一种信息钢筋

技术领域

本发明属于建筑或构筑材料领域，具体涉及一种信息钢筋。

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（如钢筋混凝土梁受力检测通常是将传感元件附加安装在混凝土或钢筋上），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钢筋。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种信息钢筋，在钢筋内设置腔室，传感元件和传感元件传输线置于腔室之中，在腔室内壁与传感元件和传感元件传输线外壁之间的空隙注有用于固结的粘结剂（实质上是将传感元件和传感元件传输线融入并固定在钢筋内），形成信息钢筋。

其中，传感元件传输线一端连接传感元件，另一端用于连通外部设备。

作为优选，单个腔室可以容纳单个传感元件，也可以容纳多个传感元件，并可以均匀分布，也可多点设定分布。

作为优选，钢筋内的腔室可以设置一个或多个。

作为优选，传感元件和传感元件传输线是在钢筋的制造或加工阶段由生产工艺批量内置的，并在制造或加工完成后形成一体式（即传感元件、传感元件传输线和钢筋融为一体）信息钢筋。

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钢筋融为一体，由此产生的信息钢筋或包含该信息钢筋的信息结构材料，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、大规模生产信息钢筋和信息化结构材料，大幅度降低检测元件的成本及提高测试稳定性；

3、传感元件与钢筋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、传感元件置于钢筋内部，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。

本发明信息钢筋或包含该信息钢筋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是实施例中信息钢筋示意图；

图2是钢筋内置传感元件和传感元件传输线之前的示意图；

图3是图1中A-A向剖面图；

图4钢筋混凝土梁内部示意图；

图5是图4中B-B向剖面图。

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

一种信息钢筋，如图1、图2和图3所示，在钢筋2内设置腔室3，传感元件4和传感元件传输线5置于腔室3之中，在腔室3内壁与传感元件4和传感元件传输线5外壁之间的空隙注有用于固结的粘结剂6，实质上是将传感元件4和传感元件传输线5融入并固定在钢筋2内，形成信息钢筋1。

其中，传感元件传输线5一端连接传感元件4，另一端用于连通外部设备。

其中，单个腔室3可以容纳单个传感元件4，也可以容纳多个传感元件4，并可以均匀分布，也可多点设定分布。

其中，钢筋2内的腔室3可以设置一个或多个。

其中，传感元件4和传感元件传输线5是在钢筋2的制造或加工阶段由生产工艺批量内置的，并在制造或加工完成后形成一体式信息钢筋1，即传感元件4、传感元件传输线5和钢筋2融为一体，形成一体式信息钢筋1。

如果需要检测钢筋混凝土梁7下部钢筋的变形与受力，其过程如下：

如图4和图5所示，在钢筋混凝土梁7下部设置一根信息钢筋1，该信息钢筋1兼有受力和信息检测作用；具体是在普通钢筋2内部设置孔形腔室3，根据检测要求，在腔室中置入传感元件4和传感元件传输线5，然后注入粘结剂6将传感元件4、传感元件传输线5与钢筋粘结在一起，信息钢筋1从梁的端头伸出，并将传感元件传输线5连接到外部检测仪器。

当钢筋混凝土梁7受力时，信息钢筋1与普通钢筋2一起受力和变形，受力、变形状态通过内部传感元件4传递到外部检测仪器，由此获得变形与受力数据。

信息钢筋1由生产厂家生产制造，信息钢筋1在出厂前进行批量标定，其测点变形、受力与传感元件4获得的检测信息应有一一对应关系，将这种关系输入外部检测仪器，即可从获得的检测信息得到信息钢筋1变形、受力数据，从而判断其它钢筋2受力状态。

实施例中，钢筋混凝土梁检测不需要附加安置传感元件，也不需要对传感元件和梁结构体部分的传输线进行有效保护，传感元件与钢筋混凝土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根钢筋混凝土梁的实施，但可推广到其它包含该信息钢筋的构件或钢筋混凝土结构体系的实施，不同的是各个构件的信息钢筋在合适的部位延伸出结构体系，形成一个体外系统导线网络，再进入外部检测仪器而已。