[发明专利]一种斜拉索锚固区磁致伸缩导波检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种斜拉索锚固区磁致伸缩导波检测系统。

背景技术

斜拉索作为斜拉桥的关键承载部件，对其进行检测是维护桥梁正常运行的重要组成部分。目前用于斜拉索检测较为成熟的是磁性检测方法，一般利用爬行机器人携带检测设备在斜拉索上进行扫描实现检测。武新军等[1武新军，王峻峰等，斜拉桥缆索缺陷检测系统的研制，机械科学与技术.2001，20(6)：901-903；2武新军，康宜华等，斜拉桥缆索缺陷检测机器人的研制，机械与电子.2001，1：47-48]基于漏磁检测原理研制了斜拉桥缆索检测系统和斜拉桥缆索缺陷检测专用机器人。该系统只能对传感器到达的部位进行检测，对于锚固区这类无法到达的部位无法实现检测。而锚固区是整根斜拉索最容易出现问题的部位。目前国内外仅仅开展了针对斜拉桥拉索安全检测的研究，几乎没有关于锚固区检测的研究，所以也没有相关的检测系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜拉索锚固区磁致伸缩导波检测系统，该系统能够实现斜拉索锚固区的快速检测，检测时无需中断交通。

一种斜拉索锚固区磁致伸缩导波检测系统，包括激励单元1、功率放大器2、门控单元3、USB信号发生采集单元4、计算机5、程控滤波放大单元6、信号预处理单元7和接收单元8，

USB信号发生采集单元4产生的正弦信号依次通过门控单元3、功率放大器2到达激励单元1，激励单元1通过磁致伸缩效应在斜拉索中产生弹性波；

接收单元8通过逆磁致伸缩效应将探测到的弹性波转换为电信号，电信号依次通过信号预处理单元7、程控放大滤波单元6、USB信号发生采集单元4到达计算机5；

计算机5第一控制输出端、第二控制输出端和第三控制输出端分别与门控单元3、USB信号发生采集单元4和程控滤波放大单元6的控制输入端连接。

本发明通过磁致伸缩导波激励单元在斜拉索中产生弹性波，该弹性波在斜拉索索体和锚固区中传播，并由接收单元将弹性波转化为电信号，经信号预处理单元处理后，再经过程控放大滤波单元进行放大滤波处理，输入到高速USB数据采集通道转换为数字信号进入计算机，计算机将采集的数据进行存储和显示，得到锚固区的检测结果。本发明无需在锚固区设置任何设备，操作方便，检测时无需中断交通，实现斜拉索锚固区的快速检测。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明实施的示意图。

图3是利用本发明对锚固区无缺陷斜拉索检测的信号波形图。

图4是利用本发明对锚固区有缺陷斜拉索检测的信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的内容。

本发明的系统框图如图1所示。激励单元1含有激励传感器和偏置磁场产生装置，偏置磁场可通过电磁铁或永久磁铁产生，激励单元的输入端与功率放大器相应输出端相连，激励单元利用磁致伸缩效应在斜拉索中激励出弹性波；功率放大器2用于放大门控单元3输出的脉冲小信号并提供给激励单元，功率放大器2的输入端与门控单元3的相应输出端相连；门控单元3的信号输入端与USB信号发生采集单元4相应输出端相连，门控单元3的控制输入端与便携计算机5串口相连；USB信号发生采集单元4用于产生特定频率、幅值的正弦波信号，进行检测信号的高速采集，USB信号发生采集单元4的控制输入端和数据输出端通过USB接口与便携计算机5相连，USB信号发生采集单元4的信号采集输入端与程控放大滤波单元6相应输出端相连；便携计算机5通过软件分别实现程控放大滤波单元6、USB信号发生采集单元4及门控单元3的控制和数据采集，便携计算机5具有数据存储、显示等功能；程控放大滤波单元6含有可编程信号放大器和滤波器，程控放大滤波单元6的信号输入端与信号预处理单元7相应输出端相连，控制端与便携计算机5串口相连；信号预处理单元7含有小信号放大器和滤波器，信号预处理单元7输入端与接收单元8相应输出端相连；接收单元8含有接收传感器和偏置磁场产生装置，用于接收锚固区的回波检测信号，偏置磁场可通过电磁铁或永久磁铁产生。