[发明专利]基于金属磁记忆技术的捕捉桥梁拉索断丝的装置及方法

权利要求书

1.一种基于金属磁记忆技术的捕捉桥梁拉索断丝的装置，包括待监测的拉索；其特征在于：所述装置由支架(1)、多根刚性连接管(3)、多个三维磁记忆探头(5)和集中控制器(6)组成；所述支架(1)设置于拉索上；集中控制器(6)设置于支架(1)上；多个三维磁记忆探头(5)设置于拉索上，三维磁记忆探头(5)位于支架(1)外部，三维磁记忆探头(5)和支架(1)之间通过刚性连接管(3)连接，三维磁记忆探头(5)和刚性连接管(3)一一对应；多个三维磁记忆探头(5)分别通过多根导线与集中控制器(6)电气连接，所述导线置于刚性连接管(3)内；

所述支架(1)由两个支撑体组成，所述支撑体上设置有钳口，两个支撑体钳口相对，两个钳口之间的区域形成装夹区，拉索套接在装夹区中，两个支撑体之间通过螺栓连接，通过调整螺栓长度使支架能够安装在不同尺寸的拉索上；

所述支架(1)上设置有无线发送装置(7)；所述无线发送装置(7)和集中控制器(6)均采用内嵌方式设置于支架(1)上；所述支架(1)外包裹有磁屏蔽壳(2)；

所述多个三维磁记忆探头(5)均位于支架(1)的同侧，且多个三维磁记忆探头(5)位于拉索上同一截面位置处；多根刚性连接管(3)的外周设置有套箍(4)，套箍(4)将多根刚性连接管(3)绑缚在拉索表面，所述多个三维磁记忆探头(5)和拉索的相对位置始终如一；所述套箍(4)和刚性连接管(3)均采用塑料材料制作。

2.根据权利要求1所述的基于金属磁记忆技术的捕捉桥梁拉索断丝的装置，其特征在于：所述三维磁记忆探头(5)外包裹有铝壳或铜壳。

3.一种基于金属磁记忆技术的捕捉桥梁拉索断丝的方法，所涉及的硬件包括支架(1)、多根刚性连接管(3)、多个三维磁记忆探头(5)和集中控制器(6)，所述支架(1)设置于拉索上；集中控制器(6)设置于支架(1)上；多个三维磁记忆探头(5)设置于拉索上，三维磁记忆探头(5)位于支架(1)外部，三维磁记忆探头(5)和支架(1)之间通过刚性连接管(3)连接，三维磁记忆探头(5)和刚性连接管(3)一一对应；多个三维磁记忆探头(5)分别通过多根导线与集中控制器(6)电气连接，所述导线置于刚性连接管(3)内；

其特征在于：所述方法包括：1)将支架(1)、刚性连接管(3)、三维磁记忆探头(5)和集中控制器(6)按前述方式设置于拉索上；

2)集中控制器(6)驱动三维磁记忆探头(5)对周围磁场进行监测并实时提取三维磁记忆探头(5)监测到的磁场信号；

3)获取到磁场信号后，集中控制器(6)先采用小波去噪法对磁场信号进行预处理，然后从预处理后的磁场信号中提取特征参数；所述特征参数包括：法向梯度、切向梯度、法向分量功率谱能量值、切向分量功率谱能量值、法向分量峰峰值、切向分量峰峰值、法向分量相位值、切向分量相位值、法向分量累加值、切向分量累加值、法向分量方差值和切向分量方差值；

4)将特征参数与对应的预警门限进行比较：若特征参数超越预警门限，说明拉索周围磁场波动较大，拉索上存在断丝情况，应立即发出告警信号；若特征参数未超越预警门限，说明拉索上不存在断丝情况，继续进行后续监测操作；所述预警门限为多个，多个预警门限与多个特征参数一一对应，预警门限由前期仿真试验获得；比较特征参数和预警门限时，从如下四种方法中择一进行：

法一：任取一种特征参数，将其与对应的预警门限进行比较，若特征参数超越对应的预警门限时，则发出告警信号；否则继续进行后续监测处理；

法二：任取两种特征参数，将两种特征参数分别与对应的预警门限进行比较，当两种特征参数均超越各自的预警门限时，则发出告警信号；否则继续进行后续监测处理；

法三：任取多种特征参数，将多种特征参数分别与对应的预警门限进行比较，当多种特征参数均超越各自的预警门限时，则发出告警信号；否则继续进行后续监测处理；

法四：将所有特征参数均与各自对应的预警门限进行比较，若超越对应预警门限的特征参数数量达到A值后，则发出告警信号；否则继续进行后续监测处理；A取2～11。