专利名称：一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到钢筋腐蚀速率检测设备的技术领域，具体地讲，涉及到ー种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置。
背景技术：
对于土木工程而言，20世纪是钢筋混凝土的时代。很难想象没有钢筋混凝土，今天的社会发展会是什么模样。但是，在标志社会发展进步的钢筋混凝土新构筑物不断完成的同时，给人民生命安全带来重大隐患的钢筋混凝土构筑物因腐蚀破坏产生的耐久性问题比比皆是，触目惊心。氯离子引起的钢筋腐蚀已广泛造成的混凝土结构破坏，严重影响甚至危及房屋建筑、桥梁等建筑物的安全性。混凝土中钢筋的腐蚀是ー个电化学过程，按腐蚀电池阳极区与阴极区间距的大·小，可将混凝土中钢筋的腐蚀形态分为微电池腐蚀和宏电池腐蚀两大类。所谓微电池腐蚀，是指由相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的钢筋腐蚀。其外形特征十分均匀，故又称均匀腐蚀。微电池腐蚀对钢筋的危害性较小。所谓宏电池腐蚀，是指由相距几厘米甚至几米的阳极区和阴极区所组成的宏电池作用所引起的钢筋腐蚀。宏电池腐蚀也称局部腐蚀，其危害性相当大。目前对宏电流的測量多采用低电阻安培表，但是由于安培表电阻的存在会造成测量的宏电流值小于实际值，对钢筋的腐蚀速率估计不足，有可能造成严重的后果。众所周知，温度对钢筋的腐蚀速率有很大的影响，而目前对于钢筋混凝土所处环境温度的測量一般不去关注，或者采用温度计测量，这种温度的測量方法是十分粗糙的，所以通常測定的腐蚀速率值不能反映特定温度下钢筋的腐蚀速率，也就无法对钢筋所处环境的腐蚀性进行客观评价。

实用新型内容本实用新型的目的就是要设计ー种測量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置，该装置能够同时測量出钢筋腐蚀的宏电流、阳极和阴极耦合后的腐蚀电位以及钢筋混凝土所处环境的温度，实现对钢筋的腐蚀速率和混凝土的使用寿命的可靠估计，解决钢筋混凝土构筑物因腐蚀破坏产生的安全问题。实现本实用新型设计的一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置是由集成运放-I (4)、多阶低通滤波器-1 (5)、AD转换器-1 (6)、电脑连接线(7)、液晶显示屏(8)、高速单片机(9)、AD转换器-2(10)、多阶低通滤波器-2(11)、集成运放-2(12)、參比电极
(13)、温度感应器(14)以及电阻和导线组成，高速单片机(9)是此装置的核心部分，负责腐蚀电流的采集、显示和存储功能，设有五个连接端ロ分别为A、B、C、D、E ;高速单片机(9)的端ロ A通过导线连接液晶显示屏(8)用于显示宏电流数值，腐蚀电位和温度的显示；高速单片机(9)的端ロ B连接电脑连接线(7)，用于将所有数据上传电脑进行保存；高速单片机(9)的端ロ C通过导线串联AD转换器-1 (6)，多阶低通滤波器-1 (5)，集成运放-I (4);集成运放-1(4)的“-”端与钢筋⑴的阳极区(2)连接，同时连接电阻R-I或R-2或R-3的其中之一，电阻另一端连接到集成运放-I (4)的输出端，用于完成不同量程的转换；集成运放-I⑷的“ + ”与阴极区(15)连接，同时接地。此条通路主要是完成宏电流的采集；高速单片机(9)的端ロ D通过导线串联AD转换器-2 (10)，多阶低通滤波器-2 (11)，集成运放-2(12);集成运放-2(12)的“-”端通过电阻R-5连接到參比电极(13)，同时与电阻R-6连接，然后连接到集成运放-2 (12)的输出端；集成运放_2 (12)的“ + ”与电阻R-4连接，然后接地。此条通路主要是完成腐蚀电位的采集；高速单片机(9)的端ロ E通过导线连接温度感应器(14)，用于温度的測量。本实用新型设计的測量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置与现有装置具有以下优点(I)本装置能够准确测量微安级的宏电池电流，以便于对钢筋的腐蚀状态进行评估。(2)能够测量宏电池的腐蚀电位，辅助宏电池电流对钢筋的腐蚀状态进行评估。 (3)能够测量混凝土的温度，结合宏电流和腐蚀电位对钢筋所处环境的腐蚀性进行评估。

图I为ー种測量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置结构示意图。图中1_钢筋；2_阳极区；3_混凝土保护层；4_集成运放-I ;5_多阶低通滤波器-1 ;6-AD转换器-1 ；7-电脑连接端ロ ；8_液晶显示屏；9_高速单片机；10-AD转换器-2 ；11-多阶低通滤波器_2 ；12-集成运放-2 ；13-參比电极；14_温度感应器；15_阴极区。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型的结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细的描述。本实用新型设计的一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置具体实施方式
如图I所示，钢筋⑴在腐蚀过程中分为阳极区⑵和阴极区(15)，构成了宏电池腐蚀。阳极区⑵与集成运放-I (4)的“-”连接，并且与电阻R-I连接，电阻R-I与集成运放-I (4)的输出端连接，之后连接到多阶低通滤波器-I (5)和AD转换器-I (6)，最后连接到高速单片机(9)。阴极区(15)连接集成运放-1(4)的“ + ”，通过电阻R-4接地。阳极区⑵和阴极区(15)之间的宏电流し ，经过以上电路后，变为电压信号V1，V1 = RIXIqot，电压信号Vl经过多阶低通滤波器-1 (5)滤掉干扰信号，再经过AD转换器-1 (6)转换为数字信号，输入到高速单片机(9)。參比电极(13)与电阻1 -5连接，1 -5与集成运放-2(12)的“-”和电阻R-6连接，R-6与集成运放-2(12)的输出端连接。集成运放-2(12)的输出端连接到多阶低通滤波器-2(11)和AD转换器-2 (10)，最后连接到高速单片机(9)。宏电池的腐蚀电位为Vc，经过以上电路后，变为电压信号V2，两者之间的关系为Vc = -V2XR5/R6，电压信号V2经过多阶低通滤波器-2(11)滤掉干扰信号，再经过AD转换器-2 (10)转换为数字信号，输入到高速单片机(9)。温度感应器(14)将感应到的温度信号，通过导线传递到高速单片机(9)。高速单片机(9)将电压信号VI，电压信号V2，以及温度感应器采集的温度信号进行处理，显示到液晶显示屏(8)上。并且可以通过电脑连接端ロ(7)将数据传到电脑。通过以上连接组成的装置，实现了对钢筋宏电流腐 蚀速率，腐蚀电位和温度的精确测量。
权利要求1.一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置，其特征在于该装置是由集成运放-I (4)、多阶低通滤波器-I (5)、AD转换器-I (6)、电脑连接线(7)、液晶显示屏(8)、高速单片机(9)、AD转换器-2(10)、多阶低通滤波器-2(11)、集成运放-2(12)、參比电极(13)、温度感应器(14)以及电阻和导线组成，高速单片机(9)设有五个连接端ロ分别为A、B、C、D、E ;高速单片机(9)的端ロ A通过导线连接液晶显示屏(8);高速单片机(9)的端ロ B通过导线连接电脑连接线(7);高速单片机(9)的端ロ C通过导线串联AD转换器-1 (6)、多阶低通滤波器-1 (5)、集成运放-I (4);集成运放- 1 (4)的“-”端与钢筋⑴的阳极区(2)连接，同时连接电阻R-I或R-2或R-3的其中之一，电阻另一端连接到集成运放-I⑷的输出端；集成运放-I (4)的“ + ”与阴极区(15)连接，同时接地；高速单片机(9)的端ロ D通过导线串联AD转换器-2 (10)、多阶低通滤波器-2(11)、集成运放-2(12);集成运放-2(12)的“-”端通过电阻R-5连接到參比电极(13)，同时与电阻R-6连接，然后连接到集成运放-2(12)的输出端；集成运放-2 (12)的“ + ”与电阻R-4连接，然后接地；高速单片机(9)的端ロ E通过导线连接温度感应器(14)。
专利摘要本实用新型涉及的一种测量混凝土中钢筋宏电流腐蚀速率的装置是由集成运放-1(4)、多阶低通滤波器-1(5)、AD转换器-1(6)、电脑连接线(7)、液晶显示屏(8)、高速单片机(9)、AD转换器-2(10)、多阶低通滤波器-2(11)、集成运放-2(12)、参比电极(13)、温度感应器(14)以及电阻和导线组成。该装置能够同时测量出钢筋腐蚀的宏电流、阳极和阴极耦合后的腐蚀电位以及钢筋混凝土所处环境的温度，实现对钢筋的腐蚀速率和混凝土的使用寿命的可靠估计，解决钢筋混凝土构筑物因腐蚀破坏产生的安全问题。
文档编号G01N17/02GK202486035SQ201220065238
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者佘海龙, 刘艳军, 耿春雷, 陈红岩 申请人:北京建筑材料科学研究总院有限公司