阅读说明：本技术 监测面层脱落的传感器及其应用方法 (Sensor for monitoring surface layer falling and application method thereof ) 是由 王佳伟 谷志旺 王伟茂 张波 任瑛楠 孙沈鹏 陈雪峡 蔡观生 何娇 张少伟 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种监测面层脱落的传感器及其应用方法,本发明通过在待测区域穿小孔,将本发明传感器的中空套筒穿入小孔后,用固定螺母将内侧圆盘固定于中空套筒上,通过外封圆盘和内侧圆盘将待测面两侧夹紧的的手段将传感器埋设于待测位置,可将外封圆盘和内侧圆盘设置得较薄,完全可以通过粉刷等手段将外封圆盘和内侧圆盘覆盖于待测面层内。通过埋设于中空套筒的电阻丝或光栅光纤等手段可精确监测待测区域的结构的总体厚度,从而得知结构的面层是否有脱落情况。(The invention provides a sensor for monitoring surface layer falling and an application method thereof, wherein a small hole is penetrated in a region to be detected, an inner side disc is fixed on a hollow sleeve by a fixing nut after the hollow sleeve of the sensor is penetrated into the small hole, the sensor is embedded in a position to be detected by means of clamping two sides of a surface to be detected by an outer sealing disc and the inner side disc, the outer sealing disc and the inner side disc can be arranged to be thin, and the outer sealing disc and the inner side disc can be completely covered in the surface layer to be detected by means of brushing and the like. The total thickness of the structure of the region to be detected can be accurately monitored by means of resistance wires or grating fibers embedded in the hollow sleeve, and the like, so that whether the surface layer of the structure falls off or not can be known.)

监测面层脱落的传感器及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种监测面层脱落的传感器及其应用方法。

背景技术

对于大量既有建筑存在的抹灰面层脱落等情况，尤其是在高空环境下，各类抹灰、面砖、保温材料等由于长期荷载作用下，粘结失效或者锚栓失效，导致其大面积坠落，危及人民群众生命与财产安全。

现有的大量监测手段都难以达到快速、有效、廉价地反映这些面层与基底间地粘结失效、空鼓、剥离等情况。传统无损手段均难以做到对面层剥落做到有效监测。

自大数据兴起后，出现了通过图像识别裂缝等手段，但需要频繁出动无人机进行拍摄，或者需要使用合成孔径雷达或者自动全站仪等设备进行定期测量，但其对测量空间要求较高，需要开放空间、雷达波或光线不受遮挡等条件，测量时可能也会影响到面层一侧的空间使用，而且也并非真正意义上的时间连续监测，而只是短间隔伪连续检测。

针对建筑构件多层粘结材料失效剥落的监测问题，行业内及市面上对于建筑砂浆外保温层、饰面砖、吊顶抹灰等粘结性建材在长期荷载作用下，可能出现的粘结失效、层间剥离等状况缺少合适的监测手段。这种监测手段除了要考虑其监测精准度、经济性、耐久性以外，对于某些特殊建筑，诸如历史文物建筑需要考虑其美观性，密集人流建筑需要考虑其失效性和与人类活动的相容性。现有的监测手段均难以满足以上的几项要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测面层脱落的传感器及其应用方法。

为解决上述问题，本发明提供一种监测面层脱落的传感器，包括：

中空套筒，靠近所述中空套筒的一端的外侧壁上设置有外螺纹；

外封圆盘，所述外封圆盘与所述中空套筒的另一端垂直连接成一体；

内侧圆盘，所述内侧圆盘上设置有供所述设置有外螺纹的中空套筒的一端穿过的通孔；

固定螺母，所述固定螺母上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹；

电阻丝或光栅光纤，所述电阻丝或光栅光纤穿设于所述中空套筒内，所述电阻丝或光栅光纤的一端固定于设置有外螺纹的中空套筒的一端，所述电阻丝或光栅光纤的另一端固定于所述外封圆盘；

数据采集器或光信号分析仪，所述数据采集器与所述电阻丝连接，所述光信号分析仪与所述光栅光纤连接。

进一步的，上述传感器中，所述外封圆盘或内侧圆盘的厚度为1毫米，所述外封圆盘或内侧圆盘的直径为20毫米。

进一步的，上述传感器中，所述中空套筒的外径为2毫米。

进一步的，上述传感器中，所述光栅光纤为FBG布拉格光栅。

进一步的，上述传感器中，所述外螺纹在靠近所述中空套筒的一端的外侧壁上的长度至少为所述中空套筒长度的二分之一。

进一步的，上述传感器中，所述中空套筒的材质为非导体。

进一步的，上述传感器中，所述中空套筒的材质为树脂材料或橡胶材料。

根据本发明的另一面，还提供一种上述任一项所述的监测面层脱落的传感器的应用方法，所述方法包括：

在待监测部位的结构上开设置小孔；

在待监测部位的结构的处理要求较严格一侧的表面，将所述传感器的中空套筒穿入所述小孔之中，并将所述外封圆盘压在所述处理要求较严格一侧的表面上；

在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上穿出的中空套筒的一端套上内侧圆盘后，在所述内侧圆盘的外侧的中空套筒上拧上固定螺母，以将所述内侧圆盘压在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上。

进一步的，上述应用方法中，在所述内侧圆盘的外侧的中空套筒上拧上固定螺母之后，还包括：

在所述小孔的两端开口缝隙处注入密封胶。

进一步的，上述应用方法中，使将述外封圆盘压在所述处理要求较严格一侧的表面上之后，还包括：

在所述外封圆盘的表面覆盖与所述处理要求较严格一侧的表面相同的材料；

将所述内侧圆盘压在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上之后，还包括：

在所述内侧圆盘的表面覆盖与所述另一侧的表面相同的材料。

与现有技术相比，本发明通过在待测区域穿小孔，将本发明传感器的中空套筒穿入小孔后，用固定螺母将内侧圆盘固定于中空套筒上，通过外封圆盘和内侧圆盘将待测面两侧夹紧的的手段将传感器埋设于待测位置，可将外封圆盘和内侧圆盘设置得较薄，完全可以通过粉刷等手段将外封圆盘和内侧圆盘覆盖于待测面层内。通过埋设于中空套筒的电阻丝或光栅光纤等手段可精确监测待测区域的结构的总体厚度，从而得知结构的面层是否有脱落情况。

附图说明

图1是本发明一实施例的监测面层脱落的传感器的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种监测面层脱落的传感器，包括：

中空套筒2，靠近所述中空套筒2的一端的外侧壁上设置有外螺纹；

外封圆盘1，所述外封圆盘1与所述中空套筒2的另一端垂直连接成一体；

内侧圆盘3，所述内侧圆盘3上设置有供所述设置有外螺纹的中空套筒1的一端穿过的通孔；

固定螺母6，所述固定螺母6上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹；

电阻丝或光栅光纤4，所述电阻丝或光栅光纤4穿设于所述中空套筒2内，所述电阻丝或光栅光纤4的一端42固定于设置有外螺纹的中空套筒2的一端，所述电阻丝或光栅光纤4的另一端41固定于所述外封圆盘1；

数据采集器或光信号分析仪，所述数据采集器与所述电阻丝4连接，所述光信号分析仪与所述光栅光纤4连接。

在此，本发明可通过在待测区域穿小孔，将本发明传感器的中空套筒穿入小孔后，用固定螺母将内侧圆盘固定于中空套筒上，通过外封圆盘和内侧圆盘将待测面两侧夹紧的的手段将传感器埋设于待测位置，可将外封圆盘和内侧圆盘设置得较薄，完全可以通过粉刷等手段将外封圆盘和内侧圆盘覆盖于待测面层内。通过埋设于中空套筒的电阻丝或光栅光纤等手段可精确监测待测区域的结构的总体厚度，从而得知结构的面层是否有脱落情况。

当既有结构发生层间剥离时，结构两侧表面间距不可避免地增大。由于本发明两侧的外封圆盘和内侧圆盘紧夹结构体，且中空套管弹性模量相对较小，当两侧圆盘发生位移时，固定的电阻丝或光栅光纤的两端也不可避免地随圆盘间距增大。当电阻丝受拉伸长后，电阻丝电阻变大；而光栅光纤受拉伸长会改变其折射率，可根据光栅处反射的反射光波长变化量即可便捷地测量出结构体的厚度的变化，从而监测待测结构有无层间剥离5发生。

本发明的监测面层脱落的传感器作为外墙抹灰剥落、吊顶抹灰脱落等情况的长期连续监测手段。本发明可适用于既有结构监测，包括墙体抹灰脱落、吊顶抹灰脱落等情况。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述外封圆盘1或内侧圆盘3的厚度为1毫米。

在此，本发明的传感器尺寸可以做到很小，可以做到不破坏原结构表面观感，不需要大空间，适用于多点连续监测。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述外封圆盘1或内侧圆盘3的直径为20毫米。

在此，本发明的传感器尺寸可以做到很小，可以做到不破坏原结构表面观感，不需要大空间，适用于多点连续监测

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述中空套筒2的外径为2毫米。

在此，本发明的传感器尺寸可以做到很小，可以做到不破坏原结构表面观感，不需要大空间，适用于多点连续监测。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述光栅光纤为FBG布拉格光栅。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述外螺纹在靠近所述中空套筒2的一端的外侧壁上的长度至少为所述中空套筒长度的二分之一，可根据待测结构体厚度调整内螺纹与外螺纹的匹配位置，以实现任意调整待传感器两侧的外封圆盘和内侧圆盘之间的间距。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述中空套筒2的材质为非导体。

在此，所述电阻丝或光栅光纤使用非导体材料包裹，防止外界环境干扰，也可以避免电阻丝或光栅光纤间发生接触腐蚀，保障传感器性能安全稳定。

本发明的监测面层脱落的传感器一实施例中，所述中空套筒2的材质为树脂材料或橡胶材料。

如图1所示，本发明还提供一种上述监测面层脱落的传感器的应用方法，所述方法包括：

步骤S1，在待监测部位的结构上开设置小孔，具体的，所述孔径大小可为1mm；

步骤S2，在待监测部位的结构的处理要求较严格一侧的表面，将所述传感器的中空套筒2穿入所述小孔之中，并将所述外封圆盘1压在所述处理要求较严格一侧的表面上；

步骤S3，在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上穿出的中空套筒2的一端套上内侧圆盘3后，在所述内侧圆盘3的外侧的中空套筒2上拧上固定螺母6，以将所述内侧圆盘3压在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上。

在此，本发明可通过在待测区域穿小孔，将本发明传感器的中空套筒穿入小孔后，用固定螺母将内侧圆盘固定于中空套筒上，通过外封圆盘和内侧圆盘将待测面两侧夹紧的的手段将传感器埋设于待测位置，可将外封圆盘和内侧圆盘设置得较薄，完全可以通过粉刷等手段将外封圆盘和内侧圆盘覆盖于待测面层内。通过埋设于中空套筒的电阻丝或光栅光纤等手段可精确监测待测区域的结构的总体厚度，从而得知结构的面层是否有脱落情况。

当既有结构发生层间剥离时，结构两侧表面间距不可避免地增大。由于本发明两侧的外封圆盘和内侧圆盘紧夹结构体，且中空套管弹性模量相对较小，当两侧圆盘发生位移时，固定的电阻丝或光栅光纤的两端也不可避免地随圆盘间距增大。当电阻丝受拉伸长后，电阻丝电阻变大；而光栅光纤受拉伸长会改变其折射率，可根据光栅处反射的反射光波长变化量即可便捷地测量出结构体的厚度的变化，从而监测待测结构有无层间剥离发生。

本发明的监测面层脱落的传感器的应用方法一实施例中，在所述内侧圆盘的外侧的中空套筒上拧上固定螺母之后，还包括：

在所述小孔的两端开口缝隙处注入密封胶，以起到防水效果。

本发明的监测面层脱落的传感器的应用方法一实施例中，使将述外封圆盘压在所述处理要求较严格一侧的表面上之后，还包括：

在所述外封圆盘1的表面覆盖与所述处理要求较严格一侧的表面相同的材料。

将所述内侧圆盘压在所述待监测部位的结构的另一侧的表面上之后，还包括：

在所述内侧圆盘3的表面覆盖与所述另一侧的表面相同的材料。

在此，可以在结构外侧的外封圆盘或内侧圆盘上使用与原表面相同材料覆盖，做好隐蔽工作，保障待测结构体观感质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。