[發明專利]基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統

有效

• 申請號: 201410521209.2
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104280452B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 吳斌;王鈺玨;劉秀成;何存富;李強光
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 紀佳

1.基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，包括：直線導軌式掃描機構、圓周陣列式弱磁檢測傳感器、鋼索夾持組件、運動控制單元和數據采集單元；

所述圓周陣列式弱磁檢測傳感器固定安裝于直線導軌式掃描機構上，用于測量鋼索上的磁場變化信號；鋼索夾持組件的鋼索預緊裝置安裝于直線導軌式掃描機構兩側，用于預緊鋼索；鋼索夾持組件的鋼索固定裝置固定安裝于直線導軌式掃描機構上，用于固定鋼索位置；運動控制單元與直線導軌式掃描機構相連，用于控制直線導軌帶動圓周陣列式弱磁檢測傳感器以設定速度相對待測鋼索做勻速直線運動；數據采集單元與圓周陣列式弱磁檢測傳感器相連，用于實時采集圓周陣列式弱磁檢測傳感器測量得到的多路磁場變化信號。

2.根據權利要求1所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述直線導軌式掃描機構包括：水平調整底座、XY兩軸運動導軌和鋼索固定裝置安裝梁；

所述水平調整底座由角座和鋁型材組裝而成，其用于調節系統水平和固定直線導軌；

所述XY兩軸運動導軌由“工”字形裝配的三根導軌和兩個電機組成；其中兩根平行導軌構成X運動軸，與之垂直的導軌構成Y運動軸；Y軸導軌固定安裝于X軸導軌的兩個滑塊上，圓周陣列式弱磁檢測傳感器固定安裝于Y軸導軌的滑塊上；運動控制單元通過控制兩軸電機實現圓周陣列式弱磁檢測傳感器在XY平面內完成既定運動；

所述鋼索固定裝置安裝梁平行X軸導軌固定安裝在水平調整底座上，用于固定安裝鋼索固定裝置。

3.根據權利要求1所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述圓周陣列式弱磁檢測傳感器包括：傳感器夾持裝置、亥姆霍茲線圈、隧道磁阻探頭、分體式磁屏蔽殼、印制電路板；

所述傳感器夾持裝置固定安裝于Y軸導軌滑塊上，其用于夾持分體式磁屏蔽殼、固定亥姆霍茲線圈和硬性印制電路板；

所述亥姆霍茲線圈套裝于分體式屏蔽殼兩端并固定于傳感器夾持裝置的底座上，其通過鋰電池供電，用于沿軸向均勻磁化被測鋼索；

所述分體式屏蔽殼用于固定隧道磁阻探頭和屏蔽環境磁場；

所述隧道磁阻探頭由隧道磁阻元件和傳感器固定環組成；所述傳感器固定環過渡配合于分體式屏蔽殼內，其外壁沿周向均勻分布N個凹槽，內壁均勻分布N個與外壁凹槽位置對應且相互連通的淺槽；所述隧道磁阻元件均勻分布并膠封固定于傳感器固定環外壁的凹槽內；其中2≤N≤16；

所述印制電路板由硬性印制電路板PCB和柔性印制電路板FPC組成；所述硬性印制電路板安裝于傳感器夾持裝置的底座上，其用于為隧道磁阻元件供電和向數據采集單元發送檢測信號；所述柔性印制電路板一端焊接隧道磁阻元件，一端連接硬性印制電路板，穿過傳感器固定環內外壁連通孔，并膠封保護于傳感器支撐內壁的淺槽內，其用于為隧道磁阻元件傳輸電能和向硬性印制電路板輸出檢測信號。

4.根據權利要求1所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述鋼索夾持組件包括：鋼索預緊裝置和鋼索固定裝置；

所述鋼索預緊裝置用于預緊鋼索，拉伸鋼索至準直狀態；所述鋼索固定裝置成對使用，由底座、支架和固定螺栓組成，底座固定安裝在鋼索固定裝置安裝梁上，支架由“工”字形和“回”字形結構組裝而成，四個固定螺栓分別從“回”字形支架四個方向穿過指向中心，通過固定螺栓調整從“回”字形支架中心穿過鋼索的空間位置并夾緊固定鋼索。

5.根據權利要求3所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述傳感器夾持裝置、亥姆霍茲線圈、分體式屏蔽殼、傳感器固定環和鋼索均同軸。

6.根據權利要求3所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述傳感器夾持裝置采用有機玻璃材料，所述亥姆霍茲線圈采用漆包銅線材料，所述分體式磁屏蔽殼采用低碳鋼材料，所述傳感器固定環采用有機玻璃材料。

7.根據權利要求3所述的基于圓周陣列式弱磁檢測傳感器的鋼索缺陷掃查系統，其特征在于，所述傳感器固定環的內徑比分體式磁屏蔽殼端蓋的內徑小1mm～2mm，比被測鋼索直徑大1mm～2mm；其內表面沿周向均勻分布N個深0.5mm～1mm、寬1mm～2mm從傳感器支撐一端延伸至其中部的淺槽，淺槽與外壁凹槽位置相對并相互連通；其中2≤N≤16。