[发明专利]体外预应力钢束应力精确检测装置及方法

权利要求书

1.一种体外预应力钢束应力精确检测装置，包括：

多个磁感传感器，各磁感传感器用于检测预应力钢束的磁通量，输出与应力成比例的电压至磁感数据采集装置；

磁感数据采集装置，用于将各磁感传感器输出的数据进行放大和模数转换后进行数字处理，并输出至控制系统；

振动传感器，用于测量所述预应力钢束在不同应力状态下的振动频率；

振动数据采集装置，连接振动传感器及控制系统，用于量化所述振动传感器的振动频率；

控制系统，根据所述磁感数据采集装置输出的数据建立初始预应力钢束应力预测模型进而应用该模型对所述预应力钢束进行应力状况预测，并利用所述振动数据采集装置输出的振动频率对所述初始预应力钢束应力预测模型所预测的应力进行修正。

2.如权利要求1所述的一种体外预应力钢束应力精确检测装置，其特征在于：每个磁感传感器包括传感器不锈钢套筒、环氧树脂封口、韧性PVC骨架、激励线圈、感应线圈、温度传感器及传感器导线，所述传感器韧性PVC骨架以轴为中心从内到外依次铺设所述感应线圈和所述激励线圈，最外层为所述传感器不锈钢套筒，所述传感器导线一端连接所述磁感传感器，另一端连接所述磁感数据采集装置的传感器接口。

3.如权利要求1所述的一种体外预应力钢束应力精确检测装置，其特征在于：所述磁感数据采集装置为八通道数据采集装置，所述八通道数据采集装置包括主控制器、片选开关、传感器接口、滤波器、积分器、加法器、差分运算模块、AD转换模块、电压转换模块、放电电容、温度采集模块、控制开关、接口，所述传感器接口具有八个，分别对应八个通道，各传感器接口与各磁感传感器连接，所述接口，与控制系统连接，所述片选开关选择将8路传感器数据之一进行处理，所述滤波器用于滤除不需要的杂波，所述积分器用于在设定时间内对滤波后的电压进行积分，所述加法器用于去掉所述磁感传感器的输出中的直流偏置，所述差分运算模块对所述加法器的输出进行放大以提高输出电压幅度减小ADC误差，所述AD转换模块对放大后的电压进行模数转换以利于后续数字处理；所述主控制器控制所述片选开关，所述电压转换模块用于获得电压，所述放电电容用于将未选中的磁感传感器的电源接地进行放电，所述温度采集模块用于测量并采集温度。

4.一种体外预应力钢束的应力检测方法，包括如下步骤：

步骤一，对磁感传感器进行张拉试验机标定，获得初始磁感传感器标定公式，并在恒定拉力下改变温度获得温度测试值修正公式，将其代入所述初始磁感传感器标定公式得到修正后的磁感传感器标定公式；

步骤二，在体外预应力钢束穿束过程中将磁感传感器套在钢绞线外，在体外钢束穿束到位后安装振动传感器；

步骤三，采取张拉试验确定瞬时损失系数；

步骤四，体外钢束张拉前测定所述磁感传感器的无应力状态下积分电压数值，体外钢束张拉到设计应力时对所述磁感传感器数据进行测试，通过前后数据测试，获取磁感传感器测试数据公式的参数，并将其取代修正后的磁感传感器标定公式中的常系数，获得初始预应力钢束应力预测模型；

步骤五，钢束张拉完成后，测试所述振动传感器数据，获得张拉后瞬时振动数据，计算获得张拉完毕后瞬时体外钢束振动频率；

步骤六，张拉后按照预定目标和测试时间测定所述磁感传感器的测值x及振动传感器数据；

步骤七，根据所述磁感传感器的测值x利用所述初始预应力钢束应力预测模型计算磁感传感器测试应力值，并利用所述振动传感器测试数据修正所述磁感传感器测试应力值，根据修正后的应力计算公式获得当前应力值。

5.如权利要求4所述的一种体外预应力钢束的应力检测方法，其特征在于，步骤一采用大于等于4个张拉力级别对所述磁感传感器进行标定，其进一步包括如下步骤：

利用磁感数据采集装置对所述磁感传感器进行数据采集控制和采集；

当所述磁感传感器对被测钢绞线磁化达到平稳后，采集稳定读数值；

根据各个张拉控制力级别的力值和磁感数据采集装置采集值进行曲线拟合，获得所述初始磁感传感器标定公式；

采用精确控温试验装置对所述磁感传感器进行温度标定，获得所述温度测试值修正公式；

将所述温度测试值修正公式代入所述初始磁感传感器标定公式，得到所述修正后的磁感传感器标定公式。