[發明專利]應用于斜拉索的基于磁阻效應的漏磁檢測裝置

在審

• 申請號: 201910314064.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110108782A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 繆長青;李博文;孫文;孫杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01R33/09;G01R33/06
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種用于斜拉索的基于磁阻效應的漏磁檢測裝置，涉及漏磁檢測技術領域，采用永磁體和銜鐵作為勵磁裝置，采用于磁阻傳感器霍尼韋爾HMC2003檢測漏磁信號，通過背景消磁電路、置位/復位電路、放大電路和采集電路完成對漏磁信號的處理和采集，基于微處理器實現與上位機的通信和對采集電路的控制。通過上述方式，本發明能夠準確有效地探測到橋梁纜索鋼絲及斜拉索中的缺陷，相比基于霍爾傳感器的漏磁檢測儀，本發明提出的漏磁檢測方法提高了漏磁檢測的精度，同時可以大大縮小磁源體積，降低機器人自動檢測的移動難度，減輕對斜拉索表面造成的損傷。

技術領域

本發明屬于磁漏檢測領域，特別涉及一種應用于斜拉索的基于磁阻效應的磁漏檢測裝置。

背景技術

斜拉索是斜拉橋的重要承載構件，為了保證斜拉橋的安全運行，應定期對斜拉索進行健康檢測。目前關于斜拉索的檢測主要方法有目視檢測、無人機檢測、漏磁檢測、智能纜索機器人檢測等。其中漏磁檢測法對拉索表面清潔度要求低、缺陷檢測靈敏度高，是對斜拉索進行無損檢測方法之一。采用爬行機器人攜帶漏磁檢測設備進行斜拉索自動檢測的方法，避免了檢測人員高空作業，具有方便、高效的特點，是橋梁病害檢測的發展方向之一。

傳統的漏磁檢測廣泛采用霍爾傳感器探測漏磁信號,但基于霍爾元件的漏磁檢測精度和靈敏度比較低，在斜拉索的檢測過程中，笨重的磁源大大增加了機器人自動檢測的移動難度，并容易造成斜拉索表面損傷。因此，如何提高斜拉索漏磁檢測方法的磁場探測精度，減小磁源體積，具有非常重要的工程意義和實用價值。

發明內容

本發明的發明目的是針對上述現有技術的不足，提供一種應用于斜拉索的基于磁阻效應的漏磁檢測裝置，解決傳統漏磁檢測方法中磁源體積過大的問題。

為達到上述目的，本發明采用的方法是：一種應用于斜拉索的基于磁阻效應的漏磁檢測裝置，包括永磁體和銜鐵構成的勵磁裝置、磁阻傳感器、背景消磁電路、置位/復位電路、放大電路和采集電路；所述的勵磁裝置成U型狀結構，兩個永磁鐵分布在U型狀結構的兩個側邊，銜鐵分布在U型狀結構的底邊，所述的磁阻傳感器設置在所述的U型槽內，磁阻傳感器檢測漏磁信號，通過背景消磁電路、置位/復位電路、放大電路和采集電路完成對漏磁信號的處理和采集，并通過微處理器實現與上位機的通信和對采集電路的控制。

作為本發明的一種改進，所述的磁阻傳感器的型號為霍尼韋爾HMC2003。

作為本發明的一種改進，在沒有外部磁場時，所采用磁阻傳感器HMC2003輸出為恒定的2.5V，當背景磁場使傳感器電橋放大器的輸出偏離零磁場的工作點時，通過對芯片的偏置引腳上施加電流，產生一個反向磁場以補償背景磁場的影響。

作為本發明的一種改進，所述的磁阻傳感器HMC2003內置置位/復位電路帶，通過對電流帶施加一個瞬時的大電流脈沖，產生一個瞬時強磁場來使其保持高靈敏度和低噪聲狀態。

作為本發明的一種改進，所述的放大電路選用儀表放大器AD620，通過一個外部電阻設置其增益，該儀表放大器接成差分放大形式，在兩個輸入端分別設置了一個一階RC低通濾波器以進一步降低噪聲，同時采用滑動電阻作為放大電路的反饋電阻實現對放大倍數的調整。

作為本發明的一種改進，所述的采集電路，選擇16位模數轉換器AD7606，其輸入電壓范圍設置為±10V，四路輸入分別接入Xout、Yout、Zout放大后的信號和Vref，采用SPI串行輸出模式。

作為本發明的一種改進，所述的微處理器采用單片機Atmega16的微處理器電路，微處理器為采集電路提供啟動采集信號和采樣時鐘，并接收AD7606輸出的數字信號，Atmega16與AD7606的數據傳輸采用SPI通信方式，AD7606和Atmega16分別工作在主機模式和從機模式。