[实用新型]一种差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于结构安全检测设备领域，具体涉及一种差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置。

背景技术

桥索是铁磁材料，将其置于磁场环境中，桥索将被磁化，当桥索的应力发生变化时，磁滞曲线将随之变化，磁导率也将变化，所以可以利用放在桥索中的小型精密电磁传感器，采集和测定磁导率的变化，就可以推算出桥索的应力变化。

温度对铁磁材料的磁化强度影响很大，影响的规律和理论很复杂，因此温度对桥索应力测定时影响的补偿就成为较为关键的部分。

目前多采用的是温度曲线补偿法，其基本思路为：在实验室对每种需测桥索进行磁化，在不受外力作用或外力作用恒定的情况下，测试磁化强度或磁导率或磁化率随温度变化的关系曲线；同时，在进行索力测试过程中，需要测试钢缆索的温度，而后利用磁导率的温度曲线进行补偿，从而减少或消除温度对测定结果的影响。此类温度曲线补偿法的优点是直观，不需增加额外的结构，但是由于每种铁磁材料的磁导率与温度间的关系曲线，与材料的成分、磁畴的晶格排列、外观形状、横截面积的大小、磁场强度等多种因素有关。故而，对不同材料，或即使同一材料但不同外观或不同横截面积都需要分别进行温度影响实验，才能得到相应的磁导率与温度间的关系曲线。但此类温度曲线补偿法工作量较大，实验周期较长，成本高且替换性极差的，在对设备进行日常维护或更换的过程中显得尤为困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是上述中的技术问题，提供一种可快速得出需测桥索温度补偿曲线的差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置，包括传感器、采集电路和差分运算器，其特征在于，所述传感器由工作磁路和参考磁路组成；

—所述工作磁路包括工作桥索、第一铁芯、第二铁芯和第一轭铁，第一铁芯上安装有第一感应线圈，第二铁芯上安装有第一激励线圈，所述工作桥索分别套入第一感应线圈和第一激励线圈内；

—所述参考磁路包括参考钢缆索、第三铁芯、第四铁芯和第二轭铁，参考钢缆索与上述工作桥索的材料、各部分结构及截面均相同，第三铁芯上安装有第二感应线圈，第四铁芯上安装有第二激励线圈，所述参考钢缆索分别套入第二感应线圈和第二激励线圈内；

—所述采集电路包括高压激励电路、积分调节电路、低通滤波电路、采样保持电路和差分运算器，高压激励电路的输出端连接有切换开关，高压激励电路通过切换开关依次对参考磁路、工作磁路进行激励采集；所述参考磁路的感应信号经切换开关后，依次经第一积分调节电路和采样保持电路进行信号调理和信号保持后进入差分运算器；所述工作磁路的感应信号经切换开关后，依次经第二积分调节电路和低通滤波电路进行信号调理和滤波处理后进入差分运算器。

所述第一感应线圈和第一激励线圈以及有第二感应线圈与第二激励线圈分别为共用铁芯，即所述第一铁芯与第二铁芯以及第三铁芯与第四铁芯分别为相互连结的一体式铁芯。

所述第一铁芯、第二铁芯、第三铁芯和第四铁芯均采用高导磁率的工业纯铁或A3低碳钢。

所述工作磁路和参考磁路的轭铁与铁芯分别为一体成型，所述工作磁路和参考磁路的感应信号为依次输出。

本实用新型的差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置，通过采用差动式温度补偿技术，省去了磁通量采集时针对不同的桥索，或材质相同但截面不同的桥索在测量时需重新进行温度标定的过程，使本装置具有通用性和可替换性，极大的减小了装置的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中传感器的结构示意图。

图示说明：1-传感器、2-工作磁路、3-参考磁路、4-高压激励电路、5-切换开关、6-第一积分调节电路、7-第二积分调节电路、8-低通滤波电路、9-采样保持电路、10-差分运算器、11-工作桥索、12-第一感应线圈、13-第一激励线圈、14-参考钢缆索、15-第二感应线圈、16-第二激励线圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步地说明。

如图所示的差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置，包括传感器(1)、采集电路和差分运算器(10)，传感器(1)由工作磁路(2)和参考磁路(3)组成。工作磁路(2)包括工作桥索(11)、第一铁芯、第二铁芯和第一轭铁，第一铁芯上安装有第一感应线圈(12)，第二铁芯上安装有第一激励线圈(13)，所述工作桥索(11)分别套入第一感应线圈(12)和第一激励线圈(13)内；