一种压电智能骨料传感器封装结构的制作方法

本实用新型涉及一种压电智能骨料传感器封装结构，属于混凝土结构健康监测技术领域。

背景技术：

近十几年来，智能材料结构在工程领域中的成功应用，为实现真正意义上的结构健康监测提供了有效的途径。其中，基于压电陶瓷（如 PZT）的混凝土健康监测技术成为学术界的研究热点，尤其是利用其对混凝土裂缝损伤开展监测的相关研究已经取得大量的研究成果。美国休斯敦大学的Song等首次提出压电陶瓷片的“智能骨料”（Smart Aggregate，简称SA）封装形式，并利用其对钢筋混凝土公路桥T型梁进行了裂缝监测试验。沈阳建筑大学的阎石、孙威等将自制的“智能骨料”运用到各类混凝土构件的裂缝监测中，提出了以监测信号能量值作为损伤识别特征参量的损伤识别方法。伴随着基于智能结构的思想发展起来的现场实时在线健康监测技术成果日益突出，使得基于压电智能材料对混凝土结构的健康监测成为可能。但由于压电智能骨料传感器在混凝土中容易受到破坏，因此需要对压电智能骨料传感器进行封装，压电智能骨料封装工序较为繁琐，效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种封装效果好，封装效率高的压电智能骨料传感器封装结构。

本实用新型采用以下方案实现：一种压电智能骨料传感器封装结构，包括一钢模，所述钢模内设置有压电智能骨料传感器，钢模侧壁穿设有与压电智能骨料传感器相连接的屏蔽导线，所述钢模内腔侧壁和底部铺设有塑料薄膜，钢模内腔还灌装有环氧树脂。

进一步的，所述钢模为圆柱形结构并由两块半圆形钢模板拼接而成，两半圆形钢模板两侧设置有至少一对相配合的固定夹片，每对相配合的固定夹片之间通过螺栓螺母锁紧连接。

进一步的，两半圆形钢模板其中一侧的拼接缝处设置有由两半圆槽拼合成的导线孔，所述屏蔽导线由所述导线孔穿入。

进一步的，钢模直径为20~50mm，高度为10~45mm，壁厚为2~4mm；固定夹片上螺栓孔直径为2~4mm。

进一步的，压电智能骨料传感器采用压电陶瓷片。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型封装结构能够顺利完成脱模工作，造价低，封装效果好，在封装过程中可以有效提高封装效率，更易于实现工厂化批量生产，同时构造简单，有效保证压电智能骨料传感器在使用过程中不发生破坏，与混凝土材料相容性好，适用性强。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例构造示意图；

图2是本实用新型实施例中钢模构造示意图；

图中标号说明：1-钢模、2-智能骨料传感器、3-屏蔽导线、4-环氧树脂、5-半圆形钢模板、6-固定夹片。

具体实施方式

如图1~2所示，一种压电智能骨料传感器封装结构，包括一钢模1，所述钢模1内设置有压电智能骨料传感器2，钢模1侧壁穿设有与压电智能骨料传感器2相连接的屏蔽导线3，所述钢模1内腔侧壁和底部铺设有塑料薄膜，钢模内腔还灌装有环氧树脂4；灌装环氧树脂保护层后能够顺利完成脱模工作，造价低，封装效果好，在封装过程中可以有效提高封装效率，更易于实现工厂化批量生产用于混凝土结构的压电智能骨料传感器，本实用新型封装结构构造简单，有效保证压电智能骨料传感器在使用过程中不发生破坏，与混凝土材料相容性好，适用性强，为工程上混凝土结构的施工过程和服役过程监测提供了一种良好的传感器元件。

在本实施例中，所述钢模1为圆柱形结构并由两块半圆形钢模板5拼接而成，两半圆形钢模板两侧设置有至少一对相配合的固定夹片6，每对相配合的固定夹片之间通过螺栓螺母锁紧连接。

在本实施例中，两半圆形钢模板其中一侧的拼接缝处设置有由两半圆槽拼合成的导线孔，所述屏蔽导线由所述导线孔穿入。

在本实施例中，钢模直径为20~50mm，高度为10~45mm，壁厚为2~4mm；固定夹片上螺栓孔直径为2~4mm。

在本实施例中，压电智能骨料传感器采用压电陶瓷片，具体采用PZT-4，PZT是锆钛酸铅压电陶瓷的简称，PZT-4是中功率发射、接收两用型压电陶瓷。

监测时，函数发射器发射波形，通过压电陶瓷片驱动电源放大后，经屏蔽导线传入布置于混凝土内部的传感器，激励压电智能骨料传感器中的压电智能材料产生应力波，作为信号发射端；另一端的压电智能骨料传感器作为信号接收器，外接数字示波器接受信号，利用接收到的信号能量的变化，可以实现对混凝土结构内部损伤的监测，进而判断结构的使用性能。

本实用新型压电智能骨料传感器封装结构的工作过程：（1）将两半圆形钢模板拼接在一起形成钢模，并将两半圆形钢模板之间相配合的固定夹片通过螺栓螺母锁紧；（2）利用塑料薄膜均匀覆盖在钢模内壁并利用塑料薄膜对钢模内腔底部进行封底；（3）将压电智能骨料传感器作为信号源并利用屏蔽导线连接其正负极；（4）将连接有屏蔽导线的压电智能骨料传感器放入钢模中，屏蔽导线由导线孔穿出；（5）向钢模中灌装环氧树脂，待环氧树脂固化后，拆卸钢模，清理塑料薄膜层，即完成压电智能骨料传感器的封装工作。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。