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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明公开了一种基于压电传感技术的预应力钢筒混凝土管PCCP预应力钢丝断裂检测的装置及方法，在PCCP的钢筒和砂浆保护层的外表面设置锆钛酸铅系压电陶瓷片PZT，PZT用于发射信号及信号的接收，该信号以机械体波的形式在砂浆内进行传播。发射端的PZT压电陶瓷片被激发振动产生应力波之后在砂浆内部进行传播，当传播至预应力钢丝断裂处时，由于散射、绕射、反射等原因会造成应力波产生能量损失，当其最终传播至PZT压电陶瓷片接收端时，将会引起振动产生电信号。通过对比完好预应力钢丝情况下和预应力钢丝断裂情况下的电信号的幅值、波形、能量等物理量，确定预应力钢丝断裂的存在、位置及数量。本发明装置具备成本低、灵敏度高、稳定性好等优点。

主权项：1.预应力钢筒混凝土管预应力钢丝断裂检测的装置，其特征在于：包括波形发生器1、数据分析系统2、动态数据采集系统3、锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4和锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6；若干所述锆钛酸铅系压电陶瓷片I4设置到PCCP检测段5的内部及表面，PCCP检测段5为两端敞口且内部中空的管段，PCCP检测段5包括内管芯混凝土501、外管芯混凝土503和砂浆保护层505，内管芯混凝土501为管壁的最内层，内管芯混凝土501的外表面套设有钢筒502，钢筒502的外表面包裹有外管芯混凝土503，外管芯混凝土503的外表面缠绕有若干预应力钢丝504，外管芯混凝土503的外表面包裹有砂浆保护层505；若干所述锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4黏贴在钢筒502的外表面，每三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4分布在钢筒502的同一横截面上，这三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4沿钢筒502的周向等间距布置，这三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4组成一个压电陶瓷片组Ⅰ，N个压电陶瓷片组Ⅰ沿钢筒502的轴向等间距布置，N≥1；若干所述锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6黏贴在砂浆保护层505的外表面，每三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6分布在砂浆保护层505的同一横截面上，这三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6沿砂浆保护层505的周向等间距布置，这三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6组成一个压电陶瓷片组Ⅱ，N个压电陶瓷片组Ⅱ沿砂浆保护层505的轴向等间距布置；每个所述压电陶瓷片组Ⅱ所在的平面上均存在一个压电陶瓷片组Ⅰ，同一平面上的三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4和三个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6相互对应；所述波形发生器1与一个锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6连接，该锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6作为信号发射端，动态数据采集系统3与该锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6对应的锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4连接，该锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4作为信号接收端；所述波形发生器1通过正弦信号激发所连接的锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6振动，锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6产生振动并生成应力波，信号接收端的锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4因应力波产生电信号，动态数据采集系统3接收该电信号，并将电信号传送至数据分析系统2进行数据储存和分析处理；所述锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6和锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4上均设置有正负极接线头，锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4的正负极接线头伸出砂浆保护层505；所述波形发生器1与锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅱ6上的正负极接线头连接，动态数据采集系统3与锆钛酸铅系压电陶瓷片Ⅰ4上的正负极接线头连接。

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百度查询： 重庆大学 预应力钢筒混凝土管预应力钢丝断裂检测的装置及方法