李平安,孙小进,罗 坚

(湖南信息职业技术学院 电子工程学院,长沙 410200)

一种多功能腐蚀监测无线传感器设计与实现*

李平安*,孙小进,罗 坚

(湖南信息职业技术学院 电子工程学院,长沙 410200)

提出一种基于射频识别(RFID)的多功能无线腐蚀监测传感器,应用于混凝土的腐蚀情况监测。该传感器由RFID调制解调器、低功率单片机以及低功率三电极恒电位仪组成,由外部RFID读写器供电,且能够进行多种参数测量,包括线性极化、开路电压、温度以及电源电压。该传感器封装在一个尺寸为10.5 cm×4.5 cm×6.2 cm的机箱内。经过混凝土电化学腐蚀电池测试,结果显示提出传感器的性能和精度能够与台式恒电位仪(成本较高且体积较大)相媲美,但体积更小。进行线性极化测量时,提出传感器的实测功率损耗为668 μW。

RFID;腐蚀;混凝土;监测

混凝土钢筋腐蚀是导致混凝土结构过早劣化的主要原因之一[1]。早期腐蚀检测能够及时安排预防性维护措施,以便延长混凝土结构的使用期限,同时降低发生灾难性故障的可能性。

对于腐蚀监测来说,最好采用无损检测方法,主要分为有线和无线两个种类[2-4],传统的监测多采用有线传感器[5]。由于无线混凝土嵌入腐蚀传感器无需使用外露电线,因此相比传统的有线监测,无线腐蚀监测具有更大的优势。考虑到大多数钢筋混凝土结构的使用期限为50年～100年,腐蚀监测传感器无法依靠电池供电。但是,无源传感器能够从四周环境或者通过电感耦合的外部读写器收集能量[6-7]。……