桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统及方法

本发明属于桥梁无损检测领域，更具体地，涉及一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统及方法。

背景技术：

1、缆索作为桥梁的重要构件之一，缆索的健康状况对桥梁安全运营的影响很大。为避免桥梁事故，对缆索进行定期检测和维护是必要的。

2、磁性无损检测是常规无损检测方法之一，常用于桥梁缆索检测。相关技术中，桥梁磁性无损检测可分为两类，一类是通过检测缆索表面局部缺陷漏磁信号，简称lf型检测法；一类是通过检测磁路磁通量的变化，获取因腐蚀等导致的缺陷信息，简称lma型检测法。

3、目前的缆索磁性无损检测，集中于检测断丝数量和腐蚀程度，尚未有涉及对因断丝或腐蚀导致缆索金属截面梯度变化进行无损检测的方案。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统及方法。

2、第一方面，本发明提供一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，包括：

3、传感模块、驱动模块和信号处理模块；

4、所述传感模块包括永久磁铁和感应线圈，所述永久磁铁用于磁化缆索，所述感应线圈沿所述缆索周向环绕设置，用于感应所述缆索内部的磁通量变化，将磁信号转换为电信号并发送至所述信号处理模块；

5、所述驱动模块，用于驱动所述永久磁铁和所述感应线圈沿所述缆索轴向同步进行匀速运动；

6、所述信号处理模块，用于检测所述传感模块发送的电压信号，当检测到所述电压信号的波动超出预设范围时，所述电压信号畸变时所述感应线圈所处的位置对应所述缆索的金属截面积损失位置。

7、在一些实施例中，所述传感模块还包括与所述感应线圈串联的恒定电压电路，所述信号处理模块检测的所述电压信号为所述感应线圈的感应电压和所述恒定电压电路的恒定电压的叠加电压信号。

8、在一些实施例中，所述永久磁铁还用于提供所述系统与所述缆索之间的吸附力。

9、在一些实施例中，所述系统还包括计算机模块，用于接收所述信号处理模块检测的电压值，在所述电压值的波动超出预设范围时，基于所述电压值畸变时所述感应线圈所处的位置确定所述缆索的金属截面积损失位置。

10、在一些实施例中，所述信号处理模块还包括滤波放大电路，用于将所述传感模块发送的所述电压信号进行滤波放大处理后发送至所述计算机模块。

11、在一些实施例中，所述驱动模块包括电机和运动控制电路，所述运动控制电路接收所述计算机模块发送的运动命令，基于所述运动命令控制所述电机的转向和转速，从而控制所述永久磁铁和所述感应线圈沿所述缆索轴向同步进行匀速运动。

12、在一些实施例中，所述系统还包括远程通讯模块，用于为所述计算机模块和除所述计算机模块之外的其它模块提供通讯。

13、第二方面，本发明提供一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测方法，包括：

14、驱动永久磁铁和感应线圈沿缆索轴向同步进行匀速运动，所述永久磁铁用于磁化所述缆索，所述感应线圈沿所述缆索周向环绕设置；

15、检测所述感应线圈在匀速运动过程中输出的感应电压，所述感应电压与所述缆索的金属截面积梯度为线性关系；

16、若检测到所述感应电压的波动超出预设范围，基于所述感应电压畸变时所述感应线圈所处的位置确定所述缆索的金属截面积损失位置。

17、本发明提供的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统及方法，采用永久磁铁对缆索金属进行磁化，控制沿缆索轴向环绕设置的感应线圈沿缆索轴向与永久磁铁同步进行匀速运动，感应电压与缆索的金属截面积梯度为线性关系，通过对感应线圈的感应电压进行检测，从而判断缆索内部金属截面积的变化情况，在感应电压的波动超出预设范围时，认为缆索金属截面积的损失超出了限度，并基于感应电压畸变时感应线圈所处的位置确定出缆索金属截面积损失的位置，实现了桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测。

技术特征：

1.一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，包括：传感模块、驱动模块和信号处理模块；

2.根据权利要求1所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述传感模块还包括与所述感应线圈串联的恒定电压电路，所述信号处理模块检测的所述电压信号为所述感应线圈的感应电压和所述恒定电压电路的恒定电压的叠加电压信号。

3.根据权利要求1所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述永久磁铁还用于提供所述系统与所述缆索之间的吸附力。

4.根据权利要求1或2所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述系统还包括计算机模块，用于接收所述信号处理模块检测的电压值，在所述电压值的波动超出预设范围时，基于所述电压值畸变时所述感应线圈所处的位置确定所述缆索的金属截面积损失位置。

5.根据权利要求4所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述信号处理模块还包括滤波放大电路，用于将所述传感模块发送的所述电压信号进行滤波放大处理后发送至所述计算机模块。

6.根据权利要求3所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述驱动模块包括电机和运动控制电路，所述运动控制电路接收所述计算机模块发送的运动命令，基于所述运动命令控制所述电机的转向和转速，从而控制所述永久磁铁和所述感应线圈沿所述缆索轴向同步进行匀速运动。

7.根据权利要求4至6任一项所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，其特征在于，所述系统还包括远程通讯模块，用于为所述计算机模块和除所述计算机模块之外的其它模块提供通讯。

8.一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统，包括：

技术总结
本发明提供一种桥梁缆索金属截面积梯度磁性检测系统及方法，其中系统包括：传感模块、驱动模块和信号处理模块；传感模块包括用于磁化缆索的永久磁铁和用于感应缆索内部的磁通量变化，将磁信号转换为电信号并发送至信号处理模块的感应线圈；驱动模块，用于驱动永久磁铁和感应线圈沿缆索轴向同步进行匀速运动；信号处理模块，用于检测传感模块发送的电压信号，当检测到电压信号的波动超出预设范围时，电压信号畸变时感应线圈所处的位置对应缆索的金属截面积损失位置。本发明推导出感应线圈的感应电压和缆索的金属截面积梯度之间线性相关，通过对感应线圈的感应电压进行检测，实现了缆索金属截面积梯度磁性检测。

技术研发人员：武新军,欧阳权,孙令司
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17