一种信息金属型材

技术领域

本发明属于建筑或构筑材料领域，具体涉及一种信息金属型材。

背景技术

近年来，随着经济和科学技术的迅速发展，结构的安全及运行效果测控技术得到很大提高，已经成为工程项目必不可少的重要环节。以测控为主体的智能化结构已经成为今后科技发展的主流方向，测控技术主要分为检测技术和信息处理技术两大部分。借助于互联网平台，信息处理技术近年来已经得到很大发展，基本上完成了自动实时检测与及时显示的全程技术体系的建立。随着大数据和5G技术的进入，信息处理技术必将趋于完善，不会存在太大问题。在检测技术方面，近年来也得了显著发展，如光纤测试、波动测试、电磁波测试等等。然而，检测技术的研究至今为止都是局限于传感器（传感元件）和信号处理器上进行的，信号检测都需要在结构上设置附加的传感元件（如钢梁受力检测通常是将传感元件附加安装在型材上），这种方法存在以下问题：1、传感元件放置、固定方法与检测结果关系密切，是一个技术含量较高的工作，且因为是人工操作，因人而异成分太大，直接影响测试数据的真实性、稳定性、可靠性；2、传感器受环境影响很大，如温度、湿度、机械接触等等，这些因素均会影响测试成败及数据的真实性；3、由于受技术和环境影响，传感器寿命太短，失效率太大，特别是在复杂环境情况下，传感器的2年有效率不足60%，且不能重新补设；4、受传感器结构尺寸所限，很多情况下无法安置；5、传感器成本高、破损率大，不能大规模使用。由于存在以上问题，智能化结构的信息稳定性、规模性、可靠性、可实施性、经济性等均受到极大影响，与快速发展的信息处理技术形成鲜明对比，已经成为结构智能化发展的一个严重障碍。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够提高测试稳定性和可靠性的信息金属型材。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种信息金属型材，在型材本体上设置有槽或孔，在槽或孔内设置传感元件和信息传输线，采用粘结剂将传感元件与型材、信息传输线与型材粘固在一起形成信息金属型材。

作为优选，信息传输线从型材端部伸出并连通外部检测设备。

作为优选，型材为型钢或型铝。

作为优选，单个槽或单个孔可以容纳单个传感元件，也可以容纳多个传感元件，传感元件可以均匀分布，也可多点设定分布。

作为优选，槽或孔可以根据需要设置一个或多个。

本发明中，槽或孔所在部位的型材形状、规格根据力学性能等价的原理进行调整。

作为优选，传感元件和信息传输线是在型材的制造或加工阶段内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息金属型材，即传感元件、信息传输线和型材三者形成一体式结构。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果。

本发明的核心点在于将传统检测元件与型材融为一体，由此产生的信息金属型材或包含该信息金属型材的信息结构材料，优点在于：

1、集结构功能与信息功能于一身，使得信息检测的真实性大幅度提高；

2、有利于批量化、大规模生产信息金属型材和信息化结构材料，大幅度降低检测元件的成本及提高测试稳定性；

3、传感元件与型材的结合在生产阶段完成，能够避免现场手工作业安装的种种弊病；

4、传感元件置于型材内部，大幅度降低使用环境对其影响和传感元件及其传输线破损率，提高其可靠性和使用寿命。

本发明信息金属型材或包含该信息金属型材的信息结构材料的出现，改变了传统信息与材料分离的状态，能够形成新兴的信息结构材料产业，这能够避免传统传感元件安装的技术壁垒、复杂的环境限制、难以确保的有效率，能够解决传统信息检测高技术、高成本、低效率的问题，使信息检测简单、低值、有效成为可能。由此，信息检测技术才能够与飞速发展的信息处理技术相匹配，实现大规模智能化结构的应用。

附图说明

图1是实施例1中信息金属型材（工字钢）内置传感元件和信息传输线之前的示意图

图2是实施例1中信息金属型材（带槽）示意图；

图3是实施例2中型材（槽钢）内置传感元件和信息传输线之前的示意图；

图4是实施例2中信息金属型材（带槽）示意图；

图5是实施例3中信息金属型材（带孔工字钢）示意图；

图6是部分实施例中传感元件和信息传输线置于型材内的局部示意图；

图7是实施例5中信息金属型材（带孔口型钢）示意图；

图8是实施例6中信息金属型材（带孔O型钢）示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。

实施例1

一种信息金属型材（信息工字钢），如图1、图2和图6所示：在工字钢1本体上设置有槽2，在槽2内设置传感元件7和信息传输线3，采用粘结剂4将传感元件7与工字钢1、信息传输线3与工字钢1粘固在一起形成信息工字钢。

其中，信息传输线3从工字钢1端部伸出并连通外部检测设备。

其中，单个槽2可以容纳单个传感元件7，也可以容纳多个传感元件7，传感元件7可以均匀分布，也可多点设定分布。

其中，槽2可以根据需要设置一个或多个。

其中，槽2所在部位的工字钢1形状、规格根据力学性能等价的原理进行调整。

其中，传感元件7和信息传输线3是在工字钢1的制造或加工阶段内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息工字钢。

实施例2

一种信息金属型材（信息槽钢），是将传感元件与槽钢做成一体，使普通槽钢变成一种信息槽钢，如图3、图4和图6所示：该信息槽钢为一种带槽2的槽钢5，传感元件7和信息传输线3为光纤，槽2需要的截面尺寸很小（满足光纤直径即可）。为了消除槽2对槽钢5受力的影响，可按力学性能等价的原理，对槽钢腹板局部加厚。

得到该信息槽钢的做法包括：根据检测要求，由生产厂家在槽钢5的槽2中置入传感元件7和信息传输线3，然后注入粘结剂4，将传感元件7和信息传输线3与槽钢5粘结在一起形成信息槽钢；信息传输线3从槽钢5端头伸出，并连接到外部检测仪器；当信息槽钢受力时，受力、变形状态通过内部传感元件7和信息传输线3传递到外部检测仪器，由此获得变形与受力数据。

信息槽钢由生产厂家生产制造，信息槽钢在出厂前已经通过批量标定，测点变形、受力与传感元件获得的检测信息有一一对应的关系，将这种预设关系输入外部检测仪器，即可从获得的检测信息得到信息槽钢的变形、受力数据。

实施例中，钢梁检测不需要附加安置传感元件，也不需要对传感元件和钢梁结构体部分的传输线进行有效保护，传感元件与钢梁内部检测线路的有效性和稳定性非常好，几乎不受现场安装人员、混凝土梁施工过程的影响，而这些正是现有检测方法的主要问题和成本。

需要说明的是，该实施例虽然只表明一种槽钢腹板受力、变形状态的检测实施，但可推广到其它型材相关检测的实施。

实施例3

一种信息金属型材（信息工字钢），如图5和图6所示：在工字钢1本体上设置有孔6，在孔6内设置传感元件7和信息传输线3，采用粘结剂4将传感元件7与工字钢1、信息传输线3与工字钢1粘固在一起形成信息工字钢。

其中，信息传输线3从信息工字钢1端部伸出并连通外部检测设备。

其中，单个孔6可以容纳单个传感元件7，也可以容纳多个传感元件7，传感元件7可以均匀分布，也可多点设定分布。

其中，孔6可以根据需要设置一个或多个。

其中，孔6所在部位的工字钢1形状、规格根据力学性能等价的原理进行调整。

其中，传感元件7和信息传输线3是在工字钢1的制造或加工阶段内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息工字钢。

实施例4

一种信息金属型材（信息H型钢），参照实施例1或实施例3：是将传感元件与H型钢做成一体，使普通H型钢变成一种信息H型钢。

实施例5

一种信息金属型材（信息口型钢），是将传感元件与口型钢做成一体，使普通口型钢变成一种信息口型钢。如图7所示，在口型钢12本体上设置有孔，在孔内设置传感元件和信息传输线3，采用粘结剂4将传感元件与口型钢12、信息传输线3与口型钢12粘固在一起形成信息口型钢。信息传输线3从口型钢12端部伸出并连通外部检测设备。

其中，单个孔可以容纳单个传感元件，也可以容纳多个传感元件，传感元件可以均匀分布，也可多点设定分布。

作为优选，孔可以根据需要设置一个或多个，孔所在部位的口型钢12形状、规格根据力学性能等价的原理进行调整。本实施例中，孔设置有两个，两个孔分别靠近口型钢12的凸楞121处，如图7所示。

其中，传感元件和信息传输线3是在口型钢12的制造或加工阶段内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息口型钢，实质上是将传感元件与口型钢12融合为一体。

实施例6

一种信息金属型材（信息O型钢），是将传感元件与O型钢做成一体，使普通O型钢变成一种信息O型钢。

如图8所示，在O型钢13本体上设置有孔，在孔内设置传感元件和信息传输线3，采用粘结剂4将传感元件与O型钢13、信息传输线3与O型钢13粘固在一起形成信息O型钢。信息传输线3从O型钢13端部伸出并连通外部检测设备。

其中，单个孔可以容纳单个传感元件，也可以容纳多个传感元件，传感元件可以均匀分布，也可多点设定分布。

作为优选，孔可以根据需要设置一个或多个，孔所在部位的O型钢13形状、规格根据力学性能等价的原理进行调整。本实施例中，孔设置有两个，两个孔分别靠近O型钢13的凸楞131处，如图8所示。

其中，传感元件和信息传输线3是在O型钢13的制造或加工阶段内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息O型钢，实质上是将传感元件与O型钢13融合为一体。

实施例7-实施例12

实施例7-实施例12依次参照实施例1-实施例6，其区别在于：各实施例中型材为型铝。需要注意的是在型铝规格设计时应符合载荷、刚度等力学性能要求。