一种表面破损检测结构的制作方法

本发明涉及表面破损检测。具体而言，本发明涉及一种表面破损检测结构。

背景技术：

近年来，由于城市道路上的窨井盖破损或缺失而造成的安全事故频发。窨井盖通常由金属、高强钢纤维水泥混凝土、再生树脂、聚合物基复合材料等材料制成，用于遮盖地面、道路或公共活动场所的自来水、电信、电力、燃气、热力、消防、环卫等公用设施的下水道及地下管网的入口，防止人或者物体坠落。地面、道路或公共活动场所的窨井盖是一个重要的存在，窨井盖破损、丢失、或移位情况的发生，极易造成安全隐患问题。由于公共场所下水道及地下管网窨井盖分布区域广，数量多，在当前技术条件下，下水道及地下管网窨井盖的移除、破损及被盗，管理者难以及时发现，往往不能及时采取应急措施，已造成多起人身伤亡事件发生。

因此，对窨井盖的破损进行监测，减少道路安全隐患，是非常必要和紧迫的。本领域需要一种新型的窨井盖破损监测装置及其管理系统和方法，从而能够高效、实时监控窨井盖破损监测装置状态。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种表面破损检测结构，包括：

导电带；

处于所述导电带一端的第一电极；以及

处于导电带另一端的第二电极，

其中所述导电带以特定间距蛇形排布在待检测的表面上。

在本发明的一个实施例中，导电带直接附着于所述待检测表面，并且与被检测表面的结合强度大于待检测表面的失效强度，以及导电带沿破损方向的强度小于待测表面的失效强度。

在本发明的一个实施例中，所述导电带为导电颗粒、导电粉末、导电线、导电片中的一种或多种，所述导电带通过涂敷、沉积、粉末冶金中的任一种或多种方法直接烧结、喷涂、印刷、光刻、改性、固化、碾轧、或焊接结合到所述待检测表面。

在本发明的一个实施例中，该表面破损检测结构还包括：连接层，位于导电带和待测表面之间，所述连接层与被检测表面、与导电带的结合强度均大于待检测表面的失效强度；以及所述连接层、导电带沿破损方向的强度均小于待测表面同方向的失效强度。

在本发明的一个实施例中，该表面破损检测结构还包括：

连接层，由基体，检测结合面，导电结合面中的一个或者几个构成；

所述基体是纸、塑料、布或橡胶；

所述检测接合面通过胶接、熔接或粘结形成；

所述导电结合面由导电材料通过涂敷、沉积或粉末冶金直接烧结、喷涂、印刷、光刻、改性、固化、碾轧或焊接结合到所述基体，或者所述导电结合面通过胶接、熔接或粘结结合到所述基体。

在本发明的一个实施例中，该表面破损检测结构还包括：覆盖在所述导电带上方的绝缘层。

根据本发明的另一个实施例，提供一种表面破损检测系统，包括：

表面破损检测结构，包括：导电带、处于所述导电带一端的第一电极以及处于导电带另一端的第二电极，其中所述导电带以特定间距蛇形排布在待检测的表面上；

电源，所述电源为系统供电；

破损识别单元，所述破损识别单元检测所述表面破损检测结构的导通或断路状态，和/或回路电阻变化；以及

报警单元，当所述破损识别单元检测到所述表面破损检测结构的断路状态，和/或回路电阻变化超过阈值时，发出警告信号。所述报警单元设置在本地或者远端，所述警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

在本发明的一个实施例中，该系统还包括：

通信单元，当所述破损识别单元检测到所述表面破损检测结构的断路状态时，所述通信单元触发报警单元发出警告信号，通信方式是有线方式或无线方式，所述报警单元设置在本地或者远端，所述警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

在本发明的一个实施例中，所述系统化持续或者周期性地向所述表面破损检测结构施加电压。

根据本发明的又一个实施例，提供一种表面破损检测系统，包括：

表面破损检测结构，包括：导电带、处于所述导电带一端的第一电极以及处于导电带另一端的第二电极，其中所述导电带以特定间距蛇形排布在待检测的表面上；

电源，所述电源为系统供电；以及

报警单元，当所述表面破损检测结构断路时，发出警告信号。

在本发明的又一个实施例中，表面破损检测系统还包括通信单元，当所述表面破损检测结构断路时和/或回路电阻变化超过阈值时，所述通信单元触发报警单元发出警告信号，通信方式是有线方式或无线方式，所述报警单元设置在本地或者远端，所述警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

在本发明的又一个实施例中，系统化持续或者周期性地向所述表面破损检测结构施加电压。

根据本发明的再一个实施例中，提供一种检测表面破损的斑马纸，包括：

导电带由特定间距排布的曲线构成，曲线的端点为两个接出电极，导电带的基体为易碎的纸、塑料、布或者其他柔性材料，基体的背面和被检表面相连。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构100的俯视图。

图2示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构100沿aa线的截面图。

图3示出根据本发明的一个实施例的扇形的表面破损检测结构300。

图4示出根据本发明的一个实施例的表面破损监测系统400的框图。

图5示出根据本发明的另一个实施例的表面破损监测系统500的框图。

图6示出根据本发明的另一个实施例的表面破损监测系统600的框图。

图7示出根据本发明的另一个实施例的表面破损监测系统700的框图。

具体实施方式

在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性。

图1示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构100的俯视图。如图1所示，该表面破损检测结构100包括排布在表面的导电带110、处于导电带一端的第一电极120以及处于导电带另一端的第二电极130。电极可以是与导电带部分相同，也可以不同，以方便电极导出而定。

导电带110以特定间距蛇形排布在待检测的表面上。特定距离可以是等距的也可以是不等距的，具体根据被检表面而定。导电带的布置可以的平面的，也可以曲面的，立体的，具体根据被检表面而定。

在本发明的一个实施例中，导电带的宽度为3.5mm、间距为4.5mm、厚度0.2mm，材料为导电银胶直接涂敷在被检表面上。

在本发明的另一个实施例中，导电带的宽度为2mm、间距为2mm、厚度0.3mm，材料为导电碳浆印刷在连接层上，连接层包括：基体为80克纸，纸的正面为碳浆印刷，纸的背面为不干胶，和被检表面相连。

在本发明的又一个实施例中，导电带的宽度为0.7mm、间距为0.7mm、厚度0.1mm，材料为碳浆，印刷在连接层上，连接层包括：基体为易碎聚对苯二甲酸乙二酯pet，pet的正面为碳浆印刷，pet的背面为不干胶，和被检表面相连。

图2示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构100沿aa线的截面图。如图2所示，表面破损检测结构100可以通过连接层140附连到被检测表面210。导电带110的表面上可以覆盖有绝缘膜150。

在工作过程中，在第一电极120和第二电极130之间施加特定电压，如果导电带110导通，则被检测表面无破损；如果导电带110不导通，则被检测表面破损。为了确保表面破损检测结构100的导电状态与被检测表面的破损状态一致，通常将连接层140与被检测表面210的结合强度设定成大于表面破损检测结构100本身的强度，这样在被检测表面210发生破损时，表面破损检测结构100也会产生破裂，导致导电带不导通。

导电带110是具有特定宽度和特定厚度的连续条带。导电带110的厚度可以是纳米级至几十毫米或者更多，宽度依待检测表面灵敏度，可以纳米级至几十毫米或者更多。导电带可以是导电颗粒、导电粉末、导电线、导电片等导电材料中的一种或多种。导电带可以通过涂敷、沉积、粉末冶金中的任一种或多种方法直接烧结、喷涂、印刷、光刻、改性、固化、碾轧、焊接等方式结合到待检测表面。

例如，导电带110可以是铝箔，宽度2mm，厚度0.2mm。

导电带110以特定间距蛇形排布在待检测的表面上。当待检测表面上存在孔洞时，导电带110在蛇形排布的过程中可绕开孔洞区域，如图1中空白区域160所示。导电带110之间的间距可以是等距的也可以是不等距的，具体根据被检表面而定。导电带的布置可以的平面的，也可以曲面的，立体的，具体根据被检表面而定。

连接层140可包括一层或多层结构。例如，连接层140是不干胶。连接层140可以位于导电带和待测表面之间，连接层140与被检测表面、与导电带的结合强度均大于待检测表面的失效强度。并且连接层140、导电带沿破损方向的强度均小于待测表面同方向的失效强度。

连接层140可包括基体、检测结合面和导电结合面中的一层或者多层结构。基体可以是纸、塑料、布、橡胶等。检测接合面可以是胶接、熔接，粘结等。导电结合面可以是导电材料用涂敷、沉积、粉末冶金直接烧结、喷涂、印刷、光刻、改性、固化、碾轧、焊接等方式结合到所述基体，也可以用胶接，熔接，粘结等。

绝缘膜150可以是绝缘油漆或者涂料。

在本发明的其他实施例中，导电带可以直接附着于待检测表面，并且与被检测表面的结合强度大于待检测表面的失效强度，以及导电带沿破损方向的强度小于待测表面的失效强度。

所述导电带为导电颗粒、导电粉末、导电线、导电片中的一种或多种，所述导电带通过涂敷、沉积、粉末冶金中的任一种或多种方法直接烧结、喷涂、印刷、光刻、改性、固化、碾轧、或焊接等方式结合到待检测表面。

以上结合图1和图2描述了表面破损检测结构的一个实施例，本领域的技术人员应该理解，导电带的排布方式和表面破损检测结构的整体形状不限于此。例如，当被检测表面为扇形时，可以使用整体形状为扇形的表面破损检测结构，如图3所示。

图3示出根据本发明的一个实施例的扇形的表面破损检测结构300。如图3所示，该表面破损检测结构300包括排布在表面的导电带310、处于导电带一端的第一电极320以及处于导电带另一端的第二电极330。导电带310是具有特定宽度和特定厚度的连续条带。导电带310以特定间距蛇形排布在待检测的表面上，在扇形的右上部分中，导电带310从扇形定点出发，以特定间距蛇形行进到扇形的最大圆弧部分，然后行进到左下部分的最大圆弧部分，在左下部分以特定间距蛇形行进到扇形的顶点。导电带310之间的间距可以是等距的也可以是不等距的，具体根据被检表面而定。导电带的布置可以的平面的，也可以曲面的，立体的，具体根据被检表面而定。

此外，可在待检测表面上布置多个表面破损检测结构，每个表面破损检测结构用于检测部分待检测表面。

在本发明的一个具体示例中，表面破损检测结构是检测表面破损的斑马纸，包括：由导电油墨、浆料印刷的导电带，导电带由一个不相交曲线构成，曲线的端点为两个接出电极，导电带的基体为易碎的纸、塑料、布或者其他柔性材料，基体的背面用不干胶和被检表面相连。

图4示出根据本发明的一个实施例的表面破损监测系统400的框图。如图4所示，表面破损监测监测系统400包括一个或多个表面破损检测结构410、电源420、破损识别单元430以及报警单元440。

在本发明的具体实施例中，一个或多个表面破损检测结构410附连到待检测表面并完全覆盖待检测表面。

电源420用于为系统400供电。电源420可以是3-12v电池。表面破损监测系统是节能系统，一般情况下，电池可持续供电3年以上。

在一个实施例中，系统400可以向表面破损检测结构410持续供电。破损识别单元430检测表面破损检测结构410的，和/或回路电阻变化。当破损识别单元430检测到表面破损检测结构410的断路状态，和/或回路电阻变化超过阈值时；时，判断表面发生破损，通过报警单元440发出警告信号。报警单元440设置在本地或者远端，所述警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

在另一个实施例中，为了节能，系统400可周期性地向表面破损检测结构410施加电压。例如，系统400可以每隔几分钟向表面破损检测结构410施加一次电压。当破损识别单元430检测到表面破损检测结构410的断路状态时和/或回路电阻变化超过阈值时，判断表面发生破损，通过报警单元440发出警告信号。

系统400还可以包括通信单元，当所述破损识别单元检测到所述表面破损检测结构的断路状态时，通信单元触发报警单元440发出警告信号，通信方式是有线方式或无线方式，所述报警单元设置在本地或者远端，所述警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

图5示出根据本发明的另一个实施例的表面破损监测系统500的框图。如图5所示，表面破损监测监测系统500包括一个或多个表面破损检测结构510、电源520以及报警单元530。

在本发明的具体实施例中，一个或多个表面破损检测结构510附连到待检测表面并完全覆盖待检测表面。

电源520用于为系统500供电。电源520可以是3-12v电池。表面破损监测系统是节能系统，一般情况下，电池可持续供电3年以上。

在一个实施例中，系统500可以向表面破损检测结构510持续供电，当表面破损检测结构510断路时，报警单元530发出警告信号。报警单元510设置在本地或者远端，警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种。在另一个实施例中，为了节能，系统500可周期性地向表面破损检测结构510施加电压，当表面破损检测结构510断路时，报警单元530发出警告信号。报警单元530设置在本地或者远端，警告信号是声音、光闪、短信、高低电平中的一种或者几种，和/或执行相应的状态指令。

系统500还可以包括通信单元，当所述表面破损检测结构510断路时和/或回路电阻变化超过阈值时，所述通信单元触发报警单元发出警告信号，通信方式是有线方式或无线方式。

图6示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构600的俯视图。由两种不同间距的斑马纸热合成为一个导电带。

图7示出根据本发明的一个实施例的表面破损检测结构700的俯视图。一种检测表面破损的斑马纸，导电带由特定间距排布的曲线构成，曲线的端点为两个接出电极，导电带的基体为易碎的纸、塑料、布或者其他柔性材料。基体的背面和被检表面相连。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。