專利名稱：橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無損檢測(cè)裝置，具體涉及橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置和方法。
背景技術(shù)：
斜拉橋具有比梁式橋更大的跨越能力，是我國大跨度橋梁最流行的橋型之一，至今已建成各種類型的斜拉橋幾百座，成為擁有斜拉橋最多的國家。斜拉索是斜拉橋的主要承重部分，處于非常關(guān)鍵和核心的位置，其造價(jià)占全橋造價(jià)的四分之一到三分之一。在斜拉橋長(zhǎng)期的運(yùn)營過程中，由于超載、疲勞、外部護(hù)套破損等各種原因?qū)е滦崩骺赡軙?huì)在不同程度上產(chǎn)生斷絲、銹蝕等損傷，其中損傷的主要表現(xiàn)形式就是拉索橫截面面積的改變，這種內(nèi)部缺陷和損傷如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦積累到一定程度就會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性事故，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成無法估量的損失。但拉索處于高空位置，又有外部護(hù)套，它的內(nèi)部損傷很難被觀察和發(fā)現(xiàn)。為此，中國發(fā)明專利CN1405558公開了一種“導(dǎo)磁構(gòu)件端部缺陷檢測(cè)裝置”，包括檢測(cè)部分和信號(hào)處理部分，檢測(cè)部分磁化器兩磁極、檢測(cè)探頭和輔助導(dǎo)桿位于一條軸線上，檢測(cè)探頭為周向剖分的兩級(jí)壓緊結(jié)構(gòu)，第一級(jí)壓緊結(jié)構(gòu)包括殼體、壓簧、壓塊，第二級(jí)壓緊結(jié)構(gòu)包括扭簧、探測(cè)體及其端部的霍爾元件和聚磁片。該方案提出了利用霍爾元件和聚磁片來檢測(cè)導(dǎo)磁構(gòu)件端部缺陷，為導(dǎo)磁構(gòu)件損傷檢測(cè)提供了很好的思路。但該專利主要是針對(duì)油管、鉆桿等構(gòu)件，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜笨重，不適合應(yīng)用在橋梁斜拉索上。而且所采用的霍爾傳感器其信號(hào)在內(nèi)部已經(jīng)放大，靈敏度不夠高，不利于檢測(cè)一些靈敏度要求很高的細(xì)微缺陷和后期信號(hào)處理。另外，中國發(fā)明專利CN102269734A公開了一種“鐵磁性纜索金屬截面積損失檢測(cè)方法及其裝置”，將與直流電源連接的電纜繞制在被測(cè)纜索上作為直流磁化線圈，沿纜索圓周方向布置銜鐵組和磁敏元件；開通直流電源，纜索將被直流線圈磁化，并與銜鐵組形成磁回路，放置在該磁回路中的磁敏元件能測(cè)量回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度值，并以電壓的形式輸出；通過比較插入標(biāo)準(zhǔn)試樣前后的磁敏元件輸出的電壓變化，獲取測(cè)量系數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)纜索金屬截面積損失的檢測(cè)。但該方案中有帶有直流電的電纜繞制在被測(cè)纜索上，對(duì)整個(gè)纜索進(jìn)行檢測(cè)時(shí)該系統(tǒng)在斜拉索上移動(dòng)起來就十分不便。該方案對(duì)電能的功率需求很大，采用有線供電的方式會(huì)使得整根的斜拉索檢測(cè)非常繁瑣，若采用電池供電同樣會(huì)使得整個(gè)檢測(cè)裝置非常笨重，失去了結(jié)構(gòu)本身體積小重量輕的意義。綜上所述，現(xiàn)有橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，使用不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，包括鐵板、兩塊磁鐵和信號(hào)分析儀，所述鐵板的底面上固定設(shè)有一銅線圈，兩塊所述磁鐵間隔設(shè)置在所述鐵板的底面上，且所述銅線圈位于所述兩塊磁鐵的連線中心處，所述信號(hào)分析儀實(shí)時(shí)采集并顯示所述銅線圈的磁通量。在上述方案中，兩塊所述磁鐵的中心距為80mm。在上述方案中，所述銅線圈的線徑為4mm,圈數(shù)為5 20。在上述方案中，所述磁鐵的外形為圓片狀，直徑為40mm,厚度為8mm。在上述方案中，所述信號(hào)分析儀將所述銅線圈的磁通量轉(zhuǎn)換為電壓顯示。本發(fā)明還提供了一種橋梁斜拉索損傷識(shí)別方法，包括以下步驟在斜拉索的聚乙烯護(hù)套上設(shè)置信號(hào)采集裝置，所述信號(hào)采集裝置具一個(gè)銅線圈；推動(dòng)信號(hào)采集裝置沿聚乙烯護(hù)套的軸線方向滑動(dòng)，并根據(jù)所述銅線圈的磁通量變化判斷斜拉索內(nèi)部是否有損傷。在上述方法中，所述信號(hào)采集裝置包括鐵板和兩塊磁鐵，所述銅線圈固定在所述底板的底面上；兩塊磁鐵間隔設(shè)置在所述鐵板的底面上，且所述銅線圈位于所述兩塊磁鐵的連線中心處；所述信號(hào)采集裝置通過兩塊所述磁鐵的磁力吸附在斜拉索的聚乙烯護(hù)套上。本發(fā)明，根據(jù)漏磁檢測(cè)原理提供了橋梁斜拉索損傷檢測(cè)的優(yōu)化方案，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，易于操作和攜帶，改傳統(tǒng)的霍爾傳感器為線圈，可以提高對(duì)漏磁檢測(cè)的靈敏度，更便于對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和后續(xù)分析。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為本發(fā)明中信號(hào)分析儀的顯示結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作出詳細(xì)的說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，包括鐵板1、兩塊磁鐵2和信號(hào)分析儀5。鐵板I的底面上固定設(shè)有一銅線圈3，兩塊磁鐵2間隔設(shè)置在鐵板I的底面上，且銅線圈3位于兩塊磁鐵2的連線中心處，鐵板1、兩塊磁鐵2和銅線圈3組成信號(hào)采集裝置，銅線圈3連接到信號(hào)分析儀5，通過信號(hào)分析儀5實(shí)時(shí)采集銅線圈3的磁通量轉(zhuǎn)換為電壓顯
/Jn ο在上述方案中，鐵板I的尺寸為120mmX40mmX 10mm,磁鐵2的外形為圓片狀,直徑為40mm,厚度為8mm,兩塊磁鐵2的中心距為80mm,銅線圈3的線徑為4mm,圈數(shù)為5 20。也可以將磁鐵制成與斜拉索的聚乙烯護(hù)套外形相適配的U形，這樣，移動(dòng)更方便。以下結(jié)合一個(gè)具體實(shí)例說明本發(fā)明的使用方法( I)利用強(qiáng)磁鐵2的磁力將信號(hào)采集裝置固定在斜拉索的聚乙烯護(hù)套4上，斜拉索長(zhǎng)3m，裸索直徑為60mm，聚乙烯護(hù)套的直徑為75mm，斜拉索由45根直徑為7. 5mm的平行鋼絲組成，在整個(gè)斜拉索的中間位置有一根鋼絲處于斷裂狀態(tài)；(2)將信號(hào)采集裝置中的銅線圈3和信號(hào)分析儀5相連；
(3)推動(dòng)信號(hào)采集裝置沿聚乙烯護(hù)套4的軸線方向以O(shè). 5m/s的速度滑動(dòng)，當(dāng)斜拉索的截面積發(fā)生改變時(shí)會(huì)有漏磁產(chǎn)生，銅線圈3中的磁通量會(huì)發(fā)生改變，并通過信號(hào)分析儀5轉(zhuǎn)換為電壓顯示。本實(shí)例中，當(dāng)信號(hào)采集裝置經(jīng)過鋼絲斷裂位置時(shí)，信號(hào)分析儀5顯示有明顯電壓峰值出現(xiàn)，如圖3所示，可以斷定此時(shí)信號(hào)采集裝置所在位置的斜拉索內(nèi)部有損傷。本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，其特征在于，包括鐵板，其底面上固定設(shè)有一銅線圈；兩塊磁鐵，間隔設(shè)置在所述鐵板的底面上，且所述銅線圈位于所述兩塊磁鐵的連線中心處；信號(hào)分析儀，實(shí)時(shí)采集并顯示所述銅線圈的磁通量。
2.如權(quán)利要求1所述的橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，其特征在于，兩塊所述磁鐵的中心距為8Ctam。
3.如權(quán)利要求1所述的橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，其特征在于，所述銅線圈的線徑為 4mm,圈數(shù)為5 20。
4.如權(quán)利要求1所述的橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，其特征在于，所述磁鐵的外形為圓片狀，直徑為40mm,厚度為8mm。
5.如權(quán)利要求1所述的橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置，其特征在于，所述信號(hào)分析儀將所述銅線圈的磁通量轉(zhuǎn)換為電壓顯示。
6.橋梁斜拉索損傷識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟在斜拉索的聚乙烯護(hù)套上設(shè)置信號(hào)采集裝置，所述信號(hào)采集裝置具一個(gè)銅線圈； 推動(dòng)信號(hào)采集裝置沿聚乙烯護(hù)套的軸線方向滑動(dòng)，并根據(jù)所述銅線圈的磁通量變化判斷斜拉索內(nèi)部是否有損傷。
7.如權(quán)利要求6所述的橋梁斜拉索損傷識(shí)別方法，其特征在于，所述信號(hào)采集裝置包括鐵板，所述銅線圈固定在所述底板的底面上；兩塊磁鐵，間隔設(shè)置在所述鐵板的底面上，且所述銅線圈位于所述兩塊磁鐵的連線中心處；所述信號(hào)采集裝置通過兩塊所述磁鐵的磁力吸附在斜拉索的聚乙烯護(hù)套上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置及方法，橋梁斜拉索損傷識(shí)別裝置包括鐵板、兩塊磁鐵和信號(hào)分析儀，所述鐵板的底面上固定設(shè)有一銅線圈，兩塊所述磁鐵間隔設(shè)置在所述鐵板的底面上，且所述銅線圈位于所述兩塊磁鐵的連線中心處，所述信號(hào)分析儀實(shí)時(shí)采集并顯示所述銅線圈的磁通量。本發(fā)明，根據(jù)漏磁檢測(cè)原理提供了橋梁斜拉索損傷檢測(cè)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔輕便，易于操作和攜帶，改傳統(tǒng)的霍爾傳感器為線圈，可以提高對(duì)漏磁檢測(cè)的靈敏度，更便于對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和后續(xù)分析。
文檔編號(hào)G01N27/83GK103048379SQ20131001211
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者汪正興, 王波, 王翔, 柴小鵬, 黃清, 荊國強(qiáng), 劉鵬飛, 蔡欣, 袁立宏 申請(qǐng)人:中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司, 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司