[發明專利]一種基于矩形空芯傳感器的鋼索張力測量裝置與方法

無效

• 申請號: 201010197110.3
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101858807A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 尹武良;王奔
• 申請（專利權）人: 尹武良;王奔
• 主分類號: G01L5/10
• 分類號: G01L5/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明屬于電磁傳感器技術領域，涉及一種鋼索張力測量裝置及測量方法。

背景技術

橋梁在一個國家的交通運輸和經濟發展中占有重要位置。橋梁的檢測是保證橋梁安全運營的重要手段，橋梁檢測技術的成功開發將起到確保橋梁安全運營，延長橋梁使用壽命的作用，同時通過早期橋梁病害的發現，能夠大大節約橋梁的維修費用，頻繁大修關閉交通所引起的重大損失，最大程度減小橋梁事故造成的損失。

斜拉索是斜拉橋的一個重要組成部分，斜拉索的工作狀態是斜拉橋是否處于正常狀態的主要決定因素，所以，能否對斜拉索的索張力進行精確的測量，在很大程度上決定著斜拉橋施工的成敗和正常的運營。

目前，斜拉橋索張力測試的方法很多。包括壓力表測定、壓力傳感器測定、頻率法，但這些方法缺點是會改變橋梁原有的結構，若鋼索已被封閉在灌漿的外罩或管道中，采用以上的方法就無法測量鋼索的張力。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足，提出一種鋼索張力測量的無損檢測裝置及測量方法。本發明采用如下的技術方案：

一種基于矩形空芯傳感器的鋼索張力測量裝置，用于測量鋼索張力，包括兩個矩形空芯傳感器、電感測量儀和上位計算機四部分，所述的電感測量儀包括激勵信號輸出端和測量信號輸入端，每個矩形空芯傳感器均由在一個矩形空芯上繞制線圈制成，兩個矩形空芯傳感器寬度均小于待測鋼索的直徑，兩者相互平行，間距不超過250mm，且一個矩形空芯在另一個矩形空芯所在平面的投影與該矩形空芯有相互重疊的部分，從空芯傳感器引出的兩個接線端連接到電感測量儀的激勵信號輸出端，電感測量儀的測量信號輸入端與另一個空芯傳感器兩個接線端相連，電感測量儀采集的電感值被送入上位計算機，測量時，兩個空芯傳感器被置于待測鋼索外部，由上位計算機根據電感值通過查表得出鋼索的張力值，該表為預先標定的電感值與鋼索張力對應關系表。

作為優選實施方式，本發明的基于空芯傳感器的鋼索張力測量裝置，每個矩形空芯傳感器的線圈繞線匝數可以介于1-1000之間；繞線直徑可在0.01mm-10mm之間。

本發明同時提供一種采用所述的測量裝置測量鋼索張力的方法，包括下列步驟：

(1)在待測鋼索表面上標定A、B兩點，將兩個矩形空芯傳感器分別固定在A、B上，并要求兩者相互平行，間距不超過250mm，且一個矩形空芯在另一個矩形空芯所在平面的投影與該矩形空芯有相互重疊的部分；

(2)電感測量儀對一個矩形空芯傳感器上激勵信號，并測量另一個矩形空芯傳感器的電感值，該電感值被送入上位計算機；

(3)計算機根據電感值通過查表得出鋼索的張力值，該表為預先標定的電感值與鋼索張力對應關系表。

本發明最大優點是沒有改變橋梁原有的結構，即使鋼索已被封閉在灌漿的外罩或管道中，仍可以采用這一方法。相對來說，本發明較實用，方便，是最具可行性的橋梁無損檢測工具之一。

附圖說明

圖1是本發明的基于矩形空芯傳感器系統裝置示意圖；

圖2是矩形空芯傳感器結構示意圖。

具體實施方式

圖1是本發明實施例的系統裝置原理圖。它由兩個矩形空芯傳感器(為了敘述方便，本實施例從與待測電纜位置關系出發，將兩個傳感器分別稱為上游矩形空芯傳感器1、下游空芯傳感器2，本發明的裝置和方法，在實際使用時，并不需要區分哪個安裝在上游，哪個安裝在下游)、電感測量儀和上位計算機四個主要部分構成。上游空芯傳感器1和下游空芯傳感器2，其長度分別為100mm、150mm；寬度分別為50mm，75mm。繞線匝數可以介于1-1000之間；繞線直徑可在0.01mm-10mm之間。電感測量儀可以使用商用的阻抗分析儀(例如安捷倫4284等)；在鋼索表面上取兩點記為A、B，使得A與B的連線平行于鋼索的軸線且距離在250mm以內，將兩個矩形空芯傳感器分別固定在被測鋼索的A、B兩處，并要求兩個線圈平行，而且一個線圈在另一個線圈所在平面的投影與該線圈有相互重疊的部分。測量時，利用電感測量儀對上游空芯傳感器1通上激勵電流，并測量下游傳感器的電感值，通過USB數據線將電感值導入上位計算機，通過查表可以得出鋼索的張力，根據鋼索的張力與測得的電感值存在一定的關系，將電感值與索張力的關系制成表，即傳感器每施加一定拉力，測定下游傳感器的電感值，因此可以知道索張力與電感值確定的一一對應關系，把它制成表格。上位計算機通過查表即可得出鋼索的張力值。

本發明的矩形空芯傳感器測量裝置，傳感器繞線匝數可以介于1-1000之間；繞線直徑可在0.01mm-10mm之間。