一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于結(jié)構(gòu)安全檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]橋索是鐵磁材料，將其置于磁場環(huán)境中，橋索將被磁化，當(dāng)橋索的應(yīng)力發(fā)生變化時，磁滯曲線將隨之變化，磁導(dǎo)率也將變化，所以可以利用放在橋索中的小型精密電磁傳感器，采集和測定磁導(dǎo)率的變化，就可以推算出橋索的應(yīng)力變化。
[0003]溫度對鐵磁材料的磁化強(qiáng)度影響很大，影響的規(guī)律和理論很復(fù)雜，因此溫度對橋索應(yīng)力測定時影響的補(bǔ)償就成為較為關(guān)鍵的部分。
[0004]目前多采用的是溫度曲線補(bǔ)償法，其基本思路為:在實驗室對每種需測橋索進(jìn)行磁化，在不受外力作用或外力作用恒定的情況下，測試磁化強(qiáng)度或磁導(dǎo)率或磁化率隨溫度變化的關(guān)系曲線；同時，在進(jìn)行索力測試過程中，需要測試鋼纜索的溫度，而后利用磁導(dǎo)率的溫度曲線進(jìn)行補(bǔ)償，從而減少或消除溫度對測定結(jié)果的影響。此類溫度曲線補(bǔ)償法的優(yōu)點是直觀，不需增加額外的結(jié)構(gòu)，但是由于每種鐵磁材料的磁導(dǎo)率與溫度間的關(guān)系曲線，與材料的成分、磁疇的晶格排列、外觀形狀、橫截面積的大小、磁場強(qiáng)度等多種因素有關(guān)。故而，對不同材料，或即使同一材料但不同外觀或不同橫截面積都需要分別進(jìn)行溫度影響實驗，才能得到相應(yīng)的磁導(dǎo)率與溫度間的關(guān)系曲線。但此類溫度曲線補(bǔ)償法工作量較大，實驗周期較長，成本高且替換性極差的，在對設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)或更換的過程中顯得尤為困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的是上述中的技術(shù)問題，提供一種可快速得出需測橋索溫度補(bǔ)償曲線的差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，包括傳感器、采集電路和差分運算器，其特征在于，所述傳感器由工作磁路和參考磁路組成；
[0008]—所述工作磁路包括工作橋索、第一鐵芯、第二鐵芯和第一軛鐵，第一鐵芯上安裝有第一感應(yīng)線圈，第二鐵芯上安裝有第一激勵線圈，所述工作橋索分別套入第一感應(yīng)線圈和第一激勵線圈內(nèi)；
[0009]—所述參考磁路包括參考鋼纜索、第三鐵芯、第四鐵芯和第二軛鐵，參考鋼纜索與上述工作橋索的材料、各部分結(jié)構(gòu)及截面均相同，第三鐵芯上安裝有第二感應(yīng)線圈，第四鐵芯上安裝有第二激勵線圈，所述參考鋼纜索分別套入第二感應(yīng)線圈和第二激勵線圈內(nèi)；
[0010]一所述采集電路包括高壓激勵電路、積分調(diào)節(jié)電路、低通濾波電路、采樣保持電路和差分運算器，高壓激勵電路的輸出端連接有切換開關(guān)，高壓激勵電路通過切換開關(guān)依次對參考磁路、工作磁路進(jìn)行激勵采集;所述參考磁路的感應(yīng)信號經(jīng)切換開關(guān)后，依次經(jīng)第一積分調(diào)節(jié)電路和采樣保持電路進(jìn)行信號調(diào)理和信號保持后進(jìn)入差分運算器;所述工作磁路的感應(yīng)信號經(jīng)切換開關(guān)后，依次經(jīng)第二積分調(diào)節(jié)電路和低通濾波電路進(jìn)行信號調(diào)理和濾波處理后進(jìn)入差分運算器。
[0011]所述第一感應(yīng)線圈和第一激勵線圈以及有第二感應(yīng)線圈與第二激勵線圈分別為共用鐵芯，即所述第一鐵芯與第二鐵芯以及第三鐵芯與第四鐵芯分別為相互連結(jié)的一體式鐵芯。
[0012]所述第一鐵芯、第二鐵芯、第三鐵芯和第四鐵芯均采用高導(dǎo)磁率的工業(yè)純鐵或A3低碳鋼。
[0013]所述工作磁路和參考磁路的軛鐵與鐵芯分別為一體成型，所述工作磁路和參考磁路的感應(yīng)信號為依次輸出。
[0014]本實用新型的差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，通過采用差動式溫度補(bǔ)償技術(shù)，省去了磁通量采集時針對不同的橋索，或材質(zhì)相同但截面不同的橋索在測量時需重新進(jìn)行溫度標(biāo)定的過程，使本裝置具有通用性和可替換性，極大的減小了裝置的維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0016]圖2為本實用新型中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖示說明:1-傳感器、2-工作磁路、3-參考磁路、4-高壓激勵電路、5-切換開關(guān)、6-第一積分調(diào)節(jié)電路、7-第二積分調(diào)節(jié)電路、8-低通濾波電路、9-采樣保持電路、10-差分運算器、11 -工作橋索、12-第一感應(yīng)線圈、13-第一激勵線圈、14-參考鋼纜索、15-第二感應(yīng)線圈、16-第二激勵線圈。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步地說明。
[0019]如圖所示的差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，包括傳感器(1)、采集電路和差分運算器(10)，傳感器(I)由工作磁路(2)和參考磁路(3)組成。工作磁路(2)包括工作橋索(11)、第一鐵芯、第二鐵芯和第一軛鐵，第一鐵芯上安裝有第一感應(yīng)線圈(12)，第二鐵芯上安裝有第一激勵線圈(13)，所述工作橋索(11)分別套入第一感應(yīng)線圈(12)和第一激勵線圈(13)內(nèi)；
[0020]所述參考磁路(3)包括參考鋼纜索(14)、第三鐵芯、第四鐵芯和第二軛鐵，參考鋼纜索(14)與上述工作橋索(11)的材料、各部分結(jié)構(gòu)及截面均相同，第三鐵芯上安裝有第二感應(yīng)線圈(15)，第四鐵芯上安裝有第二激勵線圈(16)，所述參考鋼纜索(14)分別套入第二感應(yīng)線圈(I5)和第二激勵線圈(I6)內(nèi)。參考磁路(3)的激勵線圈、感應(yīng)線圈參數(shù)與工作磁路
(2)的激勵線圈、感應(yīng)線圈的參數(shù)均完全一致;各鐵芯采用的是高導(dǎo)磁率的A3低碳鋼，且第一鐵芯與第二鐵芯以及第三鐵芯與第四鐵芯分別為相互連結(jié)的一體式鐵芯。上述中參考鋼纜索(14)在實際工作的過程中不受力，即不受任何法向的拉力，只受與工作橋索(11)相同的溫度變化，而工作橋索(11)在實際工作過程中，同時承受外力和溫度的變化。
[0021]采集電路包括高壓激勵電路(4)、積分調(diào)節(jié)電路、低通濾波電路(8)、采樣保持電路
(9)和差分運算器(10)，高壓激勵電路(4)的輸出端連接有切換開關(guān)(5)，高壓激勵電路(4)通過切換開關(guān)(5)分別對參考磁路(3)、工作磁路(2)進(jìn)行激勵采集，避免若同時采集而對工作磁路(2)和參考磁路(3)的磁場產(chǎn)生影響，造成采集的信號出現(xiàn)誤差。
[0022]參考鋼纜索(14)在實際工作的過程中不受力，即不受任何法向的拉力，只受與工作橋索(11)相同的溫度變化，而工作橋索(11)在實際工作過程中，同時承受外力和溫度的變化。當(dāng)采集電路通電啟動時，通過切換開關(guān)(5)使參考磁路(3)先受高壓激勵電路(4)激勵而使感應(yīng)信號輸出，參考磁路(3)的感應(yīng)信號經(jīng)切換開關(guān)(5)后，依次經(jīng)第一積分調(diào)節(jié)電路
(6)進(jìn)行信號調(diào)理，此時為使后續(xù)的工作磁路(2)感應(yīng)信號可最終一并輸出，同時不對亦各自所在磁路產(chǎn)生影響，以獲得更為準(zhǔn)確的信號差值，感應(yīng)信號離開第一積分調(diào)節(jié)電路(6)后進(jìn)入采樣保持電路(9)，通過采樣保持電路(9)對參考磁路(3)的感應(yīng)信號進(jìn)行精確保持，待后輸出至差分運算器(10)中；而后，切換開關(guān)(5)進(jìn)行激勵信號切換，使工作磁路(2)受高壓激勵電路(4)激勵而使感應(yīng)信號輸出，產(chǎn)生的感應(yīng)信號依次經(jīng)第二積分調(diào)節(jié)電路(7)和低通濾波電路(8)進(jìn)行信號調(diào)理和濾波處理后進(jìn)入差分運算器(10);工作磁路(2)產(chǎn)生的感應(yīng)信號進(jìn)入差分運算器(10)的同時，參考磁路(3)于采樣保持電路(9)中保持的感應(yīng)信號于此時亦進(jìn)入差分運算器(10)中，而后差分運算器(10)對二者輸出的感應(yīng)信號進(jìn)行差分運算，減去工作橋索(11)受溫度影響導(dǎo)致的電壓信號差異，就能消除溫度對磁通量采集的影響。
[0023]以上所述僅表達(dá)了本實用新型的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進(jìn)及替代，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，包括傳感器、采集電路和差分運算器，其特征在于，所述傳感器由工作磁路和參考磁路組成； 一所述工作磁路包括工作橋索、第一鐵芯、第二鐵芯和第一軛鐵，第一鐵芯上安裝有第一感應(yīng)線圈，第二鐵芯上安裝有第一激勵線圈，所述工作橋索分別套入第一感應(yīng)線圈和第一激勵線圈內(nèi)； 一所述參考磁路包括參考鋼纜索、第三鐵芯、第四鐵芯和第二軛鐵，參考鋼纜索與上述工作橋索的材料、各部分結(jié)構(gòu)及截面均相同，第三鐵芯上安裝有第二感應(yīng)線圈，第四鐵芯上安裝有第二激勵線圈，所述參考鋼纜索分別套入第二感應(yīng)線圈和第二激勵線圈內(nèi)； 一所述采集電路包括高壓激勵電路、積分調(diào)節(jié)電路、低通濾波電路、采樣保持電路和差分運算器，高壓激勵電路的輸出端連接有切換開關(guān)，高壓激勵電路通過切換開關(guān)依次對參考磁路、工作磁路進(jìn)行激勵采集;所述參考磁路的感應(yīng)信號經(jīng)切換開關(guān)后，依次經(jīng)第一積分調(diào)節(jié)電路和采樣保持電路進(jìn)行信號調(diào)理和信號保持后進(jìn)入差分運算器;所述工作磁路的感應(yīng)信號經(jīng)切換開關(guān)后，依次經(jīng)第二積分調(diào)節(jié)電路和低通濾波電路進(jìn)行信號調(diào)理和濾波處理后進(jìn)入差分運算器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，其特征在于:所述第一感應(yīng)線圈和第一激勵線圈以及有第二感應(yīng)線圈與第二激勵線圈分別為共用鐵芯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，其特征在于:所述第一鐵芯、第二鐵芯、第三鐵芯和第四鐵芯均采用高導(dǎo)磁率的工業(yè)純鐵或A3低碳鋼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，其特征在于:所述工作磁路和參考磁路的軛鐵與鐵芯分別為一體成型。
【專利摘要】本實用新型提供了一種差動式溫度補(bǔ)償型橋索磁通量采集裝置，包括傳感器、采集電路和差分運算器，其中，傳感器由工作磁路和參考磁路組成，工作磁路包括工作橋索、第一鐵芯、第二鐵芯、第一軛鐵、第一感應(yīng)線圈，第二鐵芯上和第一激勵線圈，參考磁路包括參考鋼纜索、第三鐵芯、第四鐵芯、第二軛鐵、第二感應(yīng)線圈和第二激勵線圈；采集電路包括高壓激勵電路、積分調(diào)節(jié)電路、低通濾波電路、采樣保持電路和差分運算器，高壓激勵電路的輸出端連接有切換開關(guān)，高壓激勵電路通過切換開關(guān)分別對參考磁路、工作磁路進(jìn)行激勵采集。本實用新型可省去磁通量采集時針對不同的橋索，或材質(zhì)相同但截面不同的橋索在測量時需重新進(jìn)行溫度標(biāo)定的過程，具有通用性和可替換性，減小了裝置的維護(hù)成本。
【IPC分類】G01L1/12, G01R33/12, G01R33/16
【公開號】CN205374707
【申請?zhí)枴緾N201521132344
【發(fā)明人】楊圣超, 劉文峰, 王輔宋, 謝鎮(zhèn), 劉付鵬, 劉國勇, 李松
【申請人】中交路橋技術(shù)有限公司, 江西飛尚科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月30日