[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

摘要

本发明公开了一种基于逆磁致伸缩效应的混凝土桥梁钢筋张力测量方法，包括以下步骤：1)在被检测桥梁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；3)根据步骤2)中测定的任何一组参数，区别分钢筋的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钢筋张力；本方法具有易于实现、灵敏性好和可靠性高的优点。

主权项

1.基于逆磁致伸缩效应的混凝土桥梁钢筋张力测量方法，其特征在于：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用绝缘材料隔离；2)预设激励电压的参数，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；H(t)为激励磁场强度；μ_σ(t)为钢筋的材料磁导率；μ_σ(t₀)为t₀时刻，张力为σ(t₀)时的材料磁导率，可假定σ(t₀)＝0；式中，μ_σ(t₀)的计算方法为：μσ(t0)=1+A0Sc(Δφ1Δφ2-1)]]>式中：Δφ₁＝∫V_ind(t)dt，Δφ₂＝∫V_ind(t)dt，其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压；A₀为感应线圈的横截面面积；S_c为钢筋横截面面积；Δφ₁为经过时间段Δt₁后感应线圈的磁通量变化；Δφ₂为当感应线圈中没有钢筋材料，其他条件均不变，经过时间段Δt₂后感应线圈(2)的磁通量变化；b.当钢筋承载的张力交流变化时，通过感应线圈的感应电压求得钢筋承载的张力，包括：根据下式计算钢筋承载的张力σ(t)：σ(t)＝σ_msin(2πf_σt)V_ind(t)＝N₁S_cqσ_mcos(2πf_σt)×2πf_σ其中：V_ind(t)为感应线圈的感应电压；σ_m为张力的振幅；f_σ为张力的频率；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；t为时间，单位：秒。