CN106441681A - 一种通过磁化时间测量索力方法 - Google Patents

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    • G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands

Abstract

本发明涉及一种通过磁化时间测量索力方法，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。采集仪通过电源模块产生直流激励电压，给磁通量传感器激励线圈，激励线圈得到激励电压，在感应线圈上产生感应电压，当缆索受力不同时候，根据胡克定律缆索的直径也发生变化，缆索直径不同，它内部被磁化的速度也随着缆索的粗细发生改变；当缆索粗时，内部磁化速度就慢；当缆索受力变细时，缆索磁化速度快，缆索在磁化过程中，内部的磁通量增加，感应电压也跟着增加。本发明通过测量缆索通过测量缆索感应电压时间长短来测量索力，避免积分电压受到干扰和线缆长度的影响。

Description

一种通过磁化时间测量索力方法
技术领域
本发明涉及一种通过磁化时间测量索力方法，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。
背景技术
已知磁通量索力传感器通过对感应电压进行积分获取缆索磁导率的变化，来获取缆索的索力值大小。但是现场干扰较大，积分电压很容易受到外界的干扰，并且采集现场磁通量传感器放置位置不同，传感器连接的电缆长度不同，电缆的导线电阻也不同，对感应信号的衰减也不一样，导致测量索力值出现较大偏差。
发明内容
本发明为了克服上述缺陷，其目的在于提供一种通过磁化时间测量索力方法，通过测量缆索感应电压时间长短来获得索力大小，避免感应信号受到干扰和线缆长度的影响。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种通过磁化时间测量索力方法：
采集仪通过电源模块产生直流激励电压，给磁通量传感器激励线圈，激励线圈得到激励电压，在感应线圈上产生感应电压，当缆索受力不同时候，根据胡克定律缆索的直径也发生变化，缆索直径不同，它内部被磁化的速度也随着缆索的粗细发生改变；
当缆索粗时，内部磁化速度就慢；
当缆索受力变细时，缆索磁化速度快，缆索在磁化过程中，内部的磁通量增加，感应电压也跟着增加。
使用钳位模块将感应线圈得到感应电压信号钳位到指定电压值,钳位模块使用二极管做钳位电路，将感应电压钳位为上述指定电压值,将钳位后的信号，电压信号给高速ADC；
高速ADC对二极管钳位消波后信号，进行高速采样，并把电压值发给DSP芯片, DSP芯片对得到的电压值进行数字积分获取感应电压积分电压值，因感应电压通过了二极管钳位，积分电压除以钳位指定电压值,为感应电压时间值；
缆索在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为若干挡，分别进行张拉得到它的感应电压的时间值；然后通过拟合,得到缆索力值和感应时间值的拟合关系公式；
测试缆索索力时，通过采集仪按上述方法得到感应电压的时间值，通过标定获取的拟合公式反算出缆索力值。
进一步的，指定电压值位0.7V。
进一步的，ADC的型号采用AD7654。
进一步的，DSP芯片的型号采用DSP28335。
进一步的，缆索在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为5挡。
本发明的有益效果：
本发明通过测量缆索通过测量缆索感应电压时间长短来测量索力，避免积分电压受到干扰和线缆长度的影响。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种通过磁化时间测量索力方法：
采集仪8通过电源模块7产生直流激励电压，给磁通量传感器激励线圈3，激励线圈3得到激励电压，在感应线圈2上产生感应电压，当缆索1受力不同时候，根据胡克定律缆索1的直径也发生变化，缆索1直径不同，它内部被磁化的速度也随着缆索的粗细1发生改变；
当缆索1粗时，内部磁化速度就慢；
当缆索1受力变细时，缆索磁化速度快，缆索在磁化过程中，内部的磁通量增加，感应电压也跟着增加。
使用钳位模块4将感应线圈2得到感应电压信号钳位到指定电压值,钳位模块4使用二极管做钳位电路，将感应电压钳位为上述指定电压值,将钳位后的信号，电压信号给高速ADC5；
高速ADC5对二极管钳位消波后信号，进行高速采样，并把电压值发给DSP芯片6, DSP芯片6对得到的电压值进行数字积分获取感应电压积分电压值，因感应电压通过了二极管钳位，积分电压除以钳位指定电压值,为感应电压时间值；
缆索1在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为若干挡，分别进行张拉得到它的感应电压的时间值；然后通过拟合,得到缆索力值和感应时间值的拟合关系公式；
测试缆索1索力时，通过采集仪按上述方法得到感应电压的时间值，通过标定获取的拟合公式反算出缆索1力值。
指定电压值位0.7V。
ADC5的型号采用AD7654。
DSP芯片6的型号采用DSP28335。
缆索1在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为5挡。

Claims (6)

1.一种通过磁化时间测量索力方法，该方法的特征在于：
采集仪（8）通过电源模块（7）产生直流激励电压，给磁通量传感器激励线圈（3），激励线圈（3）得到激励电压，在感应线圈（2）上产生感应电压，当缆索（1）受力不同时候，根据胡克定律缆索（1）的直径也发生变化，缆索（1）直径不同，它内部被磁化的速度也随着缆索的粗细（1）发生改变；
当缆索（1）粗时，内部磁化速度就慢；
当缆索（1）受力变细时，缆索磁化速度快，缆索在磁化过程中，内部的磁通量增加，感应电压也跟着增加。
2.根据权利要求1所述的通过磁化时间测量索力方法，其特征在于：
使用钳位模块（4）将感应线圈（2）得到感应电压信号钳位到指定电压值,钳位模块（4）使用二极管做钳位电路，将感应电压钳位为上述指定电压值,将钳位后的信号，电压信号给高速ADC（5）；
高速ADC(5)对二极管钳位消波后信号，进行高速采样，并把电压值发给DSP芯片(6),DSP芯片(6)对得到的电压值进行数字积分获取感应电压积分电压值，因感应电压通过了二极管钳位，积分电压除以钳位指定电压值,为感应电压时间值；
缆索(1)在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为若干挡，分别进行张拉得到它的感应电压的时间值；然后通过拟合,得到缆索力值和感应时间值的拟合关系公式；
测试缆索(1)索力时，通过采集仪按上述方法得到感应电压的时间值，通过标定获取的拟合公式反算出缆索(1)力值。
3.根据权利要求2所述的通过磁化时间测量索力方法，其特征在于：指定电压值位0.7V。
4.根据权利要求2所述的通过磁化时间测量索力方法，其特征在于：ADC(5)的型号采用AD7654。
5.根据权利要求2所述的通过磁化时间测量索力方法，其特征在于：DSP芯片(6)的型号采用DSP28335。
6.根据权利要求2所述的通过磁化时间测量索力方法，其特征在于：缆索(1)在测试前需要先进行力值标定,将缆索的设计力值分为5挡。
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