CN209356094U - 一种磁通量传感器索力监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种磁通量传感器索力监测系统,包括有索体、磁通量传感器、磁弹仪、开关集线箱和采集系统，所述索体由若干钢丝扭绞而成，并在钢丝的外侧由里之外依次设置有环氧涂层、高强聚酯带、内层HDPE、隔离层和外侧HDPE；所述索体两端的钢丝上布设有磁通量传感器，所述磁通量传感器位于钢丝内固定；在所述索体的两端安装有锚具，并将磁通量传感器的传输信号线引出索体外，所述磁弹仪与磁通量传感器的传输信号线相连，所述采集系统与磁弹仪相连接；通过对平行钢丝索体进行改进，以及采用小孔径的电磁传感器来对检测得出拉索力。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁工程技术领域，尤其涉及一种磁通量传感器索力监测系统。
背景技术
平行钢丝拉索广泛应用于桥梁工程中，包括斜拉桥的拉索、拱桥和悬索桥的吊索，拱桥的系杆等，拉索的静态索力是拉索施工与运营检测的重要参数，拉索的静态应力是检测拉索工作状态的重要指标，拉索的这些参数测量比较重要。
磁通量传感器索力具有检测精度高、长期稳定性好、坚固耐用、使用寿命长、可更换等优点，并能自动温度补偿；与配套的磁弹仪使用时，可进行多通道数据采集，并直接显示力值，还可与计算机系统相连，实现自动数据采集和远程网络监测。如专利号201220140323.7 公开了一种磁通量索力检测装置，磁通量传感器是一种性能优异的传感器，可实现绝对的、动态的应变和温度测量，但是相对于拉索测量量程还是不够，且粘接安装的固定方式对磁通量传感器没有形成可靠的保护，因此，解决这一类的问题显得尤为重要。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种磁通量传感器索力监测系统及其制作方法，通过对平行钢丝索体进行改进，以及采用小孔径的电磁传感器来对检测得出拉索力。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种磁通量传感器索力监测系统,包括有索体、磁通量传感器、磁弹仪、开关集线箱和采集系统，所述索体由若干钢丝扭绞而成，并在钢丝的外侧由里至外依次设置有环氧涂层、高强聚酯带、内层HDPE、隔离层和外侧HDPE；所述索体两端的钢丝上布设有磁通量传感器，所述磁通量传感器位于钢丝内固定；在所述索体的两端安装有锚具，并将磁通量传感器的传输信号线引出索体外，所述磁弹仪与磁通量传感器的传输信号线相连，所述采集系统与磁弹仪相连接。
进一步改进在于：所述磁弹仪和磁通量传感器还设置开关集线箱。
进一步改进在于：所述磁通量传感器采用小孔径的电磁传感器，所述电磁传感器由激励线圈和测量线圈组成，激励线圈中输入磁弹仪激励的脉冲电压，通电瞬时，通过铁芯试件在测量线圈中产生瞬时电流，得到一个瞬时电压，将瞬时电压与钢绞线的应力水平建立一一对应关系，来测量平行钢丝拉索力。
进一步改进在于：相邻所述钢丝之间设置有防腐油脂。
进一步改进在于：在每根钢绞线上都安装小孔径电磁传感器，可测量出预应力筋内的每根平行钢丝的受力，可用于测量平行钢丝拉索张拉力值。
电磁传感器的积分电压值与张力值的关系可用三次曲线来拟合，即
F＝C0+C1V+C2V2+C3V3
式中V表示测力时电磁测量仪直接测量得到的是积分电压值，C0，C1，C2，C3为标定公式的系数。
考虑测量与标定时的温度差异，进行温度修正后的计算公式为：
FF＝C0+C1XX+C2XX2+C3XX3
式中，XX为温度修正后的积分电压值，且
XX＝VVcb-VV0b＝(Vc+μ(Tc-Tb))-(V0+μ(T0-Tb))＝(Vc-V0)+μ(Tc-T0)
其中，Tb为标定时温度，μ为温度修正系数，T0为测量零值时温度， V0为未受力零值时积分电压值，Tc为张力测试时温度，Vc为张力测试时积分电压值。
一种磁通量传感器索力监测系统的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选用小孔径的磁通量传感器；
步骤二：将磁通量传感器、磁弹仪、开关集线箱和采集系统组装起来，以构成智能索；
步骤三：钢丝缠包制作索体，使用专用设备，将若干钢丝扭绞缠包在一起，并在钢丝的外侧由里至外依次喷涂有环氧涂层、高强聚酯带、内层HDPE、隔离层和外侧HDPE，并在相邻钢丝之间填充有防腐油脂；
步骤四：剥离索体的两端以露出钢丝，并选中几根钢丝，在其上布设磁通量传感器，使得磁通量传感器位于钢丝内部固定；
步骤五：安装锚具并将光信号引线，将磁通量传感器的传输信号线引出索体外，可以从锚具的底部或者延长筒端引线；
步骤六：在拉索超张拉的过程中，采用标准传感器对磁通量传感器进行标定；
步骤七：将磁通量传感器的传输信号线与磁弹仪相连接，以进行采集数据，通过分析处理可得出检测结果。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对平行钢丝索体进行改进，以及采用小孔径的电磁传感器来对检测得出拉索力，大大提高了拉索测量量程，并且本实用新型在平行钢丝索体的防护方式大大提高了拉锁的防腐性能。
附图说明
图1为本实用新型的系统框架图。
图2为本实用新型的磁通量传感器的工作图。
图3为本实用新型的的索体结构图。
其中：1-索体，2-磁通量传感器，3-磁弹仪，4-开关集线箱，5- 采集系统，6-环氧涂层，7-高强聚酯带，8-内层HDPE8，9-隔离层， 10-外侧HDPE10，11-钢丝，12-激励线圈，13-测量线圈。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型做进一步详述，本实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
根据图1、2、3所示，本实施例提供了一种磁通量传感器索力监测系统,包括有索体1、磁通量传感器2、磁弹仪3、开关集线箱4和采集系统5，所述索体1由若干钢丝扭绞而成，并在钢丝11的外侧由里至外依次设置有环氧涂层6、高强聚酯带7、内层HDPE8、隔离层9和外侧HDPE10；所述索体1两端的钢丝上布设有磁通量传感器2，所述磁通量传感器2位于钢丝内固定；在所述索体1的两端安装有锚具，并将磁通量传感器2的传输信号线引出索体1外，所述磁弹仪3 与磁通量传感器2的传输信号线相连，所述采集系统5与磁弹仪3相连接。所述磁弹仪3和磁通量传感器2还设置开关集线箱4。所述磁通量传感器2采用小孔径的电磁传感器，所述电磁传感器由激励线圈 12和测量线圈13组成，激励线圈中输入磁弹仪激励的脉冲电压，通电瞬时，通过铁芯试件在测量线圈中产生瞬时电流，得到一个瞬时电压，将瞬时电压与钢绞线的应力水平建立一一对应关系，来测量平行钢丝拉索力。相邻所述钢丝之间设置有防腐油脂。
电磁传感器的积分电压值与张力值的关系可用三次曲线来拟合，即
F＝C0+C1V+C2V2+C3V3
式中V表示测力时电磁测量仪直接测量得到的是积分电压值，C0， C1，C2，C3为标定公式的系数。
考虑测量与标定时的温度差异，进行温度修正后的计算公式为：
FF＝C0+C1XX+C2XX2+C3XX3
式中，XX为温度修正后的积分电压值，且
XX＝VVcb-VV0b＝(Vc+μ(Tc-Tb))-(V0+μ(T0-Tb))＝(Vc-V0)+μ(Tc-T0)
其中，Tb为标定时温度，μ为温度修正系数，T0为测量零值时温度， V0为未受力零值时积分电压值，Tc为张力测试时温度，Vc为张力测试时积分电压值。
一种磁通量传感器索力监测系统及其制作方法，包括以下步骤：
步骤一：选用小孔径的磁通量传感器；
步骤二：将磁通量传感器、磁弹仪、开关集线箱和采集系统组装起来，以构成智能索；
步骤三：钢丝缠包制作索体，使用专用设备，将若干钢丝扭绞缠包在一起，并在钢丝的外侧由里至外依次喷涂有环氧涂层、高强聚酯带、内层HDPE、隔离层和外侧HDPE，并在相邻钢丝之间填充有防腐油脂；
步骤四：剥离索体的两端以露出钢丝，并选中几根钢丝，在其上布设磁通量传感器，使得磁通量传感器位于钢丝内部固定；
步骤五：安装锚具并将光信号引线，将磁通量传感器的传输信号线引出索体外，可以从锚具的底部或者延长筒端引线；
步骤六：在拉索超张拉的过程中，采用标准传感器对磁通量传感器进行标定；
步骤七：将磁通量传感器的传输信号线与磁弹仪相连接，以进行采集数据，通过分析处理可得出检测结果。
本实用新型通过对平行钢丝索体进行改进，以及采用小孔径的电磁传感器来对检测得出拉索力，大大提高了拉索测量量程，并且本实用新型在平行钢丝索体的防护方式大大提高了拉锁的防腐性能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种磁通量传感器索力监测系统,包括有索体(1)、磁通量传感器(2)、磁弹仪(3)、开关集线箱(4)和采集系统(5)，其特征在于：所述索体(1)由若干钢丝扭绞而成，并在钢丝的外侧由里至外依次设置有环氧涂层(6)、高强聚酯带(7)、内层HDPE(8)、隔离层(9)和外侧HDPE(10)；所述索体(1)两端的钢丝(11)上布设有磁通量传感器(2)，所述磁通量传感器(2)位于钢丝内固定；在所述索体(1)的两端安装有锚具，并将磁通量传感器(2)的传输信号线引出索体(1)外，所述磁弹仪(3)与磁通量传感器(2)的传输信号线相连，所述采集系统(5)与磁弹仪(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁通量传感器索力监测系统，其特征在于：所述磁弹仪(3)和磁通量传感器(2)还设置开关集线箱(4)。
3.根据权利要求1所述的一种磁通量传感器索力监测系统，其特征在于：所述磁通量传感器(2)采用小孔径的电磁传感器，所述电磁传感器由激励线圈(12)和测量线圈(13)组成，激励线圈中输入磁弹仪激励的脉冲电压，通电瞬时，通过铁芯试件在测量线圈中产生瞬时电流，得到一个瞬时电压，将瞬时电压与钢绞线的应力水平建立一一对应关系，来测量平行钢丝拉索力。
4.根据权利要求1所述的一种磁通量传感器索力监测系统，其特征在于：相邻所述钢丝之间设置有防腐油脂。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109668658A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-23 | 广西大学 | 一种磁通量传感器索力监测系统及其制作方法 |
| CN111707401A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-25 | 中国科学院国家天文台 | 一种应用于fast主动反射面索网结构的索力自动测量系统 |
| CN116222877A (zh) * | 2021-12-03 | 2023-06-06 | 杭州健而控科技有限公司 | 一种电磁弹式索力传感器自动标定装置与标定方法 |
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2019
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109668658A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-23 | 广西大学 | 一种磁通量传感器索力监测系统及其制作方法 |
| CN109668658B (zh) * | 2019-02-01 | 2024-01-05 | 广西大学 | 一种磁通量传感器索力监测系统及其制作方法 |
| CN111707401A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-25 | 中国科学院国家天文台 | 一种应用于fast主动反射面索网结构的索力自动测量系统 |
| CN116222877A (zh) * | 2021-12-03 | 2023-06-06 | 杭州健而控科技有限公司 | 一种电磁弹式索力传感器自动标定装置与标定方法 |
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