CN107703207A - 一种斜拉索无损检测装置 - Google Patents

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肖祥
陈祎军
蔡启烈
杨帆
陈波
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Abstract

本发明公开了一种斜拉索无损检测装置，包括盒体，所述盒体内设有驱动机构和无损检测机构；所述驱动机构包括主动轴和与主动轴配合使用的从动轴，所述主动轴一端设有电机；所述无损检测机构包括无损检测系统。本发明的优点在于：其可以通过无线控制实现装置在斜拉索上的智能升降、拉索内部钢丝绳的无损检测等工作，提高操作的简便性，不但使检测结果更加精确，同时还可以减少检测时间提高检测效率。本发明提高了索力测量的精度和检测效率，节约了索力检测成本，适用于市场推广。

Description

一种斜拉索无损检测装置
技术领域
本发明涉及斜拉索保养检测技术领域，具体涉及一种斜拉索无损检测装置。
背景技术
斜拉桥是一种重要的桥型，斜拉索作为其主要受力构件之一，它的工作状态是斜拉桥能否安全运营的决定性因素，因此，有必要对处于工作状态的拉索内力进行测量，以确保拉索处于正常的受力状态。
目前，在工程应用中，已经出现了可自动爬升并检测索力的装置，如专利公开号为CN205741908U所公开的缆索爬升装置，可以作为缆索检测、维护等设备的运动载体，解决了人工作业劳动强度大、安全性不高以及现有缆索爬升装置适应性差等问题。
目前，在工程应用中检测斜拉索是否损坏主要采用人工开膛处理，这种方法操作复杂，影响斜拉桥的使用，耗时较长效率不高，准确率较低。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种斜拉索无损检测装置，其可以提高操作的简便性，不但使检测结果更加精确，同时还可以减少检测时间提高检测效率。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种斜拉索无损检测装置，包括盒体，所述盒体内设有驱动机构和无损检测机构；所述驱动机构包括主动轴和与主动轴配合使用的从动轴，所述主动轴一端设有电机；所述无损检测机构包括无损检测系统。
进一步地，所述盒体包括上盒体和下盒体，所述从动轴设置在上盒体内，所述主动轴、电机和无损检测系统设置在下盒体内。
进一步地，所述上盒体内还设有压紧机构，所述压紧机构包括顶端固定在上盒体上的连杆、套接在连杆上的弹簧，所述从动轴的套接在连杆上，所述弹簧一端与上盒体紧靠，另一端与从动轴紧靠。
更进一步地，所述无损检测系统包括传感器和两个霍尔装置，所述传感器上设有N极磁铁和S极磁铁，所述霍尔装置分别设置在N极磁铁和S极磁铁上。
进一步地，所述主动轴水平设置且有两个，所述两个主动轴均通过垂直传动齿轮组与电机连接。
进一步地，所述从动轴水平设置且有两个，所述连杆有四个，所述两个从动轴的两端分别套接在四个连杆上。
更进一步地，所述盒体还包括扣件，所述扣件设置在上盒体和下盒体连接处，用于连接固定上盒体与下盒体。
作为优选项，所述霍尔装置为N型半导体薄片。
作为优选项，所述主动轴和从动轴中部设有沿侧面弧形下凹结构。
作为优选项，所述无损检测系统设置在主动轴与从动轴之间。
本发明的优点在于：其可以通过无线控制实现装置在斜拉索上的智能升降、拉索内部钢丝绳的无损检测等工作，提高操作的简便性，不但使检测结果更加精确，同时还可以减少检测时间提高检测效率。本发明提高了索力测量的精度和检测效率，节约了索力检测成本，适用于市场推广。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明的左视示意图；
图3为无损检测系统的使用状态示意图；
图4为霍尔装置的结构示意图。
图中：盒体1(其中：上盒体1.1、下盒体1.2、扣件1.3)、主动轴2、从动轴3、电机4、无损检测系统5(其中：传感器5.1、霍尔装置5.2、N极磁铁5.3、S极磁铁5.4)、连杆6、弹簧7、拉索8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1～3所示的一种斜拉索无损检测装置，包括盒体1，所述盒体1内设有驱动机构和无损检测机构；所述驱动机构包括主动轴2和与主动轴2配合使用的从动轴3，所述主动轴2一端设有电机4；所述无损检测机构包括无损检测系统5。所述盒体1包括上盒体1.1和下盒体1.2，所述从动轴3设置在上盒体1.1内，所述主动轴2、电机4和无损检测系统5设置在下盒体1.2内。所述上盒体1.1内还设有压紧机构，所述压紧机构包括顶端固定在上盒体1.1上的连杆6、套接在连杆6上的弹簧7，所述从动轴3的套接在连杆6上，所述弹簧7一端与上盒体1.1紧靠，另一端与从动轴3紧靠。所述无损检测系统5包括传感器5.1和两个霍尔装置5.2，所述传感器5.1上设有N极磁铁5.3和S极磁铁5.4，所述霍尔装置5.2分别设置在N极磁铁5.3和S极磁铁5.4上。所述主动轴2水平设置且有两个，所述两个主动轴2均通过垂直传动齿轮组2.1与电机4连接。所述从动轴3水平设置且有两个，所述连杆6有四个，所述两个从动轴3的两端分别套接在四个连杆6上。所述盒体1还包括扣件1.3，所述扣件1.3设置在上盒体1.1和下盒体1.2连接处，用于连接固定上盒体1.1与下盒体1.2。所述霍尔装置5.2为N型半导体薄片。所述主动轴2和从动轴3中部设有沿侧面弧形下凹结构。所述无损检测系统5设置在主动轴2与从动轴3之间。
本发明主要包括盒体1、安装于盒体1上的驱动机构、压紧机构、无线控制系统和无损检测系统。驱动机构主要用于为装置在拉索上升降提供驱动力；压紧机构用于保证装置紧贴于斜拉索8的表面；无线控制系统用于向拉索无损检测系统5发送无线控制信号，控制装置在拉索上的智能升降；拉索无损检测系统主要通过磁通量法检测斜拉索8内部钢丝绳局部损伤LF以及金属横截面损伤LMA。
驱动机构主要由电机4、主动轴2、从动轴3组成，电机4用于驱使主动轴2转动。
无损检测系统5安装于装置的两侧，对称布置，进行检测时两侧的检测结果相互校核。其采用一个永久磁体制成的传感器头5.1，还包括一个N极磁铁5.3、一个S极磁铁5.4、两个霍尔装置5.2。传感器头5.1主要用于沿轴向磁化一段斜拉索8中的钢丝绳。
如图4，霍尔装置5.2是一个N型的半导体薄片，有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流IC的输入端，另两根是霍尔电压的输出端，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出。其主要用于测定磁场或者恒稳磁场的变化，在其相对两侧通以控制电流I，而在薄片垂直方向加以磁场氏,则在半导体另外两侧便会产生一个大小与电流与磁场的乘积成正比的电压。
计算公式：
式中：UH为霍尔电压、RH为霍尔系数、RH为霍尔元件的后的厚度、I为通过霍尔元件的电流、B为加在霍尔元件上的磁场磁力线密度、为元件形状函数(其中：L为元件的长度、W为元件的宽度)。
根据以上方案，在斜拉上爬升的过程中，检测各个位置输出的霍尔电压，如出现明显异常的电压差的位置，则该处斜拉索可能存在问题，需进行更换或者维修。
实际使用时：
本装置工作时，操作人员需要对某个拉索8进行检测时，可以在拉索8的底部靠近地面位置，将检测设备安装到拉索8的底部。先将盒体1的扣件1.3打开，将装置扣于拉索8表面，通过压紧机构将装置与拉索8表面紧贴，将扣件1.3闭合。通过盒体1上的驱动机构和无线控制控制相配合，实现本装置在拉索8上的智能升降与拉索8损伤检测工作，在装置爬升的过程中永久磁体制成传感器头5.1不断对各个位置拉索8内部的钢丝绳进行磁化，霍尔元件5.2接收到各个位置的磁场后产生霍尔电压，由于磁场通过钢丝绳中的不连续的位置(如断丝、锈蚀、局部形状异常等)时会发生明显变化，因此所产生的霍尔电压会与其他位置明显不同，分析明显异常的霍尔电压出现的位置，即为拉索8内部钢丝绳损坏的位置，待检测人员收到回传的数据后，控制装置的下降，进行装置的回收后，最终完成索力的检测工作。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：包括盒体(1)，所述盒体(1)内设有驱动机构和无损检测机构；
所述驱动机构包括主动轴(2)和与主动轴(2)配合使用的从动轴(3)，所述主动轴(2)一端设有电机(4)；所述无损检测机构包括无损检测系统(5)。
2.根据权利要求1所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述盒体(1)包括上盒体(1.1)和下盒体(1.2)，所述从动轴(3)设置在上盒体(1.1)内，所述主动轴(2)、电机(4)和无损检测系统(5)设置在下盒体(1.2)内。
3.根据权利要求2所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述上盒体(1.1)内还设有压紧机构，所述压紧机构包括顶端固定在上盒体(1.1)上的连杆(6)、套接在连杆(6)上的弹簧(7)，所述从动轴(3)的套接在连杆(6)上，所述弹簧(7)一端与上盒体(1.1)紧靠，另一端与从动轴(3)紧靠。
4.根据权利要求3所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述无损检测系统(5)包括传感器(5.1)和两个霍尔装置(5.2)，所述传感器(5.1)上设有N极磁铁(5.3)和S极磁铁(5.4)，所述霍尔装置(5.2)分别设置在N极磁铁(5.3)和S极磁铁(5.4)上。
5.根据权利要求4所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述主动轴(2)水平设置且有两个，所述两个主动轴(2)均通过垂直传动齿轮组(2.1)与电机(4)连接。
6.根据权利要求5所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述从动轴(3)水平设置且有两个，所述连杆(6)有四个，所述两个从动轴(3)的两端分别套接在四个连杆(6)上。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述盒体(1)还包括扣件(1.3)，所述扣件(1.3)设置在上盒体(1.1)和下盒体(1.2)连接处，用于连接固定上盒体(1.1)与下盒体(1.2)。
8.根据权利要求7所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述霍尔装置(5.2)为N型半导体薄片。
9.根据权利要求8所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述主动轴(2)和从动轴(3)中部设有沿侧面弧形下凹结构。
10.根据权利要求9所述的一种斜拉索无损检测装置，其特征在于：所述无损检测系统(5)设置在主动轴(2)与从动轴(3)之间。
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