[實用新型]一種用于鐵磁性材料內力檢測的磁通量傳感器

有效

• 申請號: 201720118580.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN206420593U
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 吳明長;王啟明;姜鵬;南仁東
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01L1/12
• 分類號: G01L1/12
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司11003
• 代理人: 張宇鋒

技術領域

本實用新型屬于結構檢測領域，具體涉及一種用于鐵磁性材料內力檢測的磁通量傳感器。

背景技術

當鐵磁性材料受到外力作用時，其內部產生機械應力或應變，相應地磁導率發生改變，測定磁導率變化，就可以獲知應力變化，基于這種磁彈效應制作的磁通量傳感器，可以對鐵磁性材料的機械應力進行測量。

典型的通量傳感器由激磁線圈(初級線圈)和測量線圈(次級線圈)構成。在激磁線圈上施加激勵信號，就會產生交變磁場，該磁場在測量線圈中就會產生感生電動勢，對該感生電動勢進行時間積分，會在測量線圈兩端產生輸出電壓，該輸出電壓與線圈中的相對磁導率存在一定的關系，通過測定該輸出電壓，對鐵磁材料結構進行若干組應力、溫度下進行試驗，建立相對磁導率變化與結構應力、溫度的關系，就可以實現測量鐵磁性結構件應力的目的。

目前，磁通量傳感器在工業中最典型的應用是測量拉索內力。實際應用的主要是閉合式磁通量傳感器，為套入式安裝(如江西飛尚科技有限公司的FS-CCTB型)，由于拉索兩端受到約束，所以一般只能在拉索安裝的同時將傳感器套在索體上，如果拉索安裝完畢，一般只能通過現場繞制線圈的方法使用，應用存在較大局限，但是長期以來沒有更好的解決辦法。開環式磁通量傳感器的結構為兩半式，主要用于施工后期的長期監測，對施工無特殊要求，夾在拉索保護管處即可，安裝及維護方便，沒有施工期限的限制，如申請號為201310718127.2的實用新型專利和以及申請號為201510093450.4的實用新型專利申請中所公開的開環式磁通量傳感器，但由于成本較高等原因，目前開環式磁通量傳感器應用仍有較大局限。

目前已經建成的世界最大口徑射電望遠鏡FAST，其主反射面是通過索網來支撐的，該索網由約7000根鋼索制成。整個索網又由直徑500m的環形圈梁結構支撐。在望遠鏡運行期間，對結構內力尤其是索的內力監測要求較高，由于可能需要的監測點數量較多，對傳感器的成本和易用性要求很高。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種用于鐵磁性材料內力檢測的磁通量傳感器，其使用可展開的帶狀結構代替了傳統閉合式磁通量傳感器的固定線圈卷筒結構，或者傳統開環式磁通量傳感器的兩半式結構；其具有卷帶原理簡單、工藝簡單，適于批量制造、可以大幅度降低成本等優點。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種用于鐵磁性材料內力檢測的磁通量傳感器，所述磁通量傳感器包括內接線端子、外接線端子和柔性卷繞帶；其中，所述內接線端子和外接線端子分別固定連接在所述柔性卷繞帶的兩端，所述柔性卷繞帶包括柔性絕緣基以及嵌入所述柔性絕緣基內的激勵線圈導線和測量線圈導線；所述激勵線圈導線和測量線圈導線的兩端分別與內接線端子和外接線端子內的勵磁線圈接口和測量線圈接口連接。

進一步，所述激勵線圈導線和測量線圈導線依次間隔嵌入所述柔性絕緣基內。

進一步，所述激勵線圈導線和測量線圈導線為通過沉積工藝制作在所述柔性絕緣基上的導電材料。

進一步，所述激勵線圈導線和測量線圈導線為部分嵌入所述柔性絕緣基內的導體，即導體的表面只有部分嵌入柔性絕緣基內。

進一步，所述激勵線圈導線和測量線圈導線為完全嵌入所述柔性絕緣基內的導體。

進一步，所述磁通量傳感器還包括保護套，所述保護套由兩塊形狀與被測構件外表面相適配的絕緣殼體構成，兩塊絕緣殼體對接后包覆在被測構件外表面。

進一步，所述磁通量傳感器還包括轉動套，所述內接線端子固定連接在所述轉動套的外表面；所述轉動套套接在被測構件外側。

進一步，所述保護套由聚四氟乙烯制成。

進一步，所述轉動套由聚四氟乙烯制成。

進一步，所述柔性絕緣基為絕緣布、軟PCV或硅酸鋁毯的任一種。

本實用新型具有以下有益技術效果：

1、卷帶原理簡單、工藝簡單，適于批量制造、可以大幅度降低成本。

2、與傳統的單線繞制磁通量傳感器相比，本實用新型采用在同一層中并聯多根導線的方式，在沒有降低線圈匝數的同時，大幅度降低了電路電阻，因而降低了工作電壓，降低了供電要求，增加了感應電流，提高了信噪比。

3、由于采用的是同一層并聯多根導線的方式，而且導線是通過壓制或沉積工藝制作在基材上的，所以不容易發生斷線的情況，即使出現斷線，對使用的影響也很容易消除。