[发明专利]一种基于磁致伸缩的锚固系统无损检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于磁致伸缩的锚固系统无损检测装置，其特征在于，所述基于磁致伸缩的锚固系统无损检测装置主要包括： 

信号产生与激励部分，用于将220V的交流电通过可调变压器和直流整流模块，得到38V的电压，提供功率放大器的工作电压，信号发生器产生脉冲信号经功率放大器放大后驱动绝缘栅双极晶体管，利用精密的可调恒压源输出稳恒电压，并受到绝缘栅双极晶体管(简称IGBT管)的控制，从而产生可控的近似恒流源，作用在激励线圈上； 

传感器模块部分，主要包含激励传感器和感应传感器，用于利用磁致伸缩效应，缆索轴向被磁化区域将产生交变的应变，成为导波的震源，在钢缆索轴向激励出相应的导波；当缆索轴向存在缺陷时，导波将在缺陷处被反射返回；当反射回来的应力波通过感应检测线圈时，由于逆磁致伸缩效应会引起通过感应检测线圈的磁通量发生变化，检测线圈将磁通量变化转换为相应的电信号，通过分析该电信号波形，可以获取钢缆索锚固区的缆索缺陷信息； 

信号采集与处理部分，主要包含放大和滤波模块，用于数据采集后及时送入便携式计算机进行分析。 

2.如权利要求1所述的基于磁致伸缩的锚固系统无损检测装置，其特征在于，传感器部分主要包含：激励传感器和感应传感器，可通过激励线圈和感应线圈分别实现。 

3.如权利要求1所述的基于磁致伸缩的锚固系统无损检测装置，其特征在于，信号采集与处理部分包含信号的预处理和采集部分。 

4.一种基于磁致伸缩的锚固系统无损检测方法，其特征在于，所述基于磁致伸缩的锚固系统无损检测方法包括以下步骤： 

激励线圈和接收线圈之间的距离为L，当激励线圈在激励处产生弹性波后，弹性波沿缆索传播； 

接着检测线圈接收到的是向右传播的弹性波，通过检测信号可知道其到达 时间为ΔT，根据弹性波传播的距离L，可得弹性波速度v： 

v＝L/ΔT 

利用弹性波的波速，再结合缺陷的回波时间可以确定缺陷的定位； 

由于磁致伸缩效应，缆索轴向的被磁化区域将产生交变的应变，成为导波的震源，在钢缆索轴向激励出相应的导波； 

反射回来的应力波通过感应检测线圈时，检测线圈将磁通量变化转换为相应的电信号，通过分析该电信号波形，可以获取钢缆索锚固区的缆索缺陷信息。 

5.如权利要求4所述的基于磁致伸缩的锚固系统无损检测方法，其特征在于，交流激励下，该检测方法利用信号发生器产生一定频率的交变电流经功率放大器放大后直接作用在激励线圈上，先通过磁化器对钢缆索进行磁化。 

6.如权利要求4所述的基于磁致伸缩的锚固系统无损检测方法，其特征在于，交流激励下，该检测方法根据磁致伸缩，激励单元在斜拉索中产生弹性波和磁场，弹性波通过磁场向外传播，感应线圈接收来自激励单元的弹性波将其转换为电信号，电信号依次通过信号预处理、程控放大滤波、进入计算机进行处理。 

7.如权利要求5所述的基于磁致伸缩的锚固系统无损检测方法，其特征在于，交流激励下，该检测方法在信号采集与处理单元部分可采用美国国家仪器有限公司NI的数据采集卡，然后在可视化软件labview中编程实现信号的分析，显示各种波形等一系列环节。