一种磁致伸缩液位计波导丝的长度与损伤检测一体化装置

1.本发明涉及长度测量领域的一种波导丝的长度测量装置，具体涉及了一种磁致伸缩液位计波导丝的长度与损伤检测一体化装置。


背景技术：

2.在磁致伸缩液位计使用之前，需要测量波导丝的长度，并将指定长度的无损伤的波导丝截取下来，以便后续使用。目前最为常用的方法是人工利用尺子测量并将相应波导丝进行相关检测，该方法执行效率低下、测量精度不高且易对波导丝造成损坏。现急需一种可实现自动化测量的装置，以提高波导丝长度检测效率和无损检测，提高检测精度。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中存在的问题和需求，本发明提供了一种磁致伸缩液位计波导丝的长度与损伤检测一体化装置，本装置能够实现波导丝的自动测量和无损检测，且相较于传统的人工测量和检测，检测效率大大提高，检测精度也大大提高。
4.为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
5.本发明包括波导丝长度测量模块、磁致伸缩传感器、检测模块支架、装置底板、波导丝卷轮、波导丝卷轮支架、控制模块和启停模块；
6.波导丝长度测量模块设置在装置底板的中间，波导丝卷轮通过波导丝卷轮支架固定安装在装置底板的一侧，磁致伸缩传感器通过检测模块支架固定安装在装置底板的另一侧，启停模块设置在波导丝长度测量模块上并与波导丝长度测量模块电连接，控制模块分别与启停模块和磁致伸缩传感器相连；波导丝卷轮中卷绕有波导丝，启停模块启动，波导丝长度测量模块和控制模块开始工作，波导丝卷绕在波导丝长度测量模块中，波导丝长度测量模块实现波导丝长度的测量，预设长度的波导丝经波导丝长度测量模块后输送到磁致伸缩传感器中并在磁致伸缩传感器内部构成激励回路，波导丝长度测量模块暂停工作，控制模块不断地接收磁致伸缩传感器的输出信号并判断预设长度的波导丝上是否存在损失，从而实现波导丝长度测量以及波导丝损伤检测。
7.所述波导丝长度测量模块包括步进电机、波导丝槽轮和光电编码器；
8.步进电机固定安装在装置底板的中间，步进电机的输出轴上同轴连接波导丝槽轮，光电编码器安装在波导丝槽轮上，用于记录波导丝槽轮转过的位移，步进电机和光电编码器均与启停模块相连。
9.所述波导丝槽轮上设置有一圈凹槽，凹槽中嵌装一圈或多圈波导丝。
10.所述光电编码器采用绝对式光电编码器。
11.所述波导丝的预设长度不超过磁致伸缩传感器中波导丝的测量长度。
12.本发明的有益效果如下：
13.本发明利用光电编码器进行波导丝长度的测量，无需人工手动利用尺子测量，实现自动化测量，减小了人的主观性带来的误差。并将光电编码器测量的定长的波导丝输送
到磁致伸缩传感器中，由传感器中的检测模块对波导丝进行无损检测，从而完成测长和损伤检测一体化。
14.与现有技术相比，本发明长度测量后直接进行损伤检测，最后截取获得波导丝，使得测量和检测效率大大提高，检测精度也大大提高。
附图说明
15.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图2为磁致伸缩传感器的原理示意图。
18.图3为检测波导丝损伤脉冲示意图。
19.图4为装置俯视图。
20.图中：1、波导丝卷轮，2、步进电机，3、光电编码器，4、波导丝槽轮，5、波导丝导向组件，6、装置底板，7、磁致伸缩传感器，8、检测模块支架，9、波导丝，10、末端阻尼，11、游标磁环，12、保护层，13、屏蔽层，14、检波装置，15、激励脉冲，16、波导丝卷轮支架。
具体实施方式
21.如图1、图3和图4所示，本发明包括波导丝长度测量模块、磁致伸缩传感器7、检测模块支架8、波导丝导向组件5、装置底板6、波导丝卷轮支架16、波导丝卷轮1、控制模块和启停模块；
22.波导丝长度测量模块设置在装置底板6上表面的中间，波导丝卷轮1通过波导丝卷轮支架16固定安装在装置底板6上表面的一侧，磁致伸缩传感器7通过检测模块支架8固定安装在装置底板6上表面的另一侧，启停模块设置在波导丝长度测量模块上并与波导丝长度测量模块电连接，控制模块分别与启停模块和磁致伸缩传感器7相连；波导丝卷轮1中卷绕有波导丝9，启停模块启动，波导丝长度测量模块和控制模块开始工作，预设长度的波导丝9的一端通过波导丝长度测量模块输送到磁致伸缩传感器7中并在磁致伸缩传感器内部构成激励回路，波导丝长度测量模块暂停工作，控制模块不断地接收磁致伸缩传感器7的输出信号，控制模块根据输出信号判断预设长度的波导丝9上是否存在损失，从而实现波导丝长度测量以及波导丝损伤检测，波导丝长度测量模块再开始工作，将预设长度的波导丝从磁致伸缩传感器7的激励端中输送出来后进行手动截取，截取后进行下一段波导丝的检测。具体实施中用剪刀等工具进行截取，其中波导丝9的预设长度不超过磁致伸缩传感器7中波导丝的测量长度。
23.波导丝长度测量模块包括步进电机2、波导丝槽轮4和绝对式光电编码器3；步进电机2通过电机支架固定安装在装置底板6上表面的中间，步进电机2的输出轴上同轴连接波导丝槽轮4，绝对式光电编码器3安装在波导丝槽轮4上并与波导丝槽轮4一起转动，用于记录波导丝槽轮4转过的位移，以此记录波导丝的输送位移，从而得到波导丝的长度。所述波导丝槽轮4利用摩擦系数较大的材料制作而成，保证波导丝在输送过程中不会因打滑造成检测误差。波导丝槽轮4上设置有一圈很浅的凹槽，凹槽中嵌装一圈或多圈波导丝，凹槽可保证波导丝的顺利通过而不至于被挤压变形。步进电机2和光电编码器3均与启停模块相连。
24.本发明的工作原理及过程：
25.需要进行长度检测时，将波导丝卷绕在波导丝槽轮4的凹槽中，在控制模块中设置所需波导丝的长度，按下启停模块中的启动按钮，步进电机2开始工作，步进电机2的输出轴带动波导丝槽轮4转动，波导丝在波导丝槽轮4的作用下向磁致伸缩传感器7中输送，光电编码器3开始记录波导丝槽轮4转过的位移，当光电编码器记录的位移与设定的波导丝长度相等时，步进电机2停止转动，预设长度的波导丝输送到磁致伸缩传感器7的波导丝导向组件5中并在磁致伸缩传感器内部构成激励回路。其中，波导丝导向组件5为磁致伸缩传感器7的外壳，游标磁环11套装在波导丝导向组件5外，磁致伸缩传感器7的末端阻尼10、游标磁环11、保护层12、屏蔽层13和检波装置14均设置在波导丝导向组件5内，如图2所示。
26.接着，波导丝9的端部作为激励端，波导丝靠近磁致伸缩传感器7的末端阻尼10所在位置作为波导丝的末端，磁致伸缩传感器7中屏蔽层13套装在波导丝上，屏蔽层13两端的波导丝上设置有保护层12，检波装置14设置在屏蔽层13上，磁致伸缩传感器7中的传感器电子仓中的激励模块会在磁致伸缩波导丝的激励端施加激励脉冲15(如图3)，同时将激励脉冲15发送给控制模块，激励脉冲以光速在波导丝周围形成周向的安培环形磁场，安培环形磁场与游标磁环11的位置永磁磁场发生耦合作用，在波导丝9表面形成“魏德曼效应”扭转应力波，扭转应力波以波速(约2830m/s)由产生点向波导丝的两端传播，传向末端的扭转应力波被阻尼器件(即末端阻尼10)吸收，传向激励端的扭转应力波则被检波装置14接收，检波装置14向控制模块发送接收信号，磁致伸缩传感器7的输出信号为激励脉冲和接收信号，两者之间有时间差。
27.控制模块计算出激励脉冲与接收信号之间的时间差，时间差再乘以扭转应力波在波导丝中的传播速度，可计算出扭转波发力位置(即游标磁环所在位置)，其中游标磁环11设置在波导丝的末端，测量基准点是波导丝的激励端，实现对游标磁环位置的实时精确测量。
28.如果游标磁环与测量基准点之间的波导丝有损伤，脉冲就无法到达磁环所在位置，无法与磁环形成的磁场发生耦合，就无法测得因耦合所产生的扭转波，则游标磁环所在位置便无法准确计算得出，由此可知波导丝脉冲是否有损伤。