监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器及其测试方法

技术领域

本发明涉及建筑工程中的钢筋锈蚀无损监测技术，尤其是涉及一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器及其测试方法。

背景技术

钢筋混凝土结构结合了钢筋抗拉和混凝土抗压的特点，自19世纪中期应用于土木工程领域以来，由于其造价经济、可就地取材和施工难度低等特点，钢筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式之一。长久以来，混凝土耐久性失效造成的损失十分巨大，已经远远超出了人们的预期，如何提高服役期混凝土的耐久性已成为一个世界难题。而在混凝土耐久性破坏原因中以钢筋锈蚀最为严重，引起了国内外的广泛关注。针对建筑工程中钢筋锈蚀检测的研究，前人也做了大量的研究。

目前，钢筋锈蚀的检测方法分为破损检测和无损检测。破损检测通过破坏混凝土保护层取出钢筋进行测量，结果较为精确，但会对混凝土结构造成的不可逆的损害，对正处于服役期间的钢筋混凝土结构并不适用。无损检测方法是当今研究的热点，主要有半电池电位法、声发射技术和磁场无损检测方法。半电池电位法最为常用，利用钢筋锈蚀的电化学反应引起电位变化，测定钢筋锈蚀状态，但其精确度较低，只能定性判断钢筋锈蚀概率，且无统一判定标准，腐蚀条件不能被量化；声发射技术通过测量钢筋锈蚀引起的声波传播特性的，灵敏地捕捉混凝土内部微裂纹扩展应力波的释放，并依据累计撞击数等参数，但只能定性判断锈蚀发生概率，无法定量测量钢筋锈蚀率；磁场无损检测方法，能在混凝土正常服役的情况下监测钢筋表面或近表面的损伤，虽然无法检测钢筋内部缺陷，但相比其他不能定量检测锈蚀率的方法已经有了明显的改善。

名称为“基于电磁场原理的外置式钢筋锈蚀无损监测传感器及测试方法”，中国专利授权公告号CN201910991189.8，授权公告日为2020年1月3日，和名称为“基于磁场的混凝土中钢筋锈蚀无损动态监测传感器及系统”，中国专利申请公布号CN201811213216.0，公开公告日2019年2月22日，二者利用了磁场原理对钢筋锈蚀进行无损监测。前者基于电磁场原理提供了一种外置卡口式的磁传感器，操作简便，可有效检测钢筋混凝土方柱边角处单根检测钢筋锈蚀情况，但检测对象比较单一；后者利用静磁场原理检测钢筋的锈蚀率，但此专利涉及的传感器尚存在不足：一是该传感器虽然安装了三个霍尔传感器，但实际上只有钢筋卡槽口旁的霍尔传感器在工作；二是此专利霍尔传感器只单一直线方向布置，此方法不能有效监测钢筋位置变化规律；三是该专利无法有效定量检测钢筋的非均匀锈蚀程度；四是该专利的磁芯距离钢筋槽口还有一段距离，检测钢筋与磁芯之间空气域的磁阻会增加；二者都专注于钢筋的局部锈蚀，只对钢筋截面上的锈蚀情况进行了监测，而忽略了钢筋沿长度方向的锈蚀监测。

名称为“混凝土中钢筋检测装置及其方法”，中国专利申请公布号CN201911157575.3，公开公告日为2020年2月25日，和名称为“基于磁场原理的贴面式钢筋非均匀锈蚀监测传感器及测试方法”，中国专利申请公布号CN112034034A，公开公告日为2020年12月04日，前者基于静电场原理提供了一种外置扫描式无损检测装置和方法，可检测一段距离的钢筋锈蚀情况；后者基于磁场原理提供了一种对既有钢筋混凝土结构中钢筋沿长度方向锈蚀的监测传感器；二者都只能检测面向保护层一侧钢筋沿长度方向的锈蚀情况，无法评估钢筋非均匀锈蚀情况。并且，二者都专注于钢筋的整体锈蚀，只对钢筋沿长度方向上的锈蚀情况进行了监测，而忽略了钢筋截面上的锈蚀监测。

名称为“一种钢筋锈蚀电磁场变响应监测装置”，授权公布号CN208420791U，授权公告日为2019年1月22日，该专利利用霍尔元件可实时监测钢筋从起锈到质量线性损失的整个锈蚀过程，但无法定量监测钢筋的非均匀锈蚀情况。

在实际建筑工程中，仍然没有一种既能监测钢筋截面的局部非均匀锈蚀情况，又能监测钢筋整体沿长度方向的整体锈蚀情况的传感器和测试方法。

可见，找到一种由局部锈蚀到整体锈蚀、原理清楚、方法简便、测定速度快、功能全面、工程应用性强和稳定性好等优点的钢筋监测传感器，对提高钢筋锈蚀程度评估和预测不断深入具有重要意义。

发明内容

为了克服现有建筑工程钢筋锈蚀无损监测技术的不足，本发明提供一种稳定性高、操作简便、工程应用性强的监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器及其测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器，包括磁感应强度监测单元和数据处理单元，所述的磁感应强度监测单元包括用于检测钢筋截面非均匀锈蚀情况的双磁路四测点内置式传感器和用于检测钢筋沿长度方向锈蚀情况的贴面式传感器，所述的双磁路四测点内置式传感器内置于钢筋混凝土试件中，通过塑料扎丝固定在待测钢筋的待测区段上，所述的贴面式传感器外贴于钢筋混凝土试件表面；

所述的双磁路四测点内置式传感器包括内置式传感器左磁芯、内置式传感器右磁芯、内置式传感器永磁体、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器和内置式传感器封装外壳；所述的内置式传感器封装外壳的上端中部设有用于待测钢筋卡入的钢筋卡口，所述的内置式传感器封装外壳包括内置式传感器内壳和内置式传感器外壳封装盖，所述内置式传感器内壳上设有第一霍尔传感器放置槽、第二霍尔传感器放置槽、第三霍尔传感器放置槽、第四霍尔传感器放置槽、内置式传感器永磁体槽、内置式传感器左磁芯槽、内置式传感器右磁芯槽、第一线缆折弯空间和第一线孔，所述的第一霍尔传感器放置槽、第二霍尔传感器放置槽、第三霍尔传感器放置槽、第四霍尔传感器放置槽均设置在钢筋卡口内，所述内置式传感器永磁体槽位于内置式传感器左磁芯槽与内置式传感器右磁芯槽之间，所述的第一线缆折弯空间位于内置式传感器永磁体槽的下方，所述的第一线孔设置在内置式传感器封装外壳的底部并且与第一线缆折弯空间连通；所述的内置式传感器永磁体同时与所述的内置式传感器左磁芯、内置式传感器右磁芯相连，并且安装在内置式传感器永磁体槽内，所述的第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间、第三霍尔传感器与第四霍尔传感器之间均以钢筋卡口中心线为轴线对称布置，并且分别安装在相应的霍尔传感器放置槽内；所述的内置式传感器内壳和内置式传感器外壳封装盖均设有第一固定孔和第二固定孔；

所述的贴面式传感器包括贴面式传感器永磁体、贴面式传感器前磁芯、贴面式传感器后磁芯、贴面式传感器封装外壳、第五霍尔传感器和第六霍尔传感器，所述的贴面式传感器封装外壳包括贴面式传感器内壳和贴面式传感器封装盖，所述的贴面式传感器内壳上设有第五霍尔传感器放置槽、第六霍尔传感器放置槽、贴面式传感器前磁芯放置槽、贴面式传感器后磁芯放置槽、贴面式传感器永磁体放置槽、第二线缆折弯空间和第二线孔，所述的第二线孔与第二线缆折弯空间连通；所述的贴面式传感器永磁体同时与贴面式传感器前磁芯、贴面式传感器后磁芯相连，并且安装在贴面式传感器永磁体放置槽内，所述的第五霍尔传感器与第六霍尔传感器前后对称布置，并且分别安装在相应的霍尔传感器放置槽内，所述贴面式传感器内壳和贴面式传感器封装盖均设有第三固定孔和第四固定孔；

所述的数据处理单元包括信号采集器、信号处理器和中央控制器，所述的信号采集器的输入端与霍尔传感器的信号输出端电连接，信号采集器的输出端与信号处理器的信号输入端电连接，所述的信号处理器的信号输出端与所述的中央控制器的端口电连接。

进一步，所述的第一霍尔传感器和第二霍尔传感器与信号采集器之间设有第一电路指示灯，所述的第三霍尔传感器和第四霍尔传感器与信号采集器之间设有第二电路指示灯，所述的第五霍尔传感器和第六霍尔传感器与信号采集器之间设有第三电路指示灯。

再进一步，所述的内置式传感器左磁芯和内置式传感器右磁芯为两个开口朝内对称放置的E字异型磁芯，第一对磁芯开口上端连线与待测钢筋顶端切线重合，第二对磁芯开口设置成圆弧且底端连线与待测钢筋底端切线重合，第三对磁芯开口与内置式传感器永磁体相连；所述的贴面式传感器前磁芯、贴面式传感器后磁芯为对称结构且截面为矩形。

再进一步，在所述的双磁路四测点内置式传感器的左右两端设置两个固定端，两个固定端分别设置有线孔，用塑料扎丝穿过线孔并用其将固定端与待测钢筋绑定；

更进一步，所述的内置式传感器永磁体和贴面式传感器永磁体均为钕镍硼材质，所述的内置式传感器左磁芯、内置式传感器右磁芯、贴面式传感器前磁芯和贴面式传感器后磁芯均为硅钢材质；所述的内置式传感器封装外壳和贴面式传感器封装外壳均为塑料材质。

一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器的测试方法，包括以下步骤：通过第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的磁感应强度值从而计算得出待测钢筋面向保护层一侧的锈蚀率，通过第三霍尔传感器和第四霍尔传感器的磁感应强度值从而计算得出待测钢筋背向保护层一侧的锈蚀率，比较两侧的锈蚀率从而分析待测钢筋的非均匀锈蚀程度；通过第五霍尔传感器、第六霍尔传感器的磁感应强度值从而计算得出钢筋沿长度方向的锈蚀率。

具体步骤如下：

第一步，钢筋混凝土试件待测前的准备，过程如下：

1.1取设定长度和直径的8根HPB300光圆钢筋，其中1根作为标定钢筋，7根作为待测钢筋，称量待测钢筋质量分别为m

1.2将标定钢筋和待测钢筋两端5cm处凃环氧树脂；

第二步，测定前的准备，过程如下：

2.1在内置式传感器封装外壳的第一霍尔传感器放置槽、第二霍尔传感器放置槽、第三霍尔传感器放置槽和第四霍尔传感器放置槽分别安装第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器，在内置式传感器永磁体槽安装永磁体，将线缆在第一线缆弯折空间处弯折，并通过第一线孔外接电路第一指示灯、电路第二指示灯和信号采集器，最后用螺钉和螺帽通过第一固定孔、第二固定孔将传感器将内置式传感器内壳和封装盖连接，所有缝隙处涂上环氧树脂密封；

2.2在贴面式传感器封装外壳的第五霍尔传感器放置槽、第六霍尔传感器放置槽分别安装第五霍尔传感器、第六霍尔传感器，在贴面式传感器永磁体槽内安装永磁体，将线缆在第二线缆弯折空间处弯折，并通过第二线孔外接电路第三指示灯和信号采集器，最后用螺钉和螺帽通过第三固定孔、第四固定孔将传感器将贴面式传感器内壳和封装盖连接，所有缝隙处涂上环氧树脂密封；

2.3通过中央控制器控制信号采集器的采集频率，测试磁场，保证第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第四霍尔传感器的磁感应强度高斯值相同；第五霍尔传感器、第六霍尔传感器的磁感应强度高斯值相同；

2.4将内置式传感器安装到待测钢筋上，左右两端用塑料扎丝固定；将待测钢筋和标定钢筋置于模具中并浇筑成型，浇筑成型标定钢筋混凝土试件和待测钢筋混凝土试件在标准盐浓度溶液中浸泡至饱盐，所述标准氯化钠溶液的浓度0.1～2mol/L；

2.5将贴面式传感器通过贴面式传感器封装外壳封装后，置于钢筋混凝土试件上，与内部待测钢筋磁路相通；

第三步，标定试验，过程如下：

3.1记录质量为m

3.2记录质量为m

3.3以电流加速锈蚀的方式实现钢筋锈蚀的模拟实验，控制电流密度相同，质量为m

3.3记录钢筋混凝土试件锈蚀后标定钢筋在内置式传感器监测下，面向保护层一侧的磁感应强度数据B

3.4记录钢筋混凝土试件锈蚀后标定钢筋在贴面式传感器监测下的磁感应强度数据B

3.5将已锈蚀完成的钢筋取出后，切除两端涂了环氧树脂的部分，用除锈剂去除钢筋表面铁锈，再进行称重，并记录钢筋质量数据为m

3.4分别计算标定钢筋质量变化率△m

3.5分别计算内置式传感器监测下，钢筋面向保护层一侧的磁感应强度变化率△B

3.6计算贴面式传感器监测下，钢筋的磁感应强度变化率△B

3.6分别对内置式传感器监测下，钢筋质量变化率与两侧霍尔传感器磁感应强度变化率之间的关系进行线性拟合，得到线性关系系数α

第四步，测定试验，过程如下：

4.1记录待测试件锈蚀前两侧的磁感应强度B

4.2将待测的钢筋混凝土置于容易导致钢筋发生锈蚀的环境中，促使钢筋发生锈蚀；

4.3将锈蚀后的待测试件放回原位，记录钢筋锈蚀后的磁感应强度B

4.4钢筋的锈蚀率P，计算公式为式(22)；

P

其中，P

4.4定义钢筋的非均匀锈蚀为R，R越大说明钢筋非均匀锈蚀情况越严重，计算公式为式(23)；

R＝P

本发明的有益效果主要表现在：本发明基于无损检测方法，运用磁感应技术并采用独具创新的内置式和贴面式传感器测试方法实现钢筋非均匀锈蚀无损监测，根据理论公式计算得到钢筋的锈蚀率和非均匀锈蚀程度,突破了传统测试方法的测试稳定性、精确性的限制和无法检测钢筋非均匀锈蚀的局限性，实现对钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率的测试；测得的钢筋锈蚀率可应用于钢筋混凝土结构当前服役性能评估和耐久性预测；测试对象可适用于不同尺寸和形状的混凝土柱、梁和板，本发明所述的贴面式传感器外置部分可对应多个内磁芯进行检测，本发明所述的内置式传感器可对钢筋非均匀锈蚀进行检测，具有原理清楚、方法简便、测定速度快、部分可重复使用和稳定性好等优点，可弥补现有方法与设备钢筋锈蚀率测定的不足。

附图说明

图1为本发明传感器工作结构示意图。

图2为本发明中内置式传感器工作结构示意图。

图3为本发明中内置式传感器内壳三维示意图。

图4为本发明中内置式传感器封装盖正视图。

图5为本发明中内置式传感器的固定方式示意图。

图6为本发明中贴面式传感器工作结构示意图。

图7为本发明中贴面式传感器内壳三维示意图。

图8为本发明中贴面式传感器封装盖正视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图8，一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器，包括磁感应强度监测单元和数据处理单元，所述的磁感应强度监测单元包括用于检测钢筋截面非均匀锈蚀情况的双磁路四测点内置式传感器和用于检测钢筋沿长度方向锈蚀情况的贴面式传感器。

其中，内置式传感器能够实现对钢筋非均匀锈蚀的监测；内置于钢筋混凝土结构之中，提供了一种新的传感器与钢筋的固定方式；磁芯设为E字异型，可有效完成双磁路四测点的监测和对永磁体的固定；通过霍尔传感器两两对称布置从而精确检测钢筋面向和背向保护层两侧的锈蚀情况；用以测定钢筋的锈蚀率、非均匀锈蚀程度并评估钢筋的锈蚀情况和预测钢筋的使用寿命。

贴面式传感器能够实现对既有钢筋混凝土结构中钢筋沿长度方向的锈蚀监测；贴面式传感器外贴与钢筋混凝土结构表面，即磁芯外置于钢筋混凝土结构之外，磁路通过非均匀锈蚀钢筋的锈蚀区域，能够监测磁路通过长度钢筋非均匀锈蚀情况，可通过测试得到的霍尔电压有效判定钢筋混凝土结构中部单根检测钢筋锈蚀情况；用以测定钢筋的锈蚀率并评估钢筋的锈蚀程度和预测钢筋的使用寿命。

二者结合使用，既能监测钢筋截面上的非均匀局部锈蚀情况，又能监测钢筋沿长度方向的整体锈蚀情况，以解决目前尚无有效方法测定钢筋混凝土结构由局部到整体的钢筋锈蚀情况。

本发明的工作原理：霍尔传感器检测单元的霍尔电压并送至信号处理器；信号处理器按设置频率对信号采集器的数据进行采集并计算分析，所采集数据和计算结果实时存储在中央控制器中，并由显示器实时显示分析计算结果。

实施例1，一种监测钢筋截面非均匀锈蚀和沿径向锈蚀的联合磁传感器的测试方法，以直径为16mm的HPB300光圆钢筋为例，包括以下步骤：

第一步，钢筋混凝土试件待测前的准备，过程如下：

1.1取长度为20cm、直径为16mm的8根HPB300光圆钢筋，其中1根作为标定钢筋，7根作为待测钢筋，称量待测钢筋质量分别为m

1.2将标定钢筋和待测钢筋两端5cm处凃环氧树脂；

第二步，测定前的准备，过程如下：

2.1在内置式传感器封装外壳的第一霍尔传感器放置槽9-1、第二霍尔传感器放置槽9-2、第三霍尔传感器放置槽9-3和第四霍尔传感器放置槽9-4分别安装第一霍尔传感器1-1、第二霍尔传感器1-2、第三霍尔传感器1-3、第四霍尔传感器1-4，在内置式传感器永磁体槽9-7安装永磁体4-1，将线缆在第一线缆弯折空间9-10处弯折，并通过第一线孔9-11外接电路第一指示灯8-1、电路第二指示灯8-2和信号采集器5，最后用螺钉和螺帽通过第一固定孔9-8、第二固定孔9-9将传感器将内置式传感器内壳和封装盖9-12连接，所有缝隙处涂上环氧树脂密封；

2.2在贴面式传感器封装外壳的第五霍尔传感器放置槽10-1、第六霍尔传感器放置槽10-2分别安装第五霍尔传感器1-5、第六霍尔传感器1-6，在贴面式传感器永磁体槽10-5内安装永磁体4-2，将线缆在第二线缆弯折空间10-8处弯折，并通过第二线孔10-9外接电路第三指示灯8-3和信号采集器5，最后用螺钉和螺帽通过第三固定孔10-6、第四固定孔10-7将传感器将贴面式传感器内壳和封装盖10-10连接，所有缝隙处涂上环氧树脂密封；

2.3通过中央控制器7控制信号采集器5的采集频率，测试磁场，保证第一霍尔传感器1-1、第二霍尔传感器1-2、第三霍尔传感器1-3、第四霍尔传感器1-4的磁感应强度高斯值相同；第五霍尔传感器1-5、第六霍尔传感器1-6的磁感应强度高斯值相同；

2.4将内置式传感器安装到待测钢筋2上，左右两端12-1、12-2用塑料扎丝固定。将待测钢筋和标定钢筋置于模具中并浇筑成型，混凝土的原材料为：水泥为P.I 525级波特兰水泥，砂采用细度模数2.6的河砂，粗骨料采用连续级配的碎石(最大粒径为25mm)，水采用自来水，在标准模具中浇筑试件有效截面尺寸为100mm×100mm，钢筋长度为200mm，两侧钢筋突出长度为50mm，试件长度为100mm，浇筑成型后在养护室标准养护28d，浇筑成型标定钢筋混凝土试件和待测钢筋混凝土试件在标准盐浓度溶液中浸泡至饱盐，所述标准氯化钠溶液的浓度0.1～2mol/L；

2.5将贴面式传感器通过贴面式传感器封装外壳封装后，置于钢筋混凝土试件上，与内部待测钢筋磁路相通；

第三步，标定试验，过程如下：

3.1记录质量为m

3.2记录质量为m

3.3以电流加速锈蚀的方式实现钢筋锈蚀的模拟实验，控制电流密度相同，质量为m

3.3记录钢筋混凝土试件锈蚀后标定钢筋在内置式传感器监测下，面向保护层一侧的磁感应强度数据B

3.4记录钢筋混凝土试件锈蚀后标定钢筋在贴面式传感器监测下的磁感应强度数据B

3.5将已锈蚀完成的钢筋取出后，切除两端涂了环氧树脂的部分，用除锈剂去除钢筋表面铁锈，再进行称重，并记录钢筋质量数据为m

3.4分别计算标定钢筋质量变化率△m

3.5分别计算内置式传感器监测下，钢筋面向保护层一侧的磁感应强度变化率△B

3.6计算贴面式传感器监测下，钢筋的磁感应强度变化率△B

3.6分别对内置式传感器监测下，钢筋质量变化率与两侧霍尔传感器磁感应强度变化率之间的关系进行线性拟合，得到线性关系系数α

第四步，测定试验，过程如下：

4.1记录待测试件锈蚀前，内置式传感器监测下两侧的磁感应强度B

4.2将待测的钢筋混凝土置于容易导致钢筋发生锈蚀的环境中，促使钢筋发生锈蚀；

4.3将锈蚀后的待测试件放回原位，记录钢筋锈蚀后，内置式传感器监测下两侧的磁感应强度B

4.4钢筋的锈蚀率P，计算公式为式(22)；

P

其中，P

4.4定义钢筋的非均匀锈蚀为R，R越大说明钢筋非均匀锈蚀情况越严重，计算公式为式(23)；

R＝P

所述的双磁路四测点内置式传感器包括内置式传感器左磁芯3-2、内置式传感器右磁芯3-1、内置式传感器永磁体4-1、第一霍尔传感器1-1、第二霍尔传感器1-2、第三霍尔传感器1-3、第四霍尔传感器1-4和内置式传感器封装外壳9；所述的内置式传感器封装外壳的上端中部设有用于待测钢筋卡入的钢筋卡口，所述的内置式传感器封装外壳9包括内置式传感器内壳和内置式传感器外壳封装盖9-12，所述的所述内置式传感器内壳上设有第一霍尔传感器放置槽9-1、第二霍尔传感器放置槽9-2、第三霍尔传感器放置槽9-3、第四霍尔传感器放置槽9-4、内置式传感器左磁芯槽9-5、内置式传感器右磁芯槽9-6、内置式传感器永磁体槽9-7、第一线缆折弯空间9-10和第一线孔9-11，所述的第一霍尔传感器放置槽9-1、第二霍尔传感器放置槽9-2、第三霍尔传感器放置槽9-3、第四霍尔传感器放置槽9-4均设置在钢筋卡口内，所述内置式传感器永磁体槽9-7位于内置式传感器左磁芯槽9-5与内置式传感器右磁芯槽9-6、之间，所述的第一线缆折弯空间9-10位于内置式传感器永磁体槽9-7的下方，所述的第一线孔9-11设置在内置式传感器封装外壳的底部并且与第一线缆折弯空间9-10连通；所述的内置式传感器内壳和内置式传感器外壳封装盖9-12均设有第一固定孔9-8和第二固定孔9-9；所述的内置式传感器永磁体4-1与所述的内置式传感器左磁芯3-2、内置式传感器右磁芯3-1相连；所述的第一霍尔传感器1-1与第二霍尔传感器1-2之间、第三霍尔传感器1-3与第四霍尔传感器1-4之间均以钢筋卡口中心线为轴线对称布置，分别按编号对应安装在所述的内置式传感器封装外壳的霍尔传感器放置槽；在所述的内置式传感器的左右两端设置两个固定端12-1、12-2，两个固定端分别设置有线孔，可用塑料扎丝穿过线孔并用其将固定端与待测钢筋2绑定，以使传感器整体固定。

所述的贴面式传感器包括贴面式传感器第五霍尔传感器1-5、第六霍尔传感器1-6、贴面式传感器前磁芯3-3、贴面式传感器后磁芯3-4、贴面式传感器永磁体4-2和贴面式传感器传感器封装外壳10；所述的贴面式传感器封装外壳10包括贴面式传感器内壳和贴面式传感器封装盖10-10；所述的贴面式传感器内壳上设有第五霍尔传感器放置槽10-1、第六霍尔传感器放置槽10-2、贴面式传感器前磁芯放置槽10-3、贴面式传感器后磁芯放置槽10-4、贴面式传感器永磁体放置槽10-5、第二线缆折弯空间10-8和第二线孔10-9；所述的贴面式传感器内壳和贴面式传感器封装盖10-10均设有第三固定孔10-6和第四固定孔10-7；

所述的数据处理单元包括信号采集器5、信号处理器6和中央控制器7，所述的信号采集器5的输入端与所述的霍尔传感器的信号输出端电连接，信号采集器5的输出端与信号处理器6的信号输入端电连接，所述的信号处理器6的信号输出端与所述的中央控制器7的端口电连接。

进一步，所述的内置式传感器中第一霍尔传感器1-1和第二霍尔传感器1-2、第三霍尔传感器1-3和第四霍尔传感器1-4对称布置；所述的贴面式传感器中第五霍尔传感器1-5和第六霍尔传感器对称布置1-6。

所述的内置式传感器左磁芯3-2和内置式传感器右磁芯3-1为两个开口朝内对称放置的E字异型磁芯。第一对磁芯开口上端连线与待测钢筋2顶端切线重合，第二对磁芯开口设置成圆弧且底端连线与待测钢筋2底端切线重合，第三对磁芯开口与内置式传感器永磁体4-1相连，可保证遵循“最短路径”原理的磁感线最大程度地穿过锈蚀区域，在磁场区域有介质相对磁导率的巨大差别。还可根据改变磁芯开口距离，卡住不同尺寸的钢筋；所述的贴面式传感器前磁芯3-3和贴面式传感器后磁芯3-4为对称结构且截面为矩形。

所述的内置式传感器和贴面式传感器的磁芯均为硅钢材质。

所述的内置式传感器和贴面式传感器的永磁体均为钕镍硼(Nd

所述的内置式传感器和贴面式传感器的传感器封装外壳均为塑料材质。

所述的内置式传感器的信号采集器5分别安装有电路第一指示灯8-1和第二指示灯8-2。内置式传感器所述的第一指示灯8-1、第二指示灯8-2分别提示信号采集器5中两条线路是否正常工作。所述的贴面式传感器的信号采集器5与第五霍尔传感器1-5和第六霍尔传感器1-6之间安装有电路第三指示灯8-3，所述的第三指示灯8-3提示该线路是否正常工作。

所述的内置式传感器封装外壳和内置式传感器外壳封装盖9-12含有第一固定孔9-8和第二固定孔9-9；所述的贴面式传感器封装外壳和传感器封装盖含有第三固定孔10-6和第四固定孔10-7，均为螺纹孔，安装时用相对应的螺钉和螺帽进行螺栓连接。所述的螺钉和螺帽需均为黄铜材质，目的是防止对磁场进行干扰。

所述的内置式传感器内置于钢筋混凝土试件11之中，通过塑料扎丝固定在待测钢筋的待测区段上；所述的贴面式传感器外贴于钢筋混凝土试件11之上。

所述的内置式传感器和贴面式传感器的永磁体连同磁芯检测后均需放置在绝磁环境中，以避免永磁体消磁对检测精度的影响。

所述的内置式传感器内置于钢筋混凝土试件11中，从而实现实时动态监测。混凝土也可以保护传感器不受外界扰动，保证测量准确度。

所述的内置式传感器的第一霍尔传感器1-1和第二霍尔传感器1-2、第三霍尔传感器1-3和第四霍尔传感器1-4分别以钢筋卡口中心线为轴线两两对称布置；所述的贴面式传感器的第五霍尔传感器1-5和第六霍尔传感器1-6以卡口中心线为轴线对称布置。

作为一种改进，设计一种磁传感器的固定方式，在内置式传感器的左右两端设置两个固定端12-1、12-2，并分别设置线孔，用塑料扎丝穿过线孔并用其将固定端与钢筋绑定，以使传感器整体固定，避免发生错动，影响试验效果。

所述的一个贴面式传感器可对多根钢筋进行钢筋非均匀锈蚀监测，可重复利用和流动监测。

所述的内置式传感器和贴面式传感器封装外壳均含有电路板连接线缆折弯空间，分别为第一线缆折弯空间9-10和第二线缆折弯空间10-8，以保证线路能够有效折弯；分别含有第一线孔9-11和第二线孔10-9，以保证线路将强度监测单元能与数据处理单元有效连接。

所述内置式传感器的数据处理单元，其相关控制电路可利用现有成熟技术实现，主要包括控制线圈的工作电流、测定第一霍尔传感器1-1和第二霍尔传感器1-2的磁感应强度值从而计算得出待测钢筋2面向保护层一侧的锈蚀率，测定第三霍尔传感器1-3和第四霍尔传感器1-4的磁感应强度值从而计算得出钢筋2背向保护层一侧的锈蚀率，比较两侧的锈蚀率从而分析待测钢筋2的非均匀锈蚀程度；所述的贴面式传感器数据处理单元，其相关控制电路可利用现有成熟技术实现，主要包括测定第五霍尔传感器1-5、第六霍尔传感器1-6的磁感应强度值从而计算得出钢筋沿长度方向的锈蚀率。磁感应强度测定系统与数据处理系统通过信号处理器6和中央控制器7完成数据存储、后处理和实时显示。

实施例2，制备2根相同的试验RC梁(800mm×100mm×150mm)，底部配2Φ16的HPB300光圆钢筋作为纵筋，架立筋为2Φ10的钢筋，箍筋为Φ6@100，保护层厚度为20mm。水泥采用的是P·I 42.5水泥；细骨料采用的是细度模数为2.5～2.6mm的河砂，含泥量不超过1.5％；粗骨料采用连续级配5～20mm的破碎石灰岩；水为纯净水。表1为混凝土配合比。

在浇筑前，将4个卡口尺寸为16mm的内置式磁传感器用塑料扎丝分别固定在每根试验RC梁的每根纵筋跨中位置，并保证传感器不会发生移动。

表1混凝土配合比

浇筑成型后在养护室标准养护28d。养护完成后，记录4个磁传感器的初始磁感应强度值。并使用贴面式传感器检测从支座到跨中的钢筋的磁感应强度值。

在2根试验梁的跨中分别施加集中荷载30kN，加载之后在其侧面涂上环氧树脂，只将100mm×800mm的上、下两个表面作为氯离子的侵入面。然后将所有带载构件放置在模拟潮差氯盐环境的人工气候多功能试验箱中，实时监测每个传感器的读数。由测试数据可知，面向保护层一侧的磁场强度变化率大于背向保护层一侧的磁场强度变化率，说明钢筋正在遭受非均匀锈蚀。将已锈蚀完成的RC梁从试验箱中取出，用贴面式传感器检测从支座到跨中的锈蚀钢筋的磁感应强度值，并结合锈蚀前的磁感应强度值计算出磁感应强度变化率。

分析数据，从截面上钢筋的非均匀锈蚀和钢筋沿长度方向的锈蚀情况综合分析，得出钢筋从局部到整体的锈蚀情况。

具体实现时，本发明对具体的器件型号不做限制，只要能完成上述功能的元器件均可。

最后，需要注意的是，以上列举的仅针对测定实验室新配置混凝土的具体实施例，并不限制本发明。对于从已预埋内置式传感器的既有工程中取样的钢筋混凝土结构，其过程和方法完全一致，此处不再赘述。

本发明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。