[发明专利]一种索力检测方法及使用该方法的索力传感器

摘要

本发明公开了一种索力检测方法及使用该方法的索力传感器，通过确定索力传感器中磁电传感单元随磁场变化而产生的诱导电压与钢缆索索力之间的线性关系式，然后采用具有磁致伸缩性能的磁电传感单元来代替磁通量传感器的检测线圈作为检测单元检测钢缆索轴向变形时索力传感器的诱导电压；优点是可以减少检测单元的漏磁以及检测单元与激励线圈之间的漏磁，从而使得传感器测量精度得到提高，另外具有磁致伸缩性能的磁电传感单元可以直接通过线圈骨架内部磁场的变化响应出诱导电压，不需要经过磁通量的变化感应出诱导电压后再通过检测单元的传输得到响应电压，响应时间较短，测试速度快；且索力传感器的制作工艺简单化，提高了传感器的信噪比。

主权项

一种索力检测方法，其特征在于包括以下步骤：①制备索力传感器：①‑1制备具有磁致伸缩性能的磁电传感单元；①‑2取一与待测钢缆索尺寸匹配的线圈骨架，在线圈骨架上的外侧壁上开一凹槽；①‑3将磁电传感单元嵌入所述的凹槽内；①‑4将激励线圈绕在线圈骨架上，得到索力传感器；②截取一段和待测钢缆索规格相同的钢缆索作为钢缆索样本，将钢缆索样本套在线圈骨架内作为激励线圈的铁芯，然后在线圈骨架套上套筒进行封装，钢缆索样本的两端位于线圈骨架外；③确定索力传感器诱导电压与钢缆索索力之间的关系：③‑1给激励线圈加上正弦激励电流，线圈骨架的轴向产生磁场，钢缆索样本被磁化；③‑2将钢缆索样本两端装在拉力试验机上，在拉力试验机上依次对钢缆索样本施加0KN，2KN,4KN，6KN，8KN，10KN，12KN，14KN，16KN，18KN和20KN的拉力，并采用数字示波器采集并记录在对应拉力下索力传感器的诱导电压值，得到一组由拉力与诱导电压值组成的数据；③‑3重复步骤③‑2至n次，n≥5，得到n组由拉力与诱导电压值组成的数据；③‑4对n组数据分别进行线性拟合，得到n个拉力与诱导电压的线性关系式：y＝k_ix+a_i，其中i＝1，2，3，…，n，y表示拉力，x表示诱导电压值，k_i表示线性相关系数，a_i表示常数；③‑5将n个线性关系式中的线性相关系数相加后取平均值，记为k，将n个线性关系式中的常数相加后取平均值记为a，得到索力传感器诱导电压与钢缆索索力之间的关系式y＝kx+a；y表示索力，x表示诱导电压值；④将测试过的索力传感器套在待测钢缆索上对钢缆索索力进行实时监控，根据公式y＝kx+a和索力传感器实时监控得到的诱导电压值计算得到待测钢缆索的实时索力。