ECI-1埋入式鋼筋混凝土的腐蝕檢測系統(tǒng)
技術(shù)背景：
公共設(shè)施如橋梁和大壩等工程造價巨大,需花費數(shù)百萬乃*億美元,并延續(xù)數(shù)年時間.僅在美國,每年維修聯(lián)邦大橋腐蝕破壞的費用就高達500多億美元.這些混凝土結(jié)構(gòu)不僅在商業(yè)上很重要,而且與人民的生活水平息息相關(guān).據(jù)估計,鋼筋混凝土維修價格按暴露面積計算,平均為200美元/cm2,這些混凝土結(jié)構(gòu)由于過早的或未能預(yù)料到的腐蝕失效通常會造成時間、財長甚至生命的災(zāi)難性損失。由于腐蝕導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)過早的維修和失效，其代價昂貴，因此迫切需要有整套的、現(xiàn)場的無損檢測系統(tǒng)（NDE）。這些NDE系統(tǒng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的腐蝕條件變化可以給出必要的信息，以便于及時有效的實施維修。基于無損檢測的BCI-1檢測系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于在建的或已運營的商業(yè)和公共建筑上。這些建筑包括：高層建筑，車庫，橋梁，大壩，泄洪道，拍洪渠，碼頭，高塔以及腐蝕防護裝置，但不僅僅局限于此。在混凝土建造過程忠，工程技術(shù)人員通過檢測于腐蝕相關(guān)的重要參數(shù)，可以及早的發(fā)現(xiàn)問題，例如在澆筑混凝土?xí)r錯誤的使用含氯離子的海水或污水。并且在混凝土的養(yǎng)護（熟化）過程中，可以監(jiān)測混凝土內(nèi)部的濕度和溫度，從而確?；炷恋拇髲姸取Ｔ诨炷两ㄍ瓿珊?，ECI-1埋入式鋼筋混凝土的腐蝕檢測系統(tǒng)可以*的監(jiān)測混凝土的腐蝕狀態(tài)。
系統(tǒng)的基本原理：
ECI-1埋入式鋼筋混凝土的腐蝕檢測系統(tǒng)是種基于無損檢測（NDE）的埋入式腐蝕監(jiān)測儀。它能夠*監(jiān)測鋼筋腐蝕的些重要參數(shù)，包括線性化電阻（LPR）、開路電位（OCP），電阻率、氯離子濃度（【cl】）和溫度。每只ECI-1埋入式鋼筋混凝土的腐蝕檢測系統(tǒng)就是個數(shù)字終端，它連接在局部區(qū)域埋設(shè)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上。監(jiān)測系統(tǒng)與混凝土外部的數(shù)據(jù)采集器之間的數(shù)據(jù)通訊采用SDI-12工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。儲存在數(shù)據(jù)采集器中的數(shù)據(jù)既可以在現(xiàn)場直接下載到便攜式電腦中也可以通過遠程無線通訊。ECI-1內(nèi)部的單片機通過數(shù)模（DAC）和模數(shù)（ADC）轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)和依次控制每個傳感器進行測量并采集數(shù)據(jù)。單片機還承擔(dān)了腐蝕測量所有必需的計算。數(shù)據(jù)可以存儲在ECI-1板載的固件內(nèi)存里可通過網(wǎng)絡(luò)直接傳送。所有至校準(zhǔn)和探頭位置的測量數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的地址都儲存載板載的內(nèi)存里，單片機可設(shè)置不同的系統(tǒng)部件載節(jié)能或休眠模式下運行，為低功耗的遠程操作（電池供電，太陽能）提供電源管理和控制。通常ECI-1用來監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋的腐蝕。監(jiān)測儀在混凝土澆筑之前安裝。放置ECI-1使其電面朝上，并與頂端的鋼筋持平，這樣的定位放置確保了ECI-1的傳感電與將要監(jiān)測的鋼筋處在同樣的環(huán)境和腐蝕條件下。
優(yōu)點：
ECI-1埋入式鋼筋混凝土的腐蝕檢測系統(tǒng)把五種傳感器集成在個堅固小盒內(nèi)。在混凝土澆筑過程中，整個系統(tǒng)很容易安裝和放置在建筑物的任何部位。儀器采用模塊化和特的可尋址設(shè)計，同樣適合安裝在特殊結(jié)構(gòu)的混凝土中，由于ECI的模擬線路短，因此在市場上其它腐蝕探頭相比，它對EMI的敏感性較小，很多埋入式腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)使用混凝土外部的電路激勵埋入地探討并測量其響應(yīng)信號。通常這樣測量需要10米或更長的導(dǎo)線，如此以來，這么長的導(dǎo)線將會成為EMI干擾源（諸如電力線/蜂窩idianhua革無限電波等）的接收天線。而ECI-1的電和數(shù)據(jù)采集電路之間的導(dǎo)線僅僅只有1英寸，并且進入信號發(fā)射源之前就已經(jīng)準(zhǔn)換成了數(shù)字信號。數(shù)據(jù)通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸，其抗*力就相當(dāng)強了。
特點：
- 無損檢測技術(shù)
- 同時測量于腐蝕相關(guān)的幾個重要參數(shù)
- 包含了所有必需的電和電路元件
- 作為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的終端裝置
- 數(shù)字信號對附近的EMI源有抗*力
- 采用SDI-12工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
- 測量網(wǎng)絡(luò)每個終端長連接可達200英尺
- 系統(tǒng)可以選用太陽能電池和可充電電池供電
- 可以通過混凝土外部的蜂窩式收發(fā)裝置進行無限遠程通訊
