本發(fā)明涉及工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域,更具體地說，它涉及一種預(yù)損傷智能損傷探測器。

背景技術(shù)：

工程上許多構(gòu)件的斷裂事故都是由內(nèi)部裂紋或缺陷所構(gòu)成的，因此關(guān)于構(gòu)件裂紋問題的研究已成為國內(nèi)外斷裂力學(xué)研究的中心問題之一。目前，工程領(lǐng)域常用的裂紋檢測方法及其存在的缺陷為：①觀察法，主要用于構(gòu)件表面裂紋檢測，需要裂縫寬度較寬，識別效率和精度較低；②超聲波法，利用超聲波設(shè)備檢測構(gòu)件內(nèi)部和表面的裂紋，但由于噪聲和混凝土材料比較復(fù)雜的限制，識別精度不高，容易漏判和誤判；③聲發(fā)射技術(shù)檢測，通過聲發(fā)射檢測系統(tǒng)對裂紋的萌生位置及擴展情況作出判斷，但在實際檢測過程中，需要預(yù)埋晶片設(shè)備，并且要實時監(jiān)測，錯過時間可能產(chǎn)生漏判，不太實用，目前還在科學(xué)研究階段。

綜上，如何提供一種能夠精確判定構(gòu)件表面以及內(nèi)部裂紋位置和損傷程度大小的損傷檢測設(shè)備，是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)損傷智能損傷探測器，能夠精確判定構(gòu)件表面以及內(nèi)部的裂紋位置和損傷程度，減少損傷漏判和錯判的可能性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種預(yù)損傷智能損傷探測器，包括用于與待測構(gòu)件裂紋面相互貼合的預(yù)損傷構(gòu)件，所述預(yù)損傷構(gòu)件與待測構(gòu)件可拆卸固定連接，所述預(yù)損傷構(gòu)件外表面粘貼有若干應(yīng)變片，每個所述應(yīng)變片的輸入端和輸出端均通過導(dǎo)線電連接有數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置通過導(dǎo)線依次電連接有數(shù)據(jù)處理裝置和顯示分析裝置。

優(yōu)選的，所述預(yù)損傷構(gòu)件由第一預(yù)損傷金屬桿和第二預(yù)損傷金屬桿拼接而成，所述第一預(yù)損傷金屬桿和第二預(yù)損傷金屬桿下表面呈共面狀設(shè)置，所述第一預(yù)損傷金屬桿上表面沿其長度方向間隙設(shè)置有若干長方體狀的第一凹槽，每兩個相鄰第一凹槽之間形成寬度與第一凹槽相同的第一凸起部，所述第二預(yù)損傷金屬桿上表面沿其長度方向于每個第一凸起部對應(yīng)位置處開設(shè)有與第一凹槽形狀相同的第二凹槽，每個第一凹槽和第二凹槽內(nèi)均設(shè)置有應(yīng)變片。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置電連接有報警器。

優(yōu)選的，所述預(yù)損傷構(gòu)件兩端設(shè)置有用于與待測構(gòu)件可拆卸固定連接的固定位，所述固定位外表面設(shè)置有下夾片，待測構(gòu)件外表面于下夾片對應(yīng)位置處設(shè)置有上夾片，所述上夾片和下夾片之間連接有緊固螺桿和螺母。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集裝置為niusb6211數(shù)據(jù)采集卡。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置為nicompactrio嵌入式平臺。

優(yōu)選的，所述顯示分析裝置為顯示屏。

該技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有：基于應(yīng)變效應(yīng)原理，應(yīng)用損傷處應(yīng)變和應(yīng)力較大的特點，應(yīng)變片能夠迅速撲捉到該處剛度的變化，從而判定損傷的位置，并能根據(jù)應(yīng)變變化值得大小來判定損傷程度的大小，解決了現(xiàn)有損傷識別方法精度不高且容易錯判、漏判的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種預(yù)損傷智能損傷探測器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為預(yù)損傷構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、待測構(gòu)件；2、預(yù)損傷構(gòu)件；3、應(yīng)變片；4、數(shù)據(jù)采集裝置；5、數(shù)據(jù)處理裝置；6、顯示分析裝置；7、報警器；8、下夾片；9、上夾片；10、緊固螺桿；11、螺母；21、第一預(yù)損傷金屬桿；22、第二預(yù)損傷金屬桿；211、第一凹槽；212、第一凸起部；221、第二凹槽。

具體實施方式

參照圖1至圖2對本發(fā)明一種預(yù)損傷智能損傷探測器實施例做進一步說明。

如圖1所示，這種預(yù)損傷智能損傷探測器包括預(yù)損傷構(gòu)件2，預(yù)損傷構(gòu)件2外表面粘貼有若干應(yīng)變片3，應(yīng)變片3所在位置為預(yù)損傷處，每個應(yīng)變片3的輸入端和輸出端均通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集裝置4電連接，數(shù)據(jù)采集裝置4依次與數(shù)據(jù)處理裝置5和顯示分析裝置6電連接，將探測器中的預(yù)損傷構(gòu)件2固定在待檢測構(gòu)件上，在環(huán)境荷載激勵下，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集裝置4采集預(yù)損傷處應(yīng)變片3的應(yīng)變變化；通過數(shù)據(jù)處理裝置5來分析所采集數(shù)據(jù)的變化，并在顯示分析裝置6中直觀顯示，基于應(yīng)變效應(yīng)原理，待檢測構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變會發(fā)生變化，應(yīng)用損傷處應(yīng)變和應(yīng)力相對其他地方較大的特點，應(yīng)變片3能夠迅速撲捉到該處剛度的變化，從而判定損傷的位置，并能根據(jù)應(yīng)變變化值得大小來判定損傷程度的大小，有效解決了現(xiàn)有損傷識別方法精度不高且容易錯判、漏判的問題。

以下描述具體工作方式：

如圖1所示，根據(jù)被測試構(gòu)件的尺寸和外形特征，選擇適宜的預(yù)損傷構(gòu)件2長度；把選擇好長度的預(yù)損傷智能探測器固定在被測構(gòu)件上；每個應(yīng)變片3位置為預(yù)損傷處，應(yīng)用環(huán)境激振（如風(fēng)振）或者人工激振（如激振器）來測試各個預(yù)損傷處應(yīng)變的變化；根據(jù)應(yīng)變的不同來測試損傷的位置和損傷程度的大小。

如圖2所示，預(yù)損傷構(gòu)件2由第一預(yù)損傷金屬桿21和第二預(yù)損傷金屬桿22拼接而成，第一預(yù)損傷金屬桿21和第二預(yù)損傷金屬桿22下表面呈共面狀設(shè)置，檢測時，將第一預(yù)損傷金屬桿21和第二預(yù)損傷金屬桿22的下表面與待測構(gòu)件1貼合，第一預(yù)損傷金屬桿21上表面沿其長度方向間隙設(shè)置有若干長方體狀的第一凹槽211，每兩個相鄰第一凹槽211之間形成寬度與第一凹槽211相同的第一凸起部212，第二預(yù)損傷金屬桿22上表面沿其長度方向于每個第一凸起部212對應(yīng)位置處開設(shè)有與第一凹槽211形狀相同的第二凹槽221，該技術(shù)方案中，第一凹槽211和第二凹槽221處為裝置的預(yù)損傷處，應(yīng)變片3粘貼于第一凹槽211和第二凹槽221內(nèi)，可以起到限位的作用，防止應(yīng)變片3脫落，還可以起到保護應(yīng)變片3和導(dǎo)線的作用，第一預(yù)損傷金屬桿21和第二預(yù)損傷金屬桿22的第一凹槽211和第二凹槽221呈交錯布置，可以保證沿被測構(gòu)件長度方向任一截面上的裂紋都具有同樣的測量靈敏度，防止發(fā)生漏判；且在實際檢測過程中，可以根據(jù)測量精度的需要設(shè)計預(yù)損傷長度，預(yù)損傷長度越短，（即第一凹槽211和第二凹槽221寬度越?。?，相鄰第一凹槽211間距越窄（即密度越集中），測量的精度就越高，進而可以精確判定損傷位置和程度。

如圖1所示，數(shù)據(jù)處理裝置5電連接有報警器7，數(shù)據(jù)處理裝置5分析所采集數(shù)據(jù)的變化超過設(shè)定值時，即可判定待測構(gòu)件1損傷程度較大，對報警器7生成命令發(fā)出警報。

如圖1所述，預(yù)損傷構(gòu)件2兩端設(shè)置有用于與待測構(gòu)件1可拆卸固定連接的固定位（參見圖1a處位置），固定位長度由被測試構(gòu)件的外形和尺寸來確定，固定位外表面設(shè)置有下夾片8，待測構(gòu)件1外表面于下夾片8對應(yīng)位置處設(shè)置有上夾片9，上夾片9和下夾片8之間設(shè)置緊固螺桿10，并通過螺母11進行夾緊，對預(yù)損傷智能損傷探測器實現(xiàn)加固。

作為優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集裝置4為數(shù)據(jù)采集卡，型號為niusb6211。

作為優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理裝置5為nicompactrio嵌入式平臺，基于ni可重置i/0(rio)技術(shù)與現(xiàn)場可編程門陣列（fpga）技術(shù)，不僅具備傳統(tǒng)測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸與存儲等功能模塊，而且實時性更強、性能更穩(wěn)定。

作為優(yōu)選的，顯示分析裝置6為顯示屏。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。