近年來(lái)，基礎(chǔ)設(shè)施老化問(wèn)題愈發(fā)凸顯，傳統(tǒng)加固材料監(jiān)測(cè)方法效率低、成本高且實(shí)時(shí)性差，為此，研究人員推出基于多源數(shù)據(jù)融合與人工智能算法的新方法，集成光纖傳感、聲發(fā)射技術(shù)和紅外熱成像等多元手段，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集材料的應(yīng)力、應(yīng)變、裂紋擴(kuò)展及溫度變化數(shù)據(jù)，該方法突破單一傳感器局限，能更精準(zhǔn)全面地評(píng)估加固材料性能退化情況，其應(yīng)用有助于提前預(yù)警結(jié)構(gòu)安全隱患，優(yōu)化維護(hù)策略，降低資源浪費(fèi)，為建筑結(jié)構(gòu)安全提供有力保障，推動(dòng)工程領(lǐng)域向智能化監(jiān)測(cè)方向發(fā)展

一、傳統(tǒng)材料老化監(jiān)測(cè)方法對(duì)加固材料的參考

1. 氙燈加速老化試驗(yàn)方法
   • 氙燈光源可模擬全太陽(yáng)光譜，通過(guò)濾片能過(guò)濾掉氙燈譜中短于太陽(yáng)輻射被切斷的紫外波長(zhǎng)。并且它能實(shí)現(xiàn)光的強(qiáng)度、溫度、光照期/黑暗期及濕度的自動(dòng)控制，模擬高分子材料在自然氣候中受光、熱、空氣、溫度、濕度和降雨等主要老化破壞因素的環(huán)境，快速模擬不同氣候的日光曝曬效果以獲得近似于自然氣候的耐候性，是一種常用且通用的光老化試驗(yàn)方法，相應(yīng)的氙燈老化試驗(yàn)方法也有多種。測(cè)試時(shí)需使用氙燈老化試驗(yàn)機(jī)。這一方法對(duì)加固材料老化監(jiān)測(cè)有一定的借鑒意義，比如用于檢測(cè)加固材料在類(lèi)似陽(yáng)光照射等復(fù)雜環(huán)境下的老化情況。
   • 引用：[1]
2. UV熒光紫外光老化試驗(yàn)方法
   • 熒光紫外燈是波長(zhǎng)為254nm的低壓汞燈，通過(guò)磷共存物轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)波長(zhǎng)。有UVA（351、340）與UVB（313和F40）兩種類(lèi)型，UVA - 340型燈模擬太陽(yáng)光中的短波長(zhǎng)紫外光光譜范圍效果較好，更接近太陽(yáng)光光譜，且UVA因接近自然曝曬被首推，UVB對(duì)材料破壞速度更快。熒光紫外燈的光譜能量分布不隨時(shí)間變化，這有助于提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性，其冷凝過(guò)程能夠模擬室外潮濕環(huán)境對(duì)材料的破壞作用。紫外熒光燈設(shè)備可通過(guò)控制多種環(huán)境條件來(lái)模擬外界環(huán)境。該方法可較快地考核材料耐老化性能，對(duì)加固材料在紫外環(huán)境下的老化監(jiān)測(cè)有參考價(jià)值。
   • 引用：[1][2]
3. 熱老化試驗(yàn)方法
   • 熱老化實(shí)驗(yàn)加速材料在氧、熱作用下的老化進(jìn)程，以反映材料耐熱氧老化性能。對(duì)于烘箱法老化試驗(yàn)，根據(jù)材料使用要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)溫度（熱塑性材料低于其維卡軟化點(diǎn)，熱固性材料低于其熱變形溫度，或通過(guò)探索實(shí)驗(yàn)確定不致造成試樣分解或明顯變形的溫度），將試樣置于熱烘箱內(nèi)，周期性檢查和測(cè)試試樣外觀和性能變化來(lái)評(píng)價(jià)試樣的耐熱性。這種方法常用于塑料和橡膠等材料，對(duì)加固材料在熱環(huán)境下的老化監(jiān)測(cè)有一定的適用性。
   • 引用：[1][2]
4. 高壓加速老化試驗(yàn)方法
   • 高壓老化箱可加速測(cè)試產(chǎn)品在高溫、高溫高濕及壓力的氣候環(huán)境下貯存、運(yùn)輸和使用時(shí)的性能試驗(yàn)，主要用于電工、電子產(chǎn)品、元器件、零部件、金屬材料等在模擬高溫、高溫高濕及壓力氣候條件下，對(duì)產(chǎn)品的物理以及其它相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試，判斷產(chǎn)品性能是否達(dá)標(biāo)，可供產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、改進(jìn)、檢定及出廠檢驗(yàn)使用。加固材料如果應(yīng)用于一些特殊的高壓、高溫高濕環(huán)境，可參考此方法進(jìn)行老化監(jiān)測(cè)。
   • 引用：[1][2]

二、可能的新方法探索

1. 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)結(jié)合老化模型
   • 原理：利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)（如超聲波檢測(cè)、紅外熱成像檢測(cè)等）對(duì)加固材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期檢測(cè)，獲取材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的數(shù)據(jù)，如孔隙率的變化、微裂縫的發(fā)展等。同時(shí)，結(jié)合已有的材料老化理論建立老化模型，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)輸入模型，預(yù)測(cè)加固材料的老化程度和剩余使用壽命。
   • 優(yōu)勢(shì)：無(wú)損檢測(cè)不會(huì)對(duì)加固材料造成破壞，能夠在不影響其使用性能的前提下進(jìn)行多次檢測(cè)。通過(guò)建立老化模型，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)老化情況，為加固材料的維護(hù)和更換提供科學(xué)依據(jù)。
2. 基于傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法
   • 傳感器類(lèi)型：可以使用應(yīng)變傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等多種傳感器。將這些傳感器安裝在加固材料內(nèi)部或表面，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)材料所處環(huán)境的濕度、溫度、應(yīng)力應(yīng)變等參數(shù)。
   • 數(shù)據(jù)處理與分析：傳感器獲取的數(shù)據(jù)可以通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)（如ZigBee、藍(lán)牙等）傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出與老化相關(guān)的特征參數(shù)變化規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)加固材料老化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
3. 微觀結(jié)構(gòu)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合
   • 微觀結(jié)構(gòu)分析：借助電子顯微鏡等設(shè)備定期對(duì)加固材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，分析微觀結(jié)構(gòu)（如晶體結(jié)構(gòu)、分子鏈結(jié)構(gòu)等）隨時(shí)間的變化情況。
   • 機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用：將微觀結(jié)構(gòu)分析得到的數(shù)據(jù)作為機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等）的輸入，通過(guò)訓(xùn)練算法建立微觀結(jié)構(gòu)變化與老化程度之間的關(guān)系模型，從而預(yù)測(cè)加固材料的老化情況。

加固材料老化無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

加固材料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器選擇

加固材料微觀結(jié)構(gòu)變化分析

加固材料老化模型預(yù)測(cè)精度