[实用新型]一种调节磁致伸缩检测纵向静态磁场的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无损检测装置，具体涉及一种调节磁致伸缩检测纵向静态磁场的装置。

背景技术

与传统的锚杆检测方法相比，磁致伸缩导波检测范围大，检测精度高，尤其可以检测到常规检测方法无法检测到的区域，同时磁致伸缩导波检测无需耦合，操作简单，可以在高温腐蚀等恶劣环境下长期状态检测。基于这些优点，磁致伸缩导波检测广泛应用于水利水电、城市建设、公路铁路建设等工程的锚杆锚固工程检测中。在磁致伸缩导波检测技术中，合适的静态偏置磁场强度是实现检测的重要条件。其中偏置磁场的作用是保证电信号和机械波的频率相同，提高磁致伸缩效应电能和机械能的换能效率，是实现检测的关键因素之一。为了确定偏置磁场强度的大小，调节磁致伸缩效应使检测系统工作在最佳状态，可由电磁铁或者永久磁铁两种方式来对偏置磁场进行调节。对比两种方法的特点，电磁铁操作简单，但是会引入很大有源噪声，对信号产生很大干扰，永久磁铁磁场稳定，但是磁场大小不好控制，使用不方便，专利申请号200810196822.6提出一种测定导波检测工作点的方法，但是只说可以调节永久磁铁或者电磁铁可以调节磁场大小，但是对于如何调节磁场没有给出具体实现方法。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种调节磁致伸缩检测纵向静态磁场的装置，该装置应用于基于磁致伸缩效应的锚杆检测，使激励和接收线圈工作在同一个静态偏置磁场中，磁化状态一致，通过调节静态偏置磁场强度，调节传感器电能和机械能的换能效率，使检测系统工作在最佳状态。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型包括磁致伸缩传感器部件、纵向静态偏置磁场部件和千分尺调节装置；其中：

1)磁致伸缩传感器部件；包括激励线圈、接收线圈、线圈轴、屏蔽套筒、屏蔽端盖；在线圈轴两端的凹槽内分别绕有激励线圈和接收线圈，线圈轴安装于屏蔽套筒和两端的屏蔽端盖中，激励线圈和接收线圈的导线的端头，沿线圈轴两端的导槽经线圈轴端部的穿线孔和屏蔽端盖穿线孔后，再与外部电路连接，被测锚杆安装在线圈轴孔内；

2)纵向静态偏置磁场部件；包括两块可换鞍片、两块连接块、两块下软铁磁轭、两块永磁体、上软铁磁轭、滑块；两块可换鞍片布置在磁致伸缩传感器部件的两侧并与被测锚杆相接触，每块可换鞍片从下至下分别依次设有连接块、下软铁磁轭和永磁体，两端的永磁体上共设一块上软铁磁轭，向内伸出的两块下软铁磁轭之间留有缝隙；

3)千分尺调节装置：包括千分尺，滑块和固定块；两块下软铁磁轭缝隙间设有一块能在两块下软铁磁轭导轨槽上移动的滑块，滑块外侧设有与千分尺连接的连接轴，千分尺测量杆上开有与连接轴相连的通孔，固定块安装在其中一块的下软铁磁轭上，千分尺的测量杆穿过固定块的孔后，与滑块上的连接轴连接。

所述的缝隙为10mm～30mm的空气间隙。

所述的可换鞍片与锚杆相接触的圆弧槽的圆弧直径根据被测工件设定。

所述的纵向静态偏置磁场部件中的可换鞍片、连接块、下软铁磁轭、上软铁磁轭和千分尺调节部件中的滑块均为软铁材料，千分尺调节部件中的千分尺和固定块均为铝合金材料。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型的技术原理是偏置磁场的磁化强度影响磁致伸缩换能效率，对于铁磁性材料，换能效率与偏置磁场的磁化强度存在类似抛物线的关系。传统确定偏置磁场强度的方法是根据设计者经验来确定，专利申请号200810196822.6提出一种测定导波检测工作点的方法，但是只说可以调节永久磁铁或者电磁铁可以调节磁场大小，但是对于如何调节磁场没有给出具体实现方法。本实用新型提出通过控制磁路回路气隙的大小来调节永磁体偏置磁场大小，间隙大小可测，标记明确。将激励线圈和接收线圈放置在同一个偏置磁场下，使锚杆内部磁畴偏转角度一致，具有最佳的机械能、电能换能效率。该方法使用操作简单，安全。

附图说明

图1是磁致伸缩锚杆检测系统的安装示意图。

图2是偏置磁体的结构示意图。

图3是激励线圈和接收线圈的结构示意图。

图4是本实用新型应用于直径20mm锚杆检测系统的检测信号。

图5是回路气隙对应偏置磁场大小对检测系统工作状态的关系曲线。