压磁效应模型的构建方法和系统

本申请涉及电磁，尤其涉及一种压磁效应模型的构建方法和系统。

背景技术：

1、钢丝绳(又称钢索、钢绞线)作为一种柔性的承力构件，具有抗拉性能好、抗疲劳强度高以及抗冲击性能强等特点，是电梯、起重器械等设备的主要受力和传力部件。电梯钢丝绳由于腐蚀、过载、扭转、疲劳以及缺陷等多方面因素导致的受力不均或失效，容易使电梯出现溜车、轿厢意外移动、冲顶和蹲底等安全事故，对乘客生命安全造成巨大威胁。电梯钢丝绳受力状态对于电梯安全和健康状态的评估起到至关重要的作用。因此，监测电梯钢丝绳应力对确保电梯的安全运行具有重要意义。

2、现有电梯钢丝绳应力测量方法主要有压力传感器法、应变监测法、振动频率法等几种。其中压力传感器法，短期精度高，但传感器长期受力，容易出现材料徐变导致数据失真或失效；应变检测法只能监测应力变化值，不能监测绝对值，且易受温度和边界条件等影响，难以获取真实应力；振动频率法由于受边界条件、弯曲刚度、减振装置等影响，精度低，仅适用于长钢丝绳。

3、如何构建一种压磁效应模型，应用于电梯钢丝绳的应力测量，以提高电梯钢丝绳应力测量的精度是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种压磁效应模型的构建方法和系统，用以解决现有钢丝绳应力测量方法精度低的问题。

2、为了解决上述技术问题，本说明书是这样实现的：

3、第一方面，提供了一种压磁效应模型的构建方法，包括：

4、在目标铁磁性材料上分别绕设激励线圈和感应线圈；

5、向所述激励线圈提供激励电流，以产生可使所述目标铁磁性材料达到饱和磁化的均匀激励磁场；

6、分别对饱和磁化的所述目标铁磁性材料施加不同的机械力，并获取不同机械力下所述感应线圈输出的感应电动势信号；

7、基于感应电动势信号与对应的机械力，建立压磁效应模型。

8、可选地，所述均匀激励磁场为交流周期性激励磁场。

9、可选地，基于感应电动势信号与对应的机械力，建立压磁效应模型，包括：

10、基于感应电动势信号中所述激励电流频率的目标偶次谐波与对应的机械力，建立压磁效应模型。

11、所述激励电流频率f的目标偶次谐波为二次谐波。

12、可选地，基于感应电动势信号中所述激励电流频率的目标偶次谐波与对应的机械力，建立压磁效应模型，包括：

13、将目标机械力下所述感应线圈输出的目标感应电动势信号进行放大；

14、通过同步检测器，从放大后的目标感应电动势信号中提取所述激励电流频率的二次谐波；

15、确定所述二次谐波对应的感应电动势；

16、通过建立所述感应电动势与所述目标机械力的映射关系，得到所述压磁效应模型。

17、可选地，确定所述二次谐波对应的目标感应电动势，包括：

18、通过电压测量仪器测量所述二次谐波，得到所述目标感应电动势。

19、可选地，所述激励电流频率范围为10khz～50khz。

20、第二方面，提供了一种压磁效应模型的构建系统，包括：

21、绕设有激励线圈和感应线圈的铁磁性材料；

22、激励电路，与所述激励线圈连接，用于产生特定幅值和频率的交流激励电流并提供至所述激励线圈，以使所述激励线圈基于所述交流激励电流产生可使所述铁磁性材料达到饱和磁化的均匀激励磁场；

23、检测装置，与所述感应线圈连接，用于在饱和磁化的所述铁磁性材料被施加机械力的情况下，检测所述感应线圈根据饱和磁化的所述铁磁性材料输出的感应电动势信号；

24、构建装置，基于所述感应电动势信号中所述交流激励电流频率的目标偶次谐波与对应的机械力，建立压磁效应模型。

25、可选地，所述目标偶次谐波为二次谐波，所述系统还包括：时钟装置，用于输出所述交流激励电流频率的二次频率；

26、所述构建装置还包括：

27、同步检测器，与所述时钟装置连接，用于基于所述时钟装置输出的二次频率，从所述感应电动势信号中提取出所述交流激励电流频率的二次谐波；

28、电压测量模块，与所述同步检测器连接，用于测量所述二次谐波，得到所述机械力对应的感应电动势；

29、构建模块，与所述电压测量模块连接，用于建立所述感应电动势与所述机械力的映射关系，得到所述压磁效应模型。

30、可选地，所述系统还包括：

31、二分频装置，连接在所述激励电路与所述时钟装置之间，用于从所述时钟装置输出的二次频率中取二分之一后得到所述交流激励电流频率，并提供给所述激励电路。

32、在本申请实施例中，通过在目标铁磁性材料上分别绕设激励线圈和感应线圈；向所述激励线圈提供激励电流，以产生可使所述目标铁磁性材料达到饱和磁化的均匀激励磁场；分别对饱和磁化的所述目标铁磁性材料施加不同的机械力f，并获取不同机械力下所述感应线圈输出的感应电动势信号；基于感应电动势信号与对应的机械力，建立压磁效应模型，由此可以应用于例如电梯钢丝绳的铁磁性材料在运行过程中的应力精确测量，提高电梯钢丝绳应力测量的精度。

技术特征：

1.一种压磁效应模型的构建方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述均匀激励磁场为交流周期性激励磁场。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于感应电动势信号与对应的机械力，建立压磁效应模型，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激励电流频率的目标偶次谐波为二次谐波。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于感应电动势信号中所述激励电流频率的目标偶次谐波与对应的机械力，建立压磁效应模型，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述二次谐波对应的目标感应电动势，包括：

7.如权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述激励电流频率范围为10khz～50khz。

8.一种压磁效应模型的构建系统，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述目标偶次谐波为二次谐波，所述系统还包括：时钟装置，用于输出所述交流激励电流频率的二次频率；

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

技术总结
本申请公开了一种压磁效应模型的构建方法和系统，本申请提供的方法包括：在目标铁磁性材料上分别绕设激励线圈和感应线圈；向所述激励线圈提供激励电流，以产生可使所述目标铁磁性材料达到饱和磁化的均匀激励磁场；分别对饱和磁化的所述目标铁磁性材料施加不同的机械力F，并获取不同机械力下所述感应线圈输出的感应电动势信号；基于感应电动势信号与对应的机械力，建立压磁效应模型。本申请实施例的方案，可以提高铁磁性材料应力测量的精度。

技术研发人员：卞雷祥,黄子军,屈艺,马龙,丁新其,张永举,张伟,张健,曹伟,王鸣杰
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15