结果具有重要影响。对不同位置的阳极梯系统不能采用单一判据判断和预测腐蚀,必须实施长期监测以观察阳极梯电压及电流的突变,才能作出准确判断。     

基于阳极梯传感器的新建高桩码头结构耐久性监测与自动控制技术研究

近年来,基础设施结构健康监测技术受到了广泛关注。但目前针对沿海港口高桩码头结构耐久性自动化监测技术的研究较少。由于阳极梯传感器具有体积小、耐久性好、寿命长等优点,文章设计并实现了基于阳极梯传感器的天津港南疆27#通用码头工程的结构耐久性监测系统。该系统可实现钢筋混凝土结构耐久性监测,为高桩码头钢筋锈蚀状况监测提供了一种先进的技术手段。耐久性监测系统布设时,在码头前承台和后承台的钢筋混凝土构件中共安装了2个阳极梯传感器,并进行了连续18个月的数据监测,各传感器数据信号良好,由此表明传感器布设方法是合适的,监测系统适合沿海港口高桩码头结构耐久性的连续、原型监测。天津港南疆27#通用码头工程结构耐久性监测系统的部署是沿海港口码头结构耐久性监测系统应用的典型案例,也表明结构耐久性监测系统在沿海港口码头钢筋锈蚀状态监测应用方面的巨大潜力,该研究可为沿海港口高桩码头结构耐久性监测系统的布设提供技术参考。     

港珠澳大桥主体混凝土结构耐久性实时监测设计

根据影响港珠澳大桥主体混凝土结构耐久性关键因素,从传感器的选型、监测点的布置、传感器的安装等方面给出了港珠澳大桥耐久性实时监测的设计方案,为类似工程的耐久性实时监测提供参考。     

海工混凝土结构腐蚀实时监控和耐久性预警系统的设计与实现

腐蚀实时监控和耐久性预警系统使用了自主开发的混凝土耐久性主要参数监测传感器,并采用NI的无线数据采集平台和LabVIEW编程环境,实现了无线实时采集混凝土材料耐久性主要参数的相关数据.系统能及时有效地评估处于海洋环境下结构的健康状况和剩余使用寿命,预测健康状况并对其进行预警.     

混凝土中钢筋的电化学参数对宏电池腐蚀电流和控制模式的影响

基于宏电池腐蚀理论,将阴极钢筋和阳极钢筋分别浇筑在2个独立的混凝土试块中,用导线的连接或断开来模拟宏电池腐蚀或微电池腐蚀.通过改变混凝土试块中氯离子含量,使阴极钢筋和阳极钢筋呈现出不同的电化学参数,分析阴极钢筋和阳极钢筋的腐蚀电位、宏电池电位差与宏电池电流密度、宏电池极化比率的关系,阐明了钢筋的电化学参数对宏电池腐蚀电...     

碳化混凝土再碱化技术的研究

混凝土碳化是引起钢筋混凝土结构物中碳化腐蚀的主要原因之一，针对碳化腐蚀的混凝土进行电化学再碱化防腐技术的研究，试验中对经加速碳化的钢筋已腐蚀的砂浆试件，通以一定电流密度对钢筋进行阴极极化，定期测定混凝土孔隙的PH值、混凝土中钢筋的自然电位和极化电阻。     

腐蚀性离子对港口水工结构耐久性能的影响

从混凝土材料腐蚀和钢筋腐蚀两个角度,对影响港口水工结构耐久性的腐蚀性离子进行归类总结,并分析其对港口水工结构耐久性的影响原理,为港口水工结构耐久性检测提供一项新的参考依据.     

基于CANopen协议的舰船监测系统智能传感器研制

针对舰船传感器可靠性差,型号繁多、保障困难的问题,研制了一种基于CANopen协议、能够同时测量转速和温度两个参数的智能传感器,以达到降低系统的维护难度,简化监测系统的结构,提高监测系统整体可靠性的目的。     

Application of embedded fibre Bragg grating sensors for structural health monitoring of complex composite structures for marine applications

Fibre reinforced polymer (FRP) materials are recently widely applied in the marine industry. The high popularity of composites and safety requirements results in the development of Structural Health Monitoring (SHM) systems. One of the sensors types that can be permanently integrated with a composite structure and used as a part of SHM system are fibre Bragg grating (FBG) sensors. Among FBG sensors advantages small size, high corrosion resistance, and absence of electric current are especially important in monitoring of composite marine structures.The paper presents an application of embedded FBG sensors arrays for evaluation of complex composite structure — a fast patrol boat. The experimental investigations contain spectra analyses for thin laminate sample (skin), a composite sandwich panel and fast patrol boat hull (sandwich structure). The quality of sensors spectra (before/after embedding and loading) was determined using the Pearson correlation coefficient. The relationship between strain and temperature in exploitation range was determined for laminate and sandwich structures. A linear relationship was achieved for both elements. The relationship for the sandwich panel was then applied during strain analyses of the boat composite hull. The utility of designed FBG sensors array for the panel was also verified by sensors responses on impact excitation in chosen points on the structure. The achieved results were then used during designing FBG sensors array embedded into the hull. FBG sensors spectra deformations due to fast patrol boat hull manufacturing process and exploitation as well as strain curves determined for the boat during tests at dry dock and at sea trials are analysed.     

白铜在两种海洋优势菌种环境中的腐蚀行为研究

利用间歇式方法培养硫酸盐还原菌和需钠弧菌,并采用自腐蚀电位、极化曲线、冷场扫描电镜观察等方法,研究了白铜在海洋优势菌种硫酸盐还原菌和需钠弧菌共同作用下的腐蚀电化学行为。结果表明:海洋微生物的存在加速了白铜的腐蚀进程;硫酸盐还原菌在混合菌种培养基中对白铜的腐蚀起主导作用;硫酸盐还原菌和需钠弧菌共同作用下基体表面团聚现象严重,倾向于发生点蚀;微生物对基体腐蚀影响严重程度依次为:硫酸盐还原菌、混合菌、需钠弧菌、无菌。     

用于模拟铂电阻温度传感器的可编程精密合成电阻

在舰船动力装置控制系统中,温度测量设备通常采用铂电阻温度传感器对大量的温度信号进行采集,并将温度信号转换成电阻信号。当这些温度测量设备进行调试、试验时,需要使用电阻器模拟铂电阻温度传感器给出所需的电阻信号。介绍了新型的可编程精密合成电阻以替代传统的电阻箱,该合成电阻采用运算放大器和D/A转换器等器件构成单口网络,通过编程控制输入电压和输入电流的比值获得期望的电阻值。详细分析了该电路误差产生的原因,给出了以ICL7560和AD5543为核心的具体实现电路,其输出电阻误差可控制在0.02Ω以内,对应温度信号在0.05℃以内。该合成电阻具有体积小、精度高、可编程数控的优点,是温度测量设备试验时所需的重要设备。     

光纤Bragg光栅传感器在智能船舶结构中的应用

光纤光栅传感器除具有一般普通光纤传感器体积小、灵敏度高、带宽宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外,还具有易集成、本征自相干性好、波长编码、可实现实时测量和分布式测量等独特优点,近年已成为新型传感及国际智能结构领域中的研究热点.文章介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,综述了其在国外船舶结构中的应用,分析了光纤Bragg光栅传感器在信息化智能舰船中能起到的作用和在智能船舶结构中应用的关键技术.     

船舶压载水舱阴极保护状态自动实时监测系统的设计与研制

对于阴极保护下的船舶压载水舱等钢结构物,其阴极保护效果会随着船舶服役时间的延长而逐渐劣化。采用人工方法进行检测很难做到实时、全面、准确、便捷。为此我们研制了一套基于电位法腐蚀检测技术原理、结合计算机控制技术和网络通信技术的"腐蚀电位实时监测系统"。该系统由被保护对象、腐蚀电位信号采集传感器(参比电极)、腐蚀电位实时监测仪等硬件组成,结合腐蚀检测电位点设置、腐蚀电位趋势分析及报警等软件,实现了对船体(或压载水舱)腐蚀与保护状态的实时自动监测,能够及时准确地获得阴极保护状态信息,便于及时采取应对措施,是确保船舶航行安全的重要技术手段之一。     

钢筋阻锈剂在混凝土中的应用

通过不同掺量的钢筋阻锈剂在砂浆中的阳极极化试验,混凝土拌合物的坍落度、坍落度损失、凝结时间、含气量以及混凝土抗压强度试验,抗渗与抗冻融等耐久性试验,盐水浸烘试验,证明在混凝土中掺入FAC-13型钢筋阻锈剂对混凝土的坍落度与坍落度损失、凝结时间、抗压强度以及渗水高度、质量损失、相对动弹模量等耐久性能无明显影响,而氯离子扩散系数、钢筋的锈蚀率及失重率有显著降低,证明该阻锈剂对钢筋阻锈效果明显,在实际工程中应用取得了很好的效果。     

基于结构动力学特性的高桩码头横向排架传感器优化布置方法

为了对高桩码头结构健康监测系统中的传感器布置提供理论指导,提出了一种基于结构动力学特性的传感器优化布置方法。在对高桩码头代表性结构单元横向排架进行结构动力学分析的基础上,运用模态应变能法选择高桩码头横向排架传感器初始测点;建立初始模态矩阵,然后利用模态置信度法和序列法对模态矩阵进行迭代、优化,确定传感器测点布置。建立了单个横向排架的数值仿真模型,利用传感器优化布置方法得到横向排架7根桩基的传感器测点布置结果,并对测点布置进行评估。模态向量间的夹角趋于正交,传感器布置方案有效,证明该传感器优化布置方法适用于高桩码头的传感器优化布置。