[发明专利]基于逆磁致伸缩的混凝土桥梁钢筋张力测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于静态和动态测量桥梁钢筋所受张力大小的技术，尤其涉及一种基于逆磁致伸缩效应的钢筋张力测量方法。 

背景技术

基于逆磁致伸缩的钢筋张力测量是利用钢筋自身的磁特性与其所受张力之间的内在关系从而实现张力测量的一种方法，具有动态响应快，使用寿命长，价格低廉，过载保护能力强等突出优点，已成为国内外张力测量的主要研究热点之一。 

在国外的研究中，大多数是通过测量材料的平均磁导率随加载外力的变化曲线，从而换算得到张力。由于磁导率的准确测量和动态测量太困难，相对磁导率在一定的外力变化范围内的变化比较小。况且，组成钢筋的磁性材料在被外磁场磁化过程中存在磁滞现象会对磁导率产生影响，而钢筋材料在受到外力作用时也会影响材料的磁化。因此，有必要通过建立钢筋材料受力和磁化模型，通过探讨加载外力，激励磁场及材料磁导率之间的相互关系，并通过合理设计传感方法，从而能够正确反映张力和输出电压之间的关系，提高测量的灵敏度。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，通过测定已知激励电压参数条件下套装在钢筋上的感应线圈的感应电压参数，根据任何一组感应电压参数，求得钢筋所承载的张力。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

该种基于逆磁致伸缩效应的张力测量方法，包括以下步骤： 

1)在被检测钢筋上由里到外分别设置有感应线圈和激励线圈，所述感应线圈和激励线圈同轴绕制且两者之间绝缘隔离； 

2)预设激励电压参数，并根据预设的激励电压参数，在激励线圈上施加激励电压，测定感应线圈上因激励电压而产生的感应电压的各项参数； 

所述激励电压参数包括激励电压峰值V_s和峰值持续时间t； 

测得的感应电压参数包括：感应电压幅值，感应电压上升沿的延迟时间Δt₁，感应电压下降沿延迟时间Δt₂，上升沿结束时和下降沿开始时之间的时间段内感应电压的变化值ΔV，感应电压的感应积分电压； 

3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别张力为缓慢变化和交流变化两种情况，分别采用不同的步骤进行计算； 

a.当张力为缓慢变化时，根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)： 

Vint(t)=∫t0tVinddt=N1Scqσ(t)+N1ScH(t)[μσ(t)-μσ(t0)],]]>

其中：为感应线圈的感应电压V_ind(t)对时间从t₀到t积分； 

V_int(t)为感应积分电压； 

N₁为感应线圈匝数； 

S_c为钢筋横截面面积； 

q为磁致伸缩应变系数；