CN113686948A - 一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法 - Google Patents

一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，包括步骤：将磁感应桥梁缆索探测装置放置在桥梁缆索上，将桥梁缆索环抱在其中；由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据；对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果。本发明通过磁感应信号和爬升位置通过感应识别分析得到缺陷识别和定位，能够解决桥梁缆索内部腐蚀程度无法准确检测的难题，能够提高缆索监测准确度，能够精准定位桥梁缆索的腐蚀位置。

Description

一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法
技术领域
本发明属于桥梁缆索检测技术领域，特别是涉及一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法。
背景技术
目前，对于桥梁缆索的检测和防护包括有内部钢丝结构检测和外部防护层的检测。对内部钢丝结构的检测，主要针对缆索内部钢丝受力变形(包括桥梁荷载、风力等振动)、金属横截面积的变化和水雾侵蚀等引起的疲劳损伤。检测方法包括索力检测法、涡流检测法、漏磁检测法、光纤检测等等。
目前虽然开发出功能多样的爬索机器人，但其只能获得表面PE护套的破损情况，现有技术难以检测缆索构件内部腐蚀损伤程度，缆索构件的检测技术仍需进一步改进，已成为困扰世界范围桥梁工作者的巨大难题；无法有效实现缺陷识别和定位，定位精准度差，且识别精准度差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，通过磁感应信号和爬升位置通过感应识别分析得到缺陷识别和定位，能够解决桥梁缆索内部腐蚀程度无法准确检测的难题，能够提高缆索监测准确度，能够精准定位桥梁缆索的腐蚀位置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，包括步骤：
S10,将磁感应桥梁缆索探测装置放置在桥梁缆索上，将桥梁缆索环抱在其中；
S20,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据：
S30,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果。
进一步的是，所述磁感应桥梁缆索探测装置包括支撑主体、攀爬机构和磁探测机构，在所述支撑主体为柱形结构，在所述支撑主体两端环绕设置有攀爬机构，在所述支撑主体中段上环绕设置有磁探测机构；所述支撑主体采用可开合的柱形结构，待检测的桥梁缆索穿过支撑主体的中心轴；所述攀爬机构包括多个攀爬子单元相互对应并桥梁缆索环抱在其中，沿桥梁缆索移动；所述磁探测机构包括多个磁探测子单元环绕在待检测的桥梁缆索周围，磁探测机构的探测端对向中心处的桥梁缆索；磁探测机构的检测数据通过中心控制器汇总分析后由无线传输给检测终端；同时由检测终端无线发送控制指令控制攀爬机构运行。
进一步的是，所述步骤S20中,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据，包括步骤：
S201,攀爬机构定位在桥梁缆索一点位上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据；
S202,待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位，并反馈下一区域的磁感应数据；
S203,通过重复步骤S201和S202，完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取整根桥梁缆索的磁感应数据构建数据轴。
进一步的是，所述磁感应数据的获取过程包括步骤：通过磁感应传感器施加激励电流，通过感应线圈的感应电动势的变化返回信号，获取磁感应数据。
进一步的是，所述攀爬机构定位在桥梁缆索初始点位i0上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据B0；待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位i1，并反馈下一区域的磁感应数据B1；重复完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取磁感应数据[B0,B1,…，Bn]，在每个磁感应数据[B0,B1,…，Bn]中进行打标，将对应磁感应数据进行点位标记，获得数据轴构成整根桥梁缆索的磁感应数据。
进一步的是，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
S31，分别对桥梁缆索中各磁感应数据进行计算，获取数据轴上每个点位处的桥梁缆索的横截面积；
S32，根据对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与数据库中该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；
S33，根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
进一步的是，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
在桥梁建成时通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，并对相应缆索进行编号后，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成初始数据轴，初始数据轴中包括每个点位下的磁感应数据；
在后期维护测量时,通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成检测数据轴；分别对检测数据轴和初始数据轴的磁感应数据进行计算根据，对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
进一步的是，计算桥梁缆索原始横截面积和测试横截面积：
所述桥梁缆索原始横截面积为Hin_i＝Bin_i/μ；其中，Bin_i为第i点位的桥梁缆索原始磁感应强度；
所述桥梁缆索测试横截面积为Htest_i＝Btest_i/μ；其中，Btest_i为第i点位的桥梁缆索测试磁感应强度，μ为镀锌钢丝的磁导率。
进一步的是，通过点位坐标和面积差值构成曲线图，通过检测终端显示，有利于检测人员直观了解缆索状态变化。
采用本技术方案的有益效果：
本发明通过调节爬升结构将装置沿桥梁绳索进行攀爬，同时通过磁探测结构检测磁感应信号；通过调节爬升结构将装置能够精确为磁感应装置提供检测条件，能够提供精准的检测高度、位置以及检测，通过磁感应信号和爬升位置通过感应识别分析得到缺陷识别和定位。本发明形成桥梁缆索腐蚀智能探测方法，通过攀爬机构定位在桥梁缆索一点位上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据，完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取整根桥梁缆索的磁感应数据构建数据轴，载对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果能够解决桥梁缆索内部腐蚀程度无法准确检测的难题，能够提高缆索监测准确度，能够精准定位桥梁缆索的腐蚀位置。
本发明通过在桥梁建成时通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，并对相应缆索进行编号后，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成初始数据轴，初始数据轴中包括每个点位下的磁感应数据；在后期维护测量时,通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成检测数据轴；分别对检测数据轴和初始数据轴的磁感应数据进行计算根据，对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积和与该桥梁缆索原始横截面积比较，获得横截面积差值；根据横截面积差值判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置，能够提高缆索监测准确度，能够精准定位桥梁缆索的腐蚀位置。
附图说明
图1为本发明的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中一种磁记忆桥梁缆索探测装置的结构示意图。
其中，1是支撑主体，2是攀爬机构，3是磁探测机构，4是待检测的桥梁缆索。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，包括步骤：
S10,将磁感应桥梁缆索探测装置放置在桥梁缆索上，将桥梁缆索环抱在其中；
S20,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据：
S30,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果。
如图2所示，所述磁感应桥梁缆索探测装置包括支撑主体1、攀爬机构2和磁探测机构3，在所述支撑主体1为柱形结构，在所述支撑主体1两端环绕设置有攀爬机构2，在所述支撑主体1中段上环绕设置有磁探测机构3；所述支撑主体1采用可开合的柱形结构，待检测的桥梁缆索4穿过支撑主体1的中心轴；所述攀爬机构2包括多个攀爬子单元相互对应并桥梁缆索环抱在其中，沿桥梁缆索移动；所述磁探测机构3包括多个磁探测子单元环绕在待检测的桥梁缆索4周围，磁探测机构3的探测端对向中心处的桥梁缆索；磁探测机构3的检测数据通过中心控制器汇总分析后由无线传输给检测终端；同时由检测终端无线发送控制指令控制攀爬机构2运行。
作为上述实施例的优化方案，所述步骤S20中,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据，包括步骤：
S201,攀爬机构定位在桥梁缆索一点位上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据；
S202,待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位，并反馈下一区域的磁感应数据；
S203,通过重复步骤S201和S202，完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取整根桥梁缆索的磁感应数据构建数据轴。
所述磁感应数据的获取过程包括步骤：通过磁感应传感器施加激励电流，通过感应线圈的感应电动势的变化返回信号，获取磁感应数据。
所述攀爬机构定位在桥梁缆索初始点位i0上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据B0；待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位i1，并反馈下一区域的磁感应数据B1；重复完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取磁感应数据[B0,B1,…，Bn]，在每个磁感应数据[B0,B1,…，Bn]中进行打标，将对应磁感应数据进行点位标记，获得数据轴构成整根桥梁缆索的磁感应数据。
作为上述实施例的优化方案，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
S31，分别对桥梁缆索中各磁感应数据进行计算，获取数据轴上每个点位处的桥梁缆索的横截面积；
S32，根据对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与数据库中该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；
S33，根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
优选的，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
在桥梁建成时通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，并对相应缆索进行编号后，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成初始数据轴，初始数据轴中包括每个点位下的磁感应数据；
在后期维护测量时,通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成检测数据轴；分别对检测数据轴和初始数据轴的磁感应数据进行计算根据，对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
其中：计算桥梁缆索原始横截面积和测试横截面积：
所述桥梁缆索原始横截面积为Hin_i＝Bin_i/μ；其中，Bin_i为第i点位的桥梁缆索原始磁感应强度；
所述桥梁缆索测试横截面积为Htest_i＝Btest_i/μ；其中，Btest_i为第i点位的桥梁缆索测试磁感应强度，μ为镀锌钢丝的磁导率。
作为上述实施例的优化方案，通过点位坐标和面积差值构成曲线图，通过检测终端显示，有利于检测人员直观了解缆索状态变化。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，包括步骤：
S10,将磁感应桥梁缆索探测装置放置在桥梁缆索上，将桥梁缆索环抱在其中；
S20,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据；
S30,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果。
2.根据权利要求1所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，所述磁感应桥梁缆索探测装置包括支撑主体(1)、攀爬机构(2)和磁探测机构(3)，在所述支撑主体(1)为柱形结构，在所述支撑主体(1)两端环绕设置有攀爬机构(2)，在所述支撑主体(1)中段上环绕设置有磁探测机构(3)；所述支撑主体(1)采用可开合的柱形结构，待检测的桥梁缆索(4)穿过支撑主体(1)的中心轴；所述攀爬机构(2)包括多个攀爬子单元相互对应并桥梁缆索环抱在其中，沿桥梁缆索移动；所述磁探测机构(3)包括多个磁探测子单元环绕在待检测的桥梁缆索(4)周围，磁探测机构(3)的探测端对向中心处的桥梁缆索；磁探测机构(3)的检测数据通过中心控制器汇总分析后由无线传输给检测终端；同时由检测终端无线发送控制指令控制攀爬机构(2)运行。
3.根据权利要求1所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，所述步骤S20中,由检测终端无线发送控制指令控制磁感应桥梁缆索探测装置运行，并获取整根桥梁缆索的磁感应数据，包括步骤：
S201,攀爬机构定位在桥梁缆索一点位上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据；
S202,待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位，并反馈下一区域的磁感应数据；
S203,通过重复步骤S201和S202，完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取整根桥梁缆索的磁感应数据构建数据轴。
4.根据权利要求3所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，所述磁感应数据的获取过程包括步骤：通过磁感应传感器施加激励电流，通过感应线圈的感应电动势的变化返回信号，获取磁感应数据。
5.根据权利要求4所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，所述攀爬机构定位在桥梁缆索初始点位i0上，通过磁探测机构获取该点位磁感应数据B0；待该点位磁感应数据反馈完毕后，通过攀爬机构带动磁探测机构进入下一个探测区域点位i1，并反馈下一区域的磁感应数据B1；重复完成整根桥梁缆索的分阶段检测，获取磁感应数据[B0,B1,…，Bn]，在每个磁感应数据[B0,B1,…，Bn]中进行打标，将对应磁感应数据进行点位标记，获得数据轴构成整根桥梁缆索的磁感应数据。
6.根据权利要求5所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
S31，分别对桥梁缆索中各磁感应数据进行计算，获取数据轴上每个点位处的桥梁缆索的横截面积；
S32，根据对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与数据库中该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；
S33，根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
7.根据权利要求6所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，在所述步骤S30中,对整根桥梁缆索的磁感应数据进行磁感应分析，获取桥梁缆索的状态结果，包括步骤：
在桥梁建成时通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，并对相应缆索进行编号后，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成初始数据轴，初始数据轴中包括每个点位下的磁感应数据；
在后期维护测量时,通过磁感应桥梁缆索探测装置测量该桥梁的每根缆索，将相应缆索下检测的整根桥梁缆索的磁感应数据构成检测数据轴；分别对检测数据轴和初始数据轴的磁感应数据进行计算根据，对每个点位处的桥梁缆索的测试横截面积Htest_i和与该桥梁缆索原始横截面积Hin_i比较，获得横截面积差值ΔHi＝Hin_i-Htest_i；根据横截面积差值ΔHi判定变化状态，根据横截面积差值存在的点位坐标点确定变化位置。
8.根据权利要求7所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，计算桥梁缆索原始横截面积和测试横截面积：
所述桥梁缆索原始横截面积为Hin_i＝Bin_i/μ；其中，Bin_i为第i点位的桥梁缆索原始磁感应强度；
所述桥梁缆索测试横截面积为Htest_i＝Btest_i/μ；其中，Btest_i为第i点位的桥梁缆索测试磁感应强度，μ为镀锌钢丝的磁导率。
9.根据权利要求8所述的一种磁记忆桥梁缆索探测装置的探测方法，其特征在于，通过点位坐标和面积差值构成曲线图，通过检测终端显示。
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