[发明专利]一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种测量铁磁材料内部应力的传感器。

背景技术

通过测量导磁率获取铁磁材料构件内部应力信息，已成为一种常用技术。常用的方法是在被检测的钢铁构件上分别用单根金属导线绕制两个相互隔离的线圈，向其中一个线圈馈入磁化电流，在另一个线圈两端输出与钢铁构件内部应力相关电压信号，其典型方案如：Wang M L，Chen Z L，Koontz S S，Magnetoelastic method of Stress monitoring in Steel tendons and cables.Nondestructive Evaluation of Highways，Utilities，and Pipelines.Ⅳ，Proceeding of SPIE，2000所述。

采用这种方法制作的传感器须固定安装在被监测构件上，使用中不能自由拆卸，亦不能用同一个传感器监测其他钢铁构件的应力。

本发明目的在于提出一种新的技术方案，使传感器适于多种不同钢铁构件的应力测量，以其构成便携式磁应力测量仪器。

发明内容

具有自由开合线圈的磁测量应力传感器由两个相互隔离的线圈与被测钢铁构件共同组成，一个线圈被馈入磁化电流，从另一个线圈两端输出与应力相关的电压信号，被馈入磁化电流的线圈由多根相互绝缘并行的金属导线构成，这些相互绝缘的并行金属导线在一端分别与接插件的插头接点相连，在另一端与接插件的插座接点相连，各条导线以这样的方式与接插件的插头、插座接点相连：当分别与多根并行金属导线相连的插头与插座插接扣合时，原本相互绝缘并行的金属导线依次首位相接，构成一个串联的线圈，这个串联的线圈有一个电流输出端和一个电流输入端，接插件扣合之后形成的线圈匝数，等于原初并行导线的根数与多股并行导线绕在被测钢铁构件上缠绕圈数之乘积。

采用本发明技术方案，可以使传感器自由安装拆卸，适于测量多种不同结构形状的钢铁构件内部应力，制造便携式磁应力测量仪器，用于测量桥梁、建筑物结构、高压线铁塔、重型机械和动力设备载荷状态下钢铁部件内部的应力。

附图说明

1、两个线圈构成的磁应力传感器示意图

2、多根并行金属导线通过接插件构成的传感器示意图

3、多根并行金属导线与接插件的连接方式示意图

4、多根并行金属导线通过接插件构成输出与应力相关电压信号的线圈示意图

具体实施方式

一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，由馈入磁化电流的线圈【1】、输出被测钢铁构件应力相关电压信号的线圈【2】和被测钢铁构件【3】构成(如图1)，其特征是线圈【1】由M条并行相互绝缘的金属导线束【4】与插头【5】和插座【6】构成，【4】中各条金属导线的一端分别与插头【5】的对应接点连接，另一端分别与插座【6】的对应接点连接，金属导线束【4】在被测钢铁构件【3】上缠绕N圈之后，插头【5】与插座【6】扣合，【4】中的M条金属导线依次首尾相接，构成M个串联的线圈【7】，线圈【7】匝数为M与N的乘积，M取值范围从2到1000，N取值范围从1到500，【7】有一个输入端【8】和一个输出端【9】(如图2)。

M条并行相互绝缘的金属导线束【4】一端顺序与插头【5】的M个接点相连，M和N是正整数，【4】的另一端与插座【6】的M个接点错一位顺序相连(如图3)。

线圈【2】由K条并行相互绝缘的金属导线束【10】与插头【11】和插座【12】构成，【10】中各条金属导线的一端分别与插头【11】的对应接点连接，另一端分别与插座【12】的对应接点连接，金属导线束【10】在被测金属构件【3】上缠绕L圈之后，插头【11】与插座【12】扣合，【10】中的K条金属导线依次首尾相接，构成K个串联的线圈【13】，K和L是正整数，K取值范围从2到500，L取值范围从1到200。线圈【13】的匝数为K和L的乘积，【13】有一个输入端【14】和一个输出端【15】(如图4)。