一种桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构的制作方法

本实用新型涉及桥梁缆索应力检测技术领域，尤其是一种桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构。

背景技术：

本文所述的桥梁缆索包括平行钢丝索、平行钢绞线索、封闭式钢缆、平行钢筋索、螺旋钢绞线等铁磁材料的桥梁缆索。其中，基于铁磁材料的磁弹效应原理制作而成的磁应力传感器，是利用被测量的钢铁构件组成传感器，当其承受的应力发生变化时，磁导率同时发生变化，通过测量该磁导率的变化量，而获得桥梁缆索的应力大小。本文中所述的桥梁缆索包括含有缆索护套管和无缆索护套管两种形式。

目前，现有的桥梁缆索磁应力传感器多为分体式结构，在传感器本体之外，需要配套数据采集盒，磁应力传感器与数据采集盒之间采用电缆连接。现有技术中，桥梁缆索测量是通过将传感器本体套装于缆索上，再利用单端或双端用卡箍与缆索定位固定，数据采集盒安装在适合人工采集或现场布线的位置，通常情况下，数据采集盒与传感器本体距离几十米到上百米不等，即传感器本体和数据采集盒采取分体结构方式。由于现有的磁应力传感器本体与数据采集盒之间的传输电缆较长，一方面引入了线缆电阻，影响传感器的测量精度；另一方面使得施工过程较为繁琐，且长期运营增加了系统故障率。

因此，急需提出一种结构简单、测量更精确、防护到位、维护工作量低的磁应力传感器。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，本实用新型采用的技术方案如下：

一种桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，包括沿桥梁缆索的径向方向设置圆形中空的筒体，设置在所述筒体的圆形中空内、且绕制有测量缆索磁导率的变化量的测量线圈的线圈骨架，一一对应套设在桥梁缆索的外表面边缘、位于筒体的两端、且插入所述筒体的圆形中空内并贴合所述线圈骨架的内端盖，贯穿任一所述内端盖设置、且环形均匀间隔垂直于桥梁缆索的径向方向、用于调整筒体、内端盖、测量线圈和桥梁缆索的同心轴均重合的至少3个内端盖调节螺栓，固定在所述筒体上、用于采集磁导率的变化量的数据采集盒，以及连接在数据采集盒与测量线圈之间的传感器电缆。

优选地，任一所述内端盖的内壁且远离筒体一侧设有一台阶。

进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，还包括沿所述台阶的内壁设置、与所述内端盖调节螺栓连接、且旋转所述内端盖调节螺栓后挤压在桥梁缆索的表面边缘的内端盖垫块。

优选地，所述内端盖垫块为金属或尼龙材质。

进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，还包括套设在所述桥梁缆索上、一端与所述内端盖可拆卸连接、且另一端与桥梁缆索的缆索护套管连接的外端盖，以及均匀间隔开设在所述外端盖的四周边缘、且采用螺栓将所述外端盖固定在所述内端盖上的外端盖固定连接孔。

进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，还包括套设在所述桥梁缆索上、且置于所述内端盖与外端盖之间的密封圈。

进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，还包括固定在所述筒体上的刚性连接件，以及设置在所述刚性连接件与数据采集盒之间、用于向所述数据采集盒提供支撑和防水密封的采集盒密封垫。

更进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，还包括连接在所述数据采集盒与传感器电缆之间的采集盒防水接插件。

更进一步地，所述桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，所述内端盖靠筒体的一端呈锥形或直筒形。

优选地，所述内端盖靠筒体的一端的锥角为15°～90°。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型巧妙地设置内端盖，并且在内端盖上设置垂直于桥梁缆索的径向方向的内端盖调节螺栓，使筒体、内端盖和测量线圈的同心轴与桥梁缆索的同心轴完全重合，如此一来，便能提高应力传感器的测量精确度。

(2)本实用新型同样适用于具有缆索护套管的桥梁缆索，其通过设置密封圈和外端盖，保证磁导率的变化量的测量元器件防护到位；另外，本实用新型在数据采集盒的底部设置采集盒密封垫，保证数据采集盒防护到位；如此设计，既能减少维护工作量，又能延长使用寿命。

(3)本实用新型的磁应力传感器本体和数据采集盒的连接采取一体化的结构设计，设计的好处在于，克服传统分体式结构造成测量误差的问题；同时，还能增加施工便利性、降低系统成本、降低长期运营期间的故障率。综上所述，本实用新型具有结构简单、测量更精确、防护到位等优点，在桥梁缆索应力检测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的纵向剖面示意图。

图2为本实用新型的横向截面示意图。

图3为本实用新型的安装示意图。

图4为本实用新型的横向安装示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-筒体，2-内端盖，3-内端盖垫块，4-内端盖调节螺栓，5-密封圈，6-外端盖，7-外端盖固定连接孔，8-桥梁缆索，9-缆索护套管，10-数据采集盒，11-刚性连接件，12-采集盒密封垫，13-采集盒防水接插件，14-传感器电缆，15-采集盒固定螺栓。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图4所示，本实施例提供了一种桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，需要说明的是，本实施例中所述“外边缘”、“顶部”、“底部”、“上端”、“下端”等方位性用语是基于附图来说明的。本实施例以具有缆索护套管9的桥梁缆索8为例进行说明：

在本实施例中，该桥梁缆索磁应力传感器的一体化结构，其中，磁应力传感器本体包括沿桥梁缆索的径向方向设置圆形中空的筒体1，设置在所述筒体1的圆形中空内、且绕制有测量缆索磁导率的变化量的测量线圈的线圈骨架，一一对应套设在桥梁缆索的外表面边缘、位于筒体1的两端、且插入所述筒体1的圆形中空内并贴合所述线圈骨架的内端盖2，设置在任一所述内端盖2的内壁且远离筒体1一侧的一台阶，贯穿任一所述内端盖2设置、且环形均匀间隔垂直于桥梁缆索的径向方向、用于调整筒体1、内端盖2、测量线圈和桥梁缆索的同心轴均重合的3个内端盖调节螺栓4，沿所述台阶的内壁设置、与所述内端盖调节螺栓4连接、且旋转所述内端盖调节螺栓4后挤压在桥梁缆索的表面边缘的金属或尼龙材质的内端盖垫块3，套设在所述桥梁缆索上、一端与所述内端盖2可拆卸连接、且另一端与桥梁缆索的缆索护套管连接的外端盖6，均匀间隔开设在所述外端盖6的四周边缘、且采用螺栓将所述外端盖6固定在所述内端盖2上的外端盖固定连接孔7，以及套设在所述桥梁缆索上、且置于所述内端盖2与外端盖6之间的密封圈5。在本实施例中，内端盖是一个中空的塞子，呈锥形或直筒形，其锥角α在15°～90°的范围内。内端盖的台阶深度L由L1和L2两段组成，深度L1在0～L的范围内，深度L2在0～L的范围内。另外，本实施例，内端盖垫块优选地设置3个，且其均布于台阶内壁的圆周，内端盖调节螺栓顶起内端盖垫块，将磁应力传感器的线圈骨架待测量线圈和筒体非接触固定于缆索上，本实施例通过调整内端盖调节螺栓使传感器本体和缆索保持同心度，待调节完传感器本的同心度后再安装外端盖。

另外，本实施例的磁应力传感器本体和数据采集盒的连接采取一体化的结构设计，其中，数据采集盒包括固定在所述筒体1上、用于采集磁导率的变化量的数据采集盒10，连接在数据采集盒10与测量线圈之间的传感器电缆14，固定在所述筒体1上的刚性连接件11，设置在所述刚性连接件11与数据采集盒10之间、用于向所述数据采集盒10提供支撑和防水密封的采集盒密封垫12，以及连接在所述数据采集盒10与传感器电缆14之间的采集盒防水接插件13。

下面简要说明本装置的安装过程：

出厂前：将线圈骨架(骨架上绕组有测量线圈)套入筒体内，采用螺栓将内端盖(下)、内端盖(上)固定在筒体上；并且采用采集盒固定螺栓15将所述数据采集盒、刚性连接件和采集盒密封垫固定在所述筒体上；最后，利用采集盒防水接插件、传感器电缆连接测量线圈与数据采集盒。

现场安装：将外端盖(下)、密封圈(下)、筒体(带有线圈骨架、内端盖、数据采集盒、刚性连接件和采集盒密封垫)、密封圈(上)和外端盖(上)依次套入桥梁缆索指定安装位置。在套入前，必须保证3个内端盖垫块中间的空间足以穿入桥梁缆索。最后，采用螺栓将外端盖(下)、密封圈(下)、密封圈(上)和外端盖(上)固定在所述筒体上，并将外端盖(下)、外端盖(上)与缆索护套管9连接，以实现桥梁缆索磁应力传感器的安装。

综上所述，本实用新型既能保证磁应力传感器的安装同心度，又能降低传输线缆的线损，提升传感系统的测量精度。不仅如此，本实用新型还能增加施工便利性、降低系统成本、降低长期运营期间的故障率。可以说，与现有技术相比，本实用新型具有突出的实质性特点和显著的进步，在桥梁缆索应力检测技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。