[发明专利]一种基于铁磁体磁致伸缩效应的锚杆长度检测方法

摘要

本发明公开了一种基于铁磁体磁致伸缩效应的锚杆长度检测方法。将磁致伸缩导波传感器安装在被测锚杆自由端；在磁致伸缩导波传感器安装位置施加静态偏置磁场；向磁致伸缩导波传感器施加激励脉冲信号，在锚杆自由端激励出机械振动。设置激励脉冲信号、激励频率以及静态偏置磁场的大小，在锚杆中激励出以纵向模态为主的导波；接收单元利用磁致伸缩逆效应将被检测构件中的弹性波信号转换为电信号，通过信号放大、滤波整流、信号平均、A/D转换处理后进入检测信号处理单元后检测出被测锚杆实际长度。本发明可以实现锚杆中超声波的激励和检测。检测信号中包含有锚杆长度、缺陷等信息，对导波回波信号进行处理和分析，可以精确的测量被测锚杆的实际长度。

主权项

1、一种基于铁磁体磁致伸缩效应的锚杆长度检测方法，其特征在于包括该方法的步骤如下：(1)将磁致伸缩导波传感器环绕安装在被测锚杆自由端，该传感器根据现场工作环境选用匹配的结构，无需紧密接触或介质耦合；(2)在大于磁致伸缩导波传感器安装位置的锚杆自由端范围内施加静态偏置磁场使其磁化，静态偏置磁场由直流线圈或永久磁铁产生，其磁场方向平行于锚杆轴线方向；(3)向磁致伸缩导波传感器施加激励脉冲信号，在锚杆自由端激励出由磁致伸缩效应产生的机械振动，设置激励脉冲信号、激励频率以及静态偏置磁场的大小，在锚杆中激励出以纵向模态为主的导波；(4)接收单元利用磁致伸缩逆效应将被检测构件中的弹性波信号转换为电信号，该信号中包含有锚杆长度信息，检测到的电信号通过信号放大、滤波整流、信号平均、A/D转换处理后进入检测信号处理单元；(5)利用计算式得到导波在被测锚杆中的传播群速度V，其中L1为传感器中心与锚杆自由端面之间距离，T1为检测信号锚杆锚固端一次回波信号和锚杆自由端面二次回波信号之间的时间间隔；(6)利用计算式得到被测锚杆全长L，其中T为检测信号锚杆锚固端面一次回波到达时间；(7)锚杆长度检测信号处理软件能够进行实时数据采集和数据查看，对(5)、(6)步骤重复n次，取被测锚杆长度算数平均值L，L即为被测锚杆实际长度，数据分析后直接生成检测报告。