专利名称：桥梁斜拉索损伤识别装置和方法
技术领域：
本发明涉及无损检测装置，具体涉及桥梁斜拉索损伤识别装置和方法。
背景技术：
斜拉桥具有比梁式桥更大的跨越能力，是我国大跨度桥梁最流行的桥型之一，至今已建成各种类型的斜拉桥几百座，成为拥有斜拉桥最多的国家。斜拉索是斜拉桥的主要承重部分，处于非常关键和核心的位置，其造价占全桥造价的四分之一到三分之一。在斜拉桥长期的运营过程中，由于超载、疲劳、外部护套破损等各种原因导致斜拉索可能会在不同程度上产生断丝、锈蚀等损伤，其中损伤的主要表现形式就是拉索横截面面积的改变，这种内部缺陷和损伤如不及时发现，一旦积累到一定程度就会导致灾难性事故，给人民的生命和财产安全造成无法估量的损失。但拉索处于高空位置，又有外部护套，它的内部损伤很难被观察和发现。为此，中国发明专利CN1405558公开了一种“导磁构件端部缺陷检测装置”，包括检测部分和信号处理部分，检测部分磁化器两磁极、检测探头和辅助导杆位于一条轴线上，检测探头为周向剖分的两级压紧结构，第一级压紧结构包括壳体、压簧、压块，第二级压紧结构包括扭簧、探测体及其端部的霍尔元件和聚磁片。该方案提出了利用霍尔元件和聚磁片来检测导磁构件端部缺陷，为导磁构件损伤检测提供了很好的思路。但该专利主要是针对油管、钻杆等构件，结构过于复杂笨重，不适合应用在桥梁斜拉索上。而且所采用的霍尔传感器其信号在内部已经放大，灵敏度不够高，不利于检测一些灵敏度要求很高的细微缺陷和后期信号处理。另外，中国发明专利CN102269734A公开了一种“铁磁性缆索金属截面积损失检测方法及其装置”，将与直流电源连接的电缆绕制在被测缆索上作为直流磁化线圈，沿缆索圆周方向布置衔铁组和磁敏元件；开通直流电源，缆索将被直流线圈磁化，并与衔铁组形成磁回路，放置在该磁回路中的磁敏元件能测量回路中磁感应强度值，并以电压的形式输出；通过比较插入标准试样前后的磁敏元件输出的电压变化，获取测量系数，从而实现缆索金属截面积损失的检测。但该方案中有带有直流电的电缆绕制在被测缆索上，对整个缆索进行检测时该系统在斜拉索上移动起来就十分不便。该方案对电能的功率需求很大，采用有线供电的方式会使得整根的斜拉索检测非常繁琐，若采用电池供电同样会使得整个检测装置非常笨重，失去了结构本身体积小重量轻的意义。综上所述，现有桥梁斜拉索损伤识别装置结构复杂笨重，使用不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决桥梁斜拉索损伤识别装置结构复杂笨重的问题。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种桥梁斜拉索损伤识别装置，包括铁板、两块磁铁和信号分析仪，所述铁板的底面上固定设有一铜线圈，两块所述磁铁间隔设置在所述铁板的底面上，且所述铜线圈位于所述两块磁铁的连线中心处，所述信号分析仪实时采集并显示所述铜线圈的磁通量。在上述方案中，两块所述磁铁的中心距为80mm。在上述方案中，所述铜线圈的线径为4mm,圈数为5 20。在上述方案中，所述磁铁的外形为圆片状，直径为40mm,厚度为8mm。在上述方案中，所述信号分析仪将所述铜线圈的磁通量转换为电压显示。本发明还提供了一种桥梁斜拉索损伤识别方法，包括以下步骤在斜拉索的聚乙烯护套上设置信号采集装置，所述信号采集装置具一个铜线圈；推动信号采集装置沿聚乙烯护套的轴线方向滑动，并根据所述铜线圈的磁通量变化判断斜拉索内部是否有损伤。在上述方法中，所述信号采集装置包括铁板和两块磁铁，所述铜线圈固定在所述底板的底面上；两块磁铁间隔设置在所述铁板的底面上，且所述铜线圈位于所述两块磁铁的连线中心处；所述信号采集装置通过两块所述磁铁的磁力吸附在斜拉索的聚乙烯护套上。本发明，根据漏磁检测原理提供了桥梁斜拉索损伤检测的优化方案，该装置结构简单轻便，易于操作和携带，改传统的霍尔传感器为线圈，可以提高对漏磁检测的灵敏度，更便于对信号进行放大和后续分析。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的俯视图；图3为本发明中信号分析仪的显示结果示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作出详细的说明。如图1、图2所示，本发明提供的桥梁斜拉索损伤识别装置，包括铁板1、两块磁铁2和信号分析仪5。铁板I的底面上固定设有一铜线圈3，两块磁铁2间隔设置在铁板I的底面上，且铜线圈3位于两块磁铁2的连线中心处，铁板1、两块磁铁2和铜线圈3组成信号采集装置，铜线圈3连接到信号分析仪5，通过信号分析仪5实时采集铜线圈3的磁通量转换为电压显
/Jn ο在上述方案中，铁板I的尺寸为120mmX40mmX 10mm,磁铁2的外形为圆片状,直径为40mm,厚度为8mm,两块磁铁2的中心距为80mm,铜线圈3的线径为4mm,圈数为5 20。也可以将磁铁制成与斜拉索的聚乙烯护套外形相适配的U形，这样，移动更方便。以下结合一个具体实例说明本发明的使用方法( I)利用强磁铁2的磁力将信号采集装置固定在斜拉索的聚乙烯护套4上，斜拉索长3m，裸索直径为60mm，聚乙烯护套的直径为75mm，斜拉索由45根直径为7. 5mm的平行钢丝组成，在整个斜拉索的中间位置有一根钢丝处于断裂状态；(2)将信号采集装置中的铜线圈3和信号分析仪5相连；
(3)推动信号采集装置沿聚乙烯护套4的轴线方向以O. 5m/s的速度滑动，当斜拉索的截面积发生改变时会有漏磁产生，铜线圈3中的磁通量会发生改变，并通过信号分析仪5转换为电压显示。本实例中，当信号采集装置经过钢丝断裂位置时，信号分析仪5显示有明显电压峰值出现，如图3所示，可以断定此时信号采集装置所在位置的斜拉索内部有损伤。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.桥梁斜拉索损伤识别装置，其特征在于，包括铁板，其底面上固定设有一铜线圈；两块磁铁，间隔设置在所述铁板的底面上，且所述铜线圈位于所述两块磁铁的连线中心处；信号分析仪，实时采集并显示所述铜线圈的磁通量。
2.如权利要求1所述的桥梁斜拉索损伤识别装置，其特征在于，两块所述磁铁的中心距为8Ctam。
3.如权利要求1所述的桥梁斜拉索损伤识别装置，其特征在于，所述铜线圈的线径为 4mm,圈数为5 20。
4.如权利要求1所述的桥梁斜拉索损伤识别装置，其特征在于，所述磁铁的外形为圆片状，直径为40mm,厚度为8mm。
5.如权利要求1所述的桥梁斜拉索损伤识别装置，其特征在于，所述信号分析仪将所述铜线圈的磁通量转换为电压显示。
6.桥梁斜拉索损伤识别方法，其特征在于，包括以下步骤在斜拉索的聚乙烯护套上设置信号采集装置，所述信号采集装置具一个铜线圈； 推动信号采集装置沿聚乙烯护套的轴线方向滑动，并根据所述铜线圈的磁通量变化判断斜拉索内部是否有损伤。
7.如权利要求6所述的桥梁斜拉索损伤识别方法，其特征在于，所述信号采集装置包括铁板，所述铜线圈固定在所述底板的底面上；两块磁铁，间隔设置在所述铁板的底面上，且所述铜线圈位于所述两块磁铁的连线中心处；所述信号采集装置通过两块所述磁铁的磁力吸附在斜拉索的聚乙烯护套上。
全文摘要
本发明公开了一种桥梁斜拉索损伤识别装置及方法，桥梁斜拉索损伤识别装置包括铁板、两块磁铁和信号分析仪，所述铁板的底面上固定设有一铜线圈，两块所述磁铁间隔设置在所述铁板的底面上，且所述铜线圈位于所述两块磁铁的连线中心处，所述信号分析仪实时采集并显示所述铜线圈的磁通量。本发明，根据漏磁检测原理提供了桥梁斜拉索损伤检测的优化结构方案，该装置结构简洁轻便，易于操作和携带，改传统的霍尔传感器为线圈，可以提高对漏磁检测的灵敏度，更便于对信号进行放大和后续分析。
文档编号G01N27/83GK103048379SQ20131001211
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者汪正兴, 王波, 王翔, 柴小鹏, 黄清, 荆国强, 刘鹏飞, 蔡欣, 袁立宏 申请人:中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司