[发明专利]一种基于磁致伸缩导波短吊杆索力测量装置及方法

摘要

一种基于磁致伸缩导波短吊杆索力测量装置及方法。该装置包括激励偏置磁化器、接收偏置磁化器、激励线圈、接收线圈、导波测量仪等组成，根据磁致伸缩效应原理，通过激励线圈长时间激励在短吊杆内部形成稳态振动，在接收线圈基于逆磁致伸缩效应获得感应信号，对感应信号进行分析计算得到短吊杆索力。该方法利用磁致伸缩导波长时间频率激励，在短吊杆中产生稳态振动，停止激励后，通过提取短吊杆从停止激励到衰减为0时段的振动信号，进行频谱分析得到短吊杆纵向固有频率，通过纵向固有频率与索力的对应关系，得出短吊杆索力值。本发明提出的装置和方法，不受短吊杆边界条件和抗弯刚度对索力测量的局限，具有更加方便，测量重复性更好的优点。

主权项

一种短吊杆索力测量装置，包括激励偏置磁化器(4)、接收偏置磁化器(5)、激励线圈(2)、接收线圈(3)、导波测量仪(8)，其特征在于：工作中，所述激励线圈(2)和接收线圈(3)同轴套装在待测短吊杆上，所述激励偏置磁化器(4)和接收偏置磁化器(5)结构相同，分别安装在待测短吊杆两端，分别与待测短吊杆形成磁闭合回路，提供饱和的轴向磁场；所述的导波测量仪(8)包括计算机(9)、脉冲信号发生器(10)、功率放大器(11)、信号预处理器(12)和A/D转换器(13)，具有信号采集、计算、存储和显示功能；计算机(9)控制所述脉冲信号发生器(10)产生正弦周期信号，经功率放大器(11)输出送至激励线圈(2)；接收线圈(3)与信号预处理器(12)、A/D转换器(13)和计算机(9)依次串接，用于将接收的信号放大、A/D转换后送入计算机(9)处理；测量时，启动导波测量仪(8)，给激励线圈(2)馈电，在待测短吊杆进入稳定振动状态后停止馈电；导波测量仪(8)对接收端信号进行监测，计算机(9)取从停止激励到衰减为0时段的信号进行频谱分析，找出能量最大值对应的频率，查询预先绘制的“索力‑纵向固有频率”对应关系曲线，得到短吊杆索力；所述“索力‑纵向固有频率”对应关系曲线是事先对相同规格短吊杆用不同的力进行加载，用轴力计测出索力值，并测出对应纵向固有频率，得到多对“索力‑纵向固有频率”对应点，在同样试验条件下经多次试验数据平均和二次拟合而成。