[发明专利]一种磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统

说明书

本发明公开一种磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统。所述传感器包括：固定支架和传感器模块；所述传感器模块由两个部分构成；当两个部分构成所述传感器模块时，所述传感器模块包覆在钢缆索外部；所述传感器模块包括外壳、铜片线圈、检测线圈；所述外壳内部为空心腔体，所述铜片线圈和所述检测线圈安装在所述空心腔体中；所述检测线圈环绕在所述钢缆索外部，所述铜片线圈环绕在所述检测线圈外部；所述固定支架安装在所述钢缆索上，位于所述传感器模块的两侧，将所述传感器模块固定在所述钢缆索上。本发明公开的磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统，在保证高精度测量的同时，具有安装简单方便、适用于各种形状钢缆索的优点。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别是涉及一种磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统。

背景技术

钢缆索由于具有柔性大、抗拉强度高、负载传递距离长等突出优点，现已广泛应用在大跨度桥梁、大型建筑结构和牵引机械等领域，包括斜拉索、客运索道、电梯用钢丝绳以及各种起重设备吊索等形式。钢缆索在使用过程中，受大气环境腐蚀、机械摩擦或疲劳损伤等影响将出现损伤累积；同时由于载荷的不确定性，不可避免地使钢缆索受到各种损伤，导致钢缆索实际承受载荷的能力降低，使得钢缆索有可能因超载而突然发生断裂，造成重大安全事故和经济损失。

目前，国内外钢缆索的索力检测技术一般采用四种方式：油压表读数法、压力传感器测定法、频率测定法、磁弹效应法。其中磁弹效应法为非接触方法，其磁弹索力传感器具有输出功率大、信号强、结构简单、使用寿命长、过载保护能力强和动态响应好等优点，不仅适用于静态测量，而且适用于动态在线索力测量，并能实现全天候实时采样，还可以测试钢缆索的腐蚀状况，同时钢缆索表面的腐蚀层和保护塑料套管对测量结果无影响，是钢缆索健康检测最具潜力的最新方法。

现有技术中采用的磁弹索力传感器包括传统套筒式磁弹索力传感器和旁路式结构的磁弹索力传感器。

传统套筒式磁弹索力传感器中激励线圈和检测线圈采用同轴绕制，一般检测线圈外径小于激励线圈内径，且检测线圈的匝数多于激励线圈，激励线圈施加的信号为脉冲波信号，主要用于新建桥梁的斜拉钢缆索应力测量，在桥梁新建时安装到钢缆索端部，钢缆索再使用牵拉装置固定。钢缆索投入使用后，可利用套筒式磁弹索力传感器连接其测量仪器对钢缆索应力进行监控，这种套筒式磁弹索力传感器一般安装后不再拆除。对于已建桥梁的钢缆索，如果采用套筒式结构，只能采取现场绕制的方式，但这种方式绕制的线圈难以保证一致性，难以进行准确的标定，导致测量结果会产生较大误差，同时现场绕制工作量大，操作不便，不但增加作业难度，并且对工人的技术要求高。

旁路式结构的磁弹索力传感器采用U型磁轭，激励线圈不用现场绕制，磁通量穿过磁轭进入钢缆索，能实现对钢缆索的磁化，但这种传感器检测线圈还需要绕制在钢缆索上。对于非圆形的钢缆索，由于其传感器检测线圈还需要绕制在钢缆索上，当U型磁轭位于钢缆索不同的圆周位置上时，即使钢缆索处于相同的应力状态，也会有不同的测量结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装简单方便、适用于各种形状钢缆索索力测量的磁弹索力传感器及钢缆索索力测量系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种磁弹索力传感器，包括：固定支架和传感器模块；

所述传感器模块由结构相同的两个部分构成；当两个部分构成所述传感器模块时，所述传感器模块包覆在钢缆索外部；所述传感器模块包括外壳、铜片线圈、检测线圈；所述外壳内部为空心腔体，所述铜片线圈和所述检测线圈安装在所述空心腔体中；所述检测线圈环绕在所述钢缆索外部，所述铜片线圈环绕在所述检测线圈外部；

所述固定支架安装在所述钢缆索上，位于所述传感器模块的两侧，将所述传感器模块固定在所述钢缆索上。