CN217483725U - 一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，包括激励线圈线轴体、激励线圈、外罩、感应线圈线轴体、感应线圈、温度传感器和磁弹仪；激励线圈线轴体和感应线圈线轴体内部中空，由两个半圆柱组成；感应线圈线轴体套嵌入激励线圈线轴体内活动设置；两个轴体上分别缠绕有激励线圈和感应线圈；激励线圈、感应线圈、温度传感器与磁弹仪电性连接。本实用新型的传感器采用分体式设计，可以在不破坏整体传感器结构情况下更换感应线圈，在更换感应线圈时，不改变或损坏激励线圈，保证其功能和密封性。使用过程中不受力非接触测量，实现可维修，易于维护、密封性好，延长传感器寿命并节约维修成本。

Description

一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置。

背景技术

预应力拉索是缆索支承结构的核心承重构件，在桥梁、索网结构、边坡等结构中广泛应用。其服役期的索力、工作环境等状态参数直接影响结构的运营安全。目前索力测量主要有振频法、智能筋法、锚头应变法、磁弹效应法四大类。磁弹效应法，是利用缆索作为线圈的铁芯及传感器的受力元件，用缆索外绕制的线圈作为感受缆索磁导率变化的传感器进行测量的一种方法；因其结构简单，且线圈不直接受力，不存在疲劳衰减，长期可靠性好，被广泛应用于桥梁拉索索力监测。

现有基于磁弹效应的磁通量传感器，应用于铁磁性材料的应力测量，测量结构包含激励线圈和感应线圈两层线圈，为一体式设计方式。当传感器引出线缆受到外部拉力，线圈与线缆的连接处容易在内部折断。另外，传感器在桥梁运营中，受温度升降，内部材料在热胀冷缩下，线圈也极容易断裂。特别是感应线圈，由于感应线圈线径较细，更容易发生断线导致传感器失效。此外，传感器在长期工作后需要进行校准，以保证长期的测量精度。然而传统的磁通量传感器内部为一体式，无法拆除检查修复和校准，导致传感器永久性损坏，无法维修和校准，满足不了桥梁长期运营过程中监测用传感器长寿命和高精度的要求，不能实现与拉索完全同寿命的传感器。

实用新型内容

针对现有测通量传感器存在的一体式设计导致使用过程中容易折断，无法拆除进行检查、修复、校准和更换的缺陷，本实用新型提供一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，实现在拉索长期监测过程中，当传感器内部线圈损坏，可对传感器进行修复，恢复其测量功能，并且可定期对传感器进行校准，实现传感器的高精度和长寿命。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，包括激励线圈线轴体、激励线圈、外罩、感应线圈线轴体、感应线圈、温度传感器和磁弹仪；

所述的激励线圈线轴体由半圆柱A₁和半圆柱B₁组成；激励线圈绕制在激励线圈线轴体1上；所述的激励线圈线轴体表面还设有外罩，一端设有温度传感器；

所述的感应线圈线轴体由半圆柱A₂和半圆柱B₂组成；感应线圈绕制在感应线圈线轴体上；

所述的感应线圈为n根表面涂有绝缘层且相互平行的铜线并排绕制而成；

所述的感应线圈包括排线P_A和排线P_B，按照螺线管结构相互连接而成；

所述的激励线圈、感应线圈和温度传感器与磁弹仪电性连接；

所述的感应线圈线轴体套嵌入激励线圈线轴体内活动设置。

本实用新型的工作原理如下：

在被测拉索上，套上半圆柱A₁和半圆柱B₁，沿着半圆柱A₁的轴向在边缘处均匀涂抹一层密封胶，然后与半圆柱B₁粘合成为激励线圈线轴体，然后在激励线圈线轴体上绕制激励线圈，安装温度传感器在激励线圈线轴体的一端；用同样的方法，在被测拉索上套上感应线圈线轴体，并在感应线圈线轴体上绕制感应线圈，然后将感应线圈线轴体套入到激励线圈线轴体内，罩上外罩，最后将激励线圈、感应线圈、温度传感器与磁弹仪电性连接，即可开始对被测拉索进行索力测量。

需要对整个传感器进行修复时，将感应线圈线轴体从激励线圈线轴体内部抽出，把感应线圈线轴体上的感应线圈拆下，拿回原厂标定实验室检查感应线圈是否损坏，若损坏，则更换另一个同规格的感应线圈并对其标定校准；若未损坏，则直接对其进行标定校准，将标定校准后的感应线圈排线拿回现场进行安装即可。

作为本实用新型的进一步改进，所述的激励线圈线轴体内设有一圈支撑肩；支撑肩的宽度与感应线圈线轴体的厚度一致。支撑肩可以限制感应线圈线轴体套入激励线圈线轴体中的距离，也可以避免感应线圈线轴体脱落。

作为本实用新型的进一步改进，感应线圈的接线方式为排线P_A一端的接头A_m与排线P_B一端的接头B_m对接，其中m=1,2,3,4，……n；所述的n为铜线的根数；排线P_A另一端的接头A’_m与排线P_B另一端的接头B’_m+1对接，其中m=1,2,3,4，……n-1，所述的n为铜线的根数。

感应线圈采用两个排线的两端对应连接，这样既便于感应线圈的拆卸修复，而且不会对感应线圈造成损坏，拆卸后的感应线圈可以在与感应线圈线轴体外径相同的轴体上绕制，成为可拆卸的螺线管结构。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的传感器采用分体式的激励线圈、感应线圈、温度传感器，可以在不破坏整体传感器结构情况下更换感应线圈。增加感应线圈线轴体作为载体，使得在更换感应线圈时，不改变或损坏激励线圈，保证其功能和密封性。使用过程中不受力非接触测量，实现可维修，易于维护、密封性好，延长传感器寿命并节约维修成本。

附图说明

图1为本实用新型磁通量传感器的结构示意图。

图2为激励线圈线轴体的正视图。

图3为激励线圈线轴他的俯视图。

图4为感应线圈线轴体的正视图。

图5为感应线圈线轴体的俯视图。

图6为感应线圈排线一端的连接示意图。

图7为感应线圈排线另一端的连接示意图。

图8为激励线圈线轴体和感应线圈线轴体装配示意图。

图9为激励线圈线轴体和感应线圈线轴体分离示意图。

附图标记：1-激励线圈线轴体，2-激励线圈，3-外罩，4-感应线圈线轴体，5-感应线圈，6-温度传感器，7-半圆柱A₁，8-半圆柱B₁，9-半圆柱A₂，10-半圆柱B₂，11-被测拉索，12-磁弹仪，13-支撑肩，14-排线P_A，15-排线P_B，16-铜线，17-排线P_A接头A_m，18-排线P_B接头B_m，19-排线P_A接头A’_m，20-排线P_B接头B’_m+1。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1所示的一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，包括激励线圈线轴体1、激励线圈2、外罩3、感应线圈线轴体4、感应线圈5、温度传感器6和磁弹仪12；

所述的激励线圈线轴体1如图2和图3所示，内部中空，由半圆柱A₁ 7和半圆柱B₁ 8组成；激励线圈2绕制在激励线圈线轴体1上；所述的激励线圈线轴体1表面还设有外罩3，一端设有温度传感器6；

所述的感应线圈线轴体4如图4和图5所示，内部中空，由半圆柱A₂ 9和半圆柱B₂ 10组成；感应线圈5绕制在感应线圈线轴体4上；

所述的感应线圈5为n根表面涂有绝缘层且相互平行的铜线16并排绕制而成，如图6和图7所示；

所述的感应线圈5包括排线P_A 14和排线P_B 15，按照螺线管结构相互连接而成；

所述的激励线圈2、感应线圈5和温度传感器6与磁弹仪12电性连接；

所述的感应线圈线轴体4套嵌入激励线圈线轴体1内活动设置。

本实施例的工作原理如下：

在被测拉索11上，套上半圆柱A₁ 7和半圆柱B₁ 8，沿着半圆柱A₁ 7的轴向在边缘处均匀涂抹一层密封胶，然后与半圆柱B₁ 8粘合成为激励线圈线轴体1，然后在激励线圈线轴体1上绕制激励线圈2，安装温度传感器6在激励线圈线轴体1的一端；用同样的方法，在被测拉索11上套上感应线圈线轴体4，并在感应线圈线轴体4上绕制感应线圈5，最后将感应线圈套入到激励线圈2内，如图8所示，罩上外罩3，最后将激励线圈2、感应线圈5、温度传感器6与磁弹仪12电性连接，即可开始对被测拉索进行索力测量。

需要对整个传感器进行修复时，将感应线圈线轴体4从激励线圈线轴体1内部抽出，如图9所示，把感应线圈线轴体4上的感应线圈5拆下，拿回原厂标定实验室检查感应线圈5是否损坏，若损坏，则更换另一个同规格的感应线圈5并对其标定校准；若未损坏，则直接对其进行标定校准，将标定校准后的感应线圈5排线拿回现场进行安装即可。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出进一步改进，具体为：所述的激励线圈线轴体1内设有一圈支撑肩13；支撑肩13的宽度与感应线圈线轴体4的厚度一致。

本实施例的工作原理与实施例1的相同，支撑肩13可以限制感应线圈线轴体4套入激励线圈线轴体1中的距离，也可以避免感应线圈线轴体5脱落。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上做出进一步改进，具体为：

所述的感应线圈（5）的接线方式为：排线P_A 14一端的接头A_m与排线P_B 15一端的接头B_m对接，其中m=1,2,3,4，……n，n为铜线的根数；排线P_A 14另一端的接头A’_m与排线P_B 15另一端的接头B’_m+1对接，其中m=1,2,3,4，……n-1，所述的n为铜线的根数。如图6和图7所示；

感应线圈5采用两个排线P_A 14和P_B 15连接，这样既便于感应线圈5的拆卸修复，而且不会对感应线圈5造成损坏，拆卸后的感应线圈5可以在与感应线圈线轴体4外径相同的轴体上绕制，成为可拆卸的螺线管结构。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，其特征在于：包括激励线圈线轴体（1）、激励线圈（2）、外罩（3）、感应线圈线轴体（4）、感应线圈（5）、温度传感器（6）和磁弹仪（12）；

所述的激励线圈线轴体（1）内部中空，由半圆柱A₁（7）和半圆柱B₁（8）组成；激励线圈（2）绕制在激励线圈线轴体（1）上；所述的激励线圈线轴体（1）表面还设有外罩（3），一端设有温度传感器（6）；

所述的感应线圈线轴体（4）内部中空，由半圆柱A₂（9）和半圆柱B₂（10）组成；感应线圈（5）绕制在感应线圈线轴体（4）上；

所述的感应线圈（5）为n根表面涂有绝缘层且相互平行的铜线（16）并排绕制而成；

所述的感应线圈（5）包括排线P_A（14）和排线P_B（15），按照螺线管结构相互连接而成；

所述的激励线圈（2）、感应线圈（5）和温度传感器（6）与磁弹仪（12）电性连接；

所述的感应线圈线轴体（4）套嵌入激励线圈线轴体（1）内活动设置。

2.根据权利要求1所述的可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，其特征在于：所述的激励线圈线轴体（1）内设有一圈支撑肩（13）；支撑肩（13）的宽度与感应线圈线轴体（4）的厚度一致。

3.根据权利要求1所述的可修复的分体式磁通量传感器拉索索力测量装置，其特征在于：所述的感应线圈（5）的接线方式为：

排线P_A（14）一端的接头A_m与排线P_B（15）一端的接头B_m对接，其中m=1,2,3,4，……n；所述的n为铜线（16）的根数；排线P_A（14）另一端的接头A’_m与排线P_B（15）另一端的接头B’_m+1对接，其中m=1,2,3,4，……n-1，所述的n为铜线（16）的根数。

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