[发明专利]一种铁磁性细长构件轴力检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种铁磁性细长构件轴力检测方法及装置,其方法包括以下步骤：1)在标样上施加轴力T0；2)将磁化器吸附在标样上；3)测量标样上的磁感应强度的法向分量和轴向分量；4)计算并得到表征标样轴力的特征量1/k0；5)重复测量并计算得到不同轴力下表征标样轴力的一组特征量，绘制1/k-T标定曲线；6)在与标样同类型的被测铁磁性细长构件上测量轴力特征量1/k，通过1/k-T标定曲线获得被测铁磁性细长构件的轴力T。其装置包括磁化器、霍尔元件、磁感应强度测量装置和数据计算装置。本发明采用磁化器来磁化铁磁性细长构件以进行轴力检测，因此，现场安装检测操作方便，可方便地实现铁磁性细长构件轴力的检测。

主权项

一种铁磁性细长构件轴力检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在作为标样的直径为D的铁磁性细长构件(1)上施加轴力T0；2)在标样上选择一段长度为W、受力状况及材料特性恒定的区域，将磁化器(14)吸附在该区域上，以在磁化器(14)两端形成沿标样轴向递减分布的磁场；3)在标样外表面沿其轴向的直线上布置多个霍尔元件(4)，每个霍尔元件(4)所在的位置为一测量点，使用霍尔元件(4)测量在磁化器(14)同一侧的第i个测量点处标样表层空气中的磁感应强度法向分量Byi_a和轴向分量Bzi_a，其中i＝1，2……n，n为布置在磁化器(14)同一侧的霍尔元件(4)的个数，第i＝1个测量点距离磁化器最远；4)利用测得的各测量点处标样表层空气中的磁感应强度法向分量Byi_a和轴向分量Bzi_a，拟合得到霍尔元件(4)布置直线上各点标样表层空气中的磁感应强度法向分量和轴向分量同该点与磁化器间距的关系曲线，关系曲线表达式分别为By_f＝f1(s)和Bz_f＝f2(s),其中s为磁化器(14)同一侧的霍尔元件(4)布置直线上各点与磁化器(14)的间距；在霍尔元件(4)布置直线上以等间距h取m个计算点，利用By_f＝f1(s)和Bz_f＝f2(s)计算霍尔元件(4)布置直线上所取各计算点的标样表层空气中的磁感应强度法向分量Byi_f和轴向分量Bzi_f,i＝1,2,…m，m为所取计算点的个数，直线上第i＝1个计算点距离磁化器最远；5)计算标样上在磁化器(14)同一侧的各计算点处的磁感应强度梯度ΔBzi=4hD·Byi_f,]]>其中i＝1，2，…m；其中，Byi_f为霍尔元件(4)布置直线上各计算点处的标样表层空气中的磁感应强度法向分量，h为位于霍尔元件(4)布置直线上两计算点之间的间距，D为标样的直径，m为所取计算点的个数；6)计算标样在磁化器(14)同一侧的各计算点处的磁感应强度j＝1，2，…m,其中m为所取计算点的个数；7)计算标样在磁化器(14)同一侧的各计算点处的磁场强度Hzj=Bzi_fμ0,]]>j＝i＝1，2，…m；其中μ0为真空磁导率，Bzi_f为霍尔元件(4)布置直线上各计算点处的磁感应强度的轴向分量；m为所取计算点的个数；8)利用得到的Bzj和Hzj绘制Bz‑Hz曲线，并在Bz‑Hz曲线中得到点(Bz1_f，Hz1_f)和点(Bz2_f，Hz2_f)连线的斜率倒数值1/k0；9)将步骤1)中的轴力T0分别调整为T1、T2、T3、T4，根据霍尔元件(4)测得的标样表层空气中的磁感应强度法向分量和轴向分量，重复步骤3)～8)，分别获得轴力T1、T2、T3、T4作用下的斜率倒数值1/k1、1/k2、1/k3、1/k4；10)根据T0、T1、T2、T3、T4作用下测量计算得到的表征标样轴力的斜率倒数值1/k0、1/k1、1/k2、1/k3、1/k4，拟合得到与标样同类型的铁磁性细长构件(1)轴力检测用的1/k‑T标定曲线；11)在与标样同类型的被测铁磁性细长构件(1)上测得Bz‑Hz曲线上点(Bz1_f，Hz1_f)和点(Bz2_f，Hz2_f)连线的斜率倒数值1/k，通过在标样上得到的1/k‑T标定曲线即可获得被测铁磁性细长构件(1)的轴力T。