磁弹索力测量方法及其可重构磁弹索力传感器的制造方法
【专利摘要】一种磁弹索力测量方法及其可重构磁弹索力传感器，方法包括步骤：对钢索进行磁化；监测钢索的应力变化；获得钢索的实时索力值。使用上述方法对钢索索力进行监测时，能够对钢索一次性磁化，同时在多个方向上对感应电信号进行获取，这样可以提高本发明监测数据的可靠性。一种可重构磁弹索力传感器，主体单元包括：壳体、第一信号输出接头、第二信号输出接头、信号输入接头、磁轭、定位板、激励导线以及感应线圈，激励导线缠绕于槽体结构上，感应线圈设置于定位板的内侧面上并与磁轭同轴设置，接头与线圈之间连接，两个主体单元对接。该传感器由于激励线圈和感应线圈不必现场绕制，既可以保证绕制线圈的一致性确保测量结果的准确性，又降低作业难度，减少工作量。
【专利说明】
磁弹索力测量方法及其可重构磁弹索力传感器
技术领域
[0001]本发明涉及钢索索力测量技术领域，更具体地说，特别涉及一种磁弹索力测量方 法以及一种可重构磁弹索力传感器。
【背景技术】
[0002] 钢索由于具有柔性大、抗拉强度高、负载传递距离长等突出优点，现已广泛应用在 大跨度桥梁和大型建筑结构与牵引机械等领域。例如斜拉索、客运索道与电梯用钢丝绳以 及各种起重设备吊索等等。钢索在服役过程中，受大气环境腐蚀、机械摩擦或疲劳损伤等影 响将出现损伤累积；同时由于载荷的不确定性，不可避免地产生各种损伤，导致钢索实际承 受载荷的能力降低，使得钢索有可能因超载而突然发生断裂，造成重大安全事故和经济损 失。
[0003] 目前，国内外钢索的索力监测技术一般采用四种方式:油压表读数法、压力传感器 测定法、频率测定法、磁弹效应法。其中磁弹效应法为非接触方法，且磁弹索力传感器具有 输出功率大、信号强、结构简单、使用寿命长、过载保护能力强和动态响应好等优点，不仅适 用于静态测量，而且适用于动态在线索力测量，并能实现全天候实时采样，同时钢索表面的 腐蚀层和保护塑料套管对测量结果无影响，并且还可以测试钢索的腐蚀状况，是钢索健康 监测最具潜力的测量方法。
[0004] 请参考图1，图1为现有技术中一种典型的套筒式磁弹索力传感器的局部结构示意 图。
[0005] -种典型套筒式磁弹索力传感器，其包括有激励线圈V和感应线圈2'，激励线圈 V与感应线圈2'采用同轴绕制，由激励线圈V施加脉冲波信号，由感应线圈2'产生感应电 信号。套筒式磁弹索力传感器主要用于新建桥梁的斜拉钢索应力测量，在桥梁新建时安装 到钢索端部，钢索再使用牵拉装置固定，钢索使用后，可利用套筒式磁弹索力传感器连接其 测量仪器对钢索应力进行监控，这种套筒式磁弹索力传感器一般按安装后不再拆除。对于 已建桥梁的钢索a、如果采用套筒式结构，只能采取现场绕制的方式，但这种方式绕制的线 圈难以保证一致性，难以进行准确的标定，导致测量结果会产生较大误差，同时现场绕制工 作量大，操作不便，这不但增加作业难度，对工人的技术要求高。
[0006] 请参考图2,图2为现有技术中一种典型的旁路式磁弹索力传感器的局部结构示 意图。
[0007] -种旁路式磁弹索力传感器，其采用U型磁辄，激励线圈V预制在磁辄上，这样激 励线圈V不用现场绕制，磁通量穿过磁辄进入钢索Y，能实现对钢索的磁化。但这种传感器 由于感应线圈2'还需要绕制在钢索上，特别是针对非圆形的钢索，如果U型磁辄位于钢索不 同的圆周上位置，即使钢索处于相同的应力状态，也会计算出不同的测量结果。
【发明内容】
[0008] (一)技术问题
[0009] 综上所述，在桥梁新建时，传统套筒式磁弹索力传感器一般安装到钢索的底部，安 装后一般也不会拆除，对于已建桥梁的钢索，只能采取现场绕制的方式，而现有旁路式结构 的磁弹索力传感器的U型磁辄位于钢索不同的圆周上位置时，即使钢索处于相同的应力状 态，也会计算出不同的测量结果，现有旁路式结构的磁弹索力传感器的感应线圈在使用时 都需现场绕制。这种现场绕制的线圈难以保证一致性，难以进行准确的标定，导致测量结果 会产生较大误差，同时现场绕制工作量大，操作不便，这不但增加作业难度，对工人的技术 要求高。
[0010] 那么，如何提供一种使用方便、快捷，同时还具有较高测量精度的索力传感器，成 为了本领域技术人员亟待解决的问题。
[0011] (二)技术方案
[0012] 本申请涉及无损监测领域，针对传统套筒式磁弹索力传感器难以对已建桥梁钢索 应力进行测量的问题，发明提供了一种可重构式磁弹索力传感器以及一种测量方法，该传 感器重量轻、体积小，且安装简单方便，后期维护简单，特别适合用于非圆形钢索应力的测 量。
[0013] 具体地，本发明提供了一种磁弹索力测量方法，该方法包括步骤：
[0014] S1、利用双向激励方波信号通过激励线圈对钢索进行磁化；
[0015] S2、围绕钢索的外缘等间隔布置多个感应线圈，并且使得全部的所述感应线圈与 钢索同轴，获取所述感应线圈的感应电压，基于磁弹效应利用所述感应线圈对钢索的应力 变化进行监测；
[0016] S3、对获取的感应电压进行信号处理，并获得钢索的实时索力值。
[0017] 具体地，本发明还提供了一种可重构磁弹索力传感器，该传感器包括传感器主 体，所述传感器主体包括有两个结构相同的主体单元组成；
[0018] 所述主体单元包括:壳体、第一信号输出接头、第二信号输出接头、信号输入接头、 磁辄、定位板、激励导线以及感应线圈；
[0019] 所述壳体具有容置腔室；
[0020] 所述磁辄为半圆形柱体结构，沿所述磁辄的轴向位于其中部为槽体结构，所述槽 体结构的横截面为半圆形面，所述槽体结构与所述磁辄同轴，所述激励导线缠绕于所述槽 体结构上并形成有激励线圈；
[0021 ]所述定位板为横截面成半圆形的板材结构；
[0022] 所述感应线圈为螺线管线圈，所述感应线圈包括有多个，全部的所述感应线圈等 间隔设置于所述定位板的内侧面上，所述感应线圈与所述磁辄同轴设置；
[0023] 所述定位板设置于所述槽体结构的内侧面上并与所述磁辄形成有监测单元，所述 监测单元设置于所述容置腔室内；
[0024]所述第一信号输出接头、所述第二信号输出接头、所述信号输入接头均设置于所 述壳体上，所述激励导向的一端为激励接线端，所述激励接线圈与所述信号输入接头连接， 所述感应线圈的一端与所述第一信号输出接头连接，所述感应线圈的另一端与所述第二信 号输出接头连接；
[0025]两个所述主体单元对接，分设于两个所述主体单元上的全部感应线圈形成一个环 形的感应线圈组。
[0026] 优选地，所述壳体、所述磁辄以及所述定位板之间为相互独立的部件，所述壳体上 开设有第一安装孔，所述磁辄上开设有于所述第一安装孔对应的第二安装孔，所述定位板 上设置有与所述第二安装孔对应的连接法兰;还包括有连接螺栓，所述连接螺栓穿过所述 第一安装孔、第二安装孔以及所述连接法兰将所述壳体、所述磁辄以及所述定位板固定连 接;所述激励线圈的长度为所述感应线圈长度的1.5-2.5倍。
[0027] 优选地，于所述激励线圈的外侧包括有防护层。
[0028] 优选地，两个所述壳体对接后通过螺栓固定连接。
[0029] 优选地，于一个所述主体单元上设置的所述感应线圈为非圆件构件边数的3-5倍。
[0030] 优选地，所述壳体为非铁磁性不锈钢壳体。
[0031] 优选地，所述第一信号输出接头为航空插头;所述第二信号输出接头为航空插头； 所述信号输入接头为航空插头。
[0032] 优选地，本发明还包括有信号处理系统；
[0033]所述信号处理系统包括有信号发生器、功率放大器、一级滤波放大器、模拟积分电 路元件、二级滤波放大器、A/D信号转换器以及处理器；
[0034]所述信号发生器与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述信号输入接头连 接；
[0035] 所述一级滤波放大器、所述模拟积分电路元件、所述二级滤波放大器以及所述A/D 信号转换器依次连接形成有信号输出回路；
[0036] 所述信号输出回路包括有两条，其中一条用于所述第一信号输出接头与所述处理 器之间的连接，另一条用于所述第二信号输出接头与所述处理器之间的连接
[0037](三)有益效果
[0038] 在本发明提供的磁弹索力测量方法中，将感应线圈设置多个，并且，设定感应线圈 围绕钢索成圆形方式设计，在实际情况中，感应线圈以及激励线圈均采用既定形式设置在 装置主体上，在使用时，直接将装置主体设置到钢索的外侧，从而达到简化索力测量程序的 目的，并且，使用上述方法对钢索索力进行监测时，能够对钢索一次性磁化，同时在多个方 向上对感应电信号进行获取，这样可以提高本发明监测数据的可靠性。
[0039] 在本发明提供的可重构磁弹索力传感器中，本发明将激励线圈以及感应线圈集成 设置到主体单元的壳体内，在使用时，只需将两个结构相同的主体单元对称放置，用螺栓紧 固即可完成传感器的安装，其拆卸也十分简便。由于激励线圈和感应线圈都不必现场绕制， 这样既可以保证绕制线圈的一致性，确保测量结果的准确性，又可以降低作业难度，减少工 人的工作量，对工人本身的要求也很低，同时也可以较少维护的步骤和费用。
【附图说明】
[0040] 图1为现有技术中一种典型的套筒式磁弹索力传感器的局部结构示意图；
[0041] 图2为现有技术中一种典型的旁路式磁弹索力传感器的局部结构示意图；
[0042] 在图1和图2中，部件名称与附图标记的对应关系为：
[0043]激励线圈V、感应线圈2'、钢索a';
[0044] 图3为本发明实施例中可重构磁弹索力传感器在使用状态下的结构示意图；
[0045] 图4为本发明实施例中主体单元的剖面结构示意图；
[0046] 图5为本发明实施例中磁辄缠绕有激励线圈的结构示意图；
[0047] 图6为本发明实施例中磁辄缠绕有激励线圈的剖面结构示意图；
[0048] 图7为本发明实施例中感应线圈与钢索之间的位置关系图示；
[0049] 在图1至图7中，部件名称与附图标记的对应关系为：
[0050] 壳体1、第一信号输出接头2、第二信号输出接头3、
[0051 ]信号输入接头4、磁辄5、定位板6、激励导线7、感应线圈8。
【具体实施方式】
[0052]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于 说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0053]在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个以上;术语"上"、 "下"、"左"、"右"、"内"、"外"、"前端"、"后端"、"头部"、"尾部"等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"、"第三"等仅用于描述目的，而不能理解为指示或 暗示相对重要性。
[0054] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"相连"、"连 接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机 械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的 普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0055] 本发明提供了一种磁弹索力测量方法，在该方法中，首先利用双向激励方波信号 通过激励线圈对钢索进行磁化;之后，围绕钢索的外缘等间隔布置多个感应线圈，并且使得 全部的感应线圈与钢索同轴，获取感应线圈的感应电压，基于磁弹效应利用感应线圈对钢 索的应力变化进行监测；最后，对获取的感应电压进行信号处理，并获得钢索的实时索力 值。
[0056] 在上述方法中，本发明将感应线圈设置多个，并且，设定感应线圈围绕钢索成圆形 方式设计，在实际情况中，感应线圈以及激励线圈均采用既定形式设置在装置主体上，在 使用时，直接将装置主体设置到钢索的外侧，从而达到简化索力测量程序的目的，并且，使 用上述方法对钢索索力进行监测时，能够对钢索一次性磁化，同时在多个方向上对感应电 信号进行获取，这样可以提高本发明监测数据的可靠性。
[0057]请参考图3至图7,其中，图3为本发明实施例中可重构磁弹索力传感器在使用状态 下的结构示意图；图4为本发明实施例中主体单元的剖面结构示意图；图5为本发明实施例 中磁辄缠绕有激励线圈的结构示意图；图6为本发明实施例中磁辄缠绕有激励线圈的剖面 结构示意图；图7为本发明实施例中感应线圈与钢索之间的位置关系图示。
[0058] 本发明还提供了 一种可重构磁弹索力传感器，该传感器包括传感器主体，传感器 主体包括有两个结构相同的主体单元组成。
[0059] 其中，主体单元包括:壳体1、第一信号输出接头2、第二信号输出接头3、信号输入 接头4、磁辄5、定位板6、激励导线7以及感应线圈8。
[0060] 激励导线7采用漆包线，感应线圈8同样采用漆包线绕制成为螺旋线圈结构。激励 导线7通过人工或者机器缠绕到磁辄5上形成激励线圈，如此，在本发明中，激励线圈以及感 应线圈8结构固定，在使用时不需要对线圈进行重新缠绕，不仅简化了索力测量的测量程 序，同时由于线圈结构既定，其获取的电信号后期处理方法既定，能够极大程度地简化本发 明的数据处理程序。
[0061] 壳体1对线圈具有保护作用，在壳体1上成型有容置腔室。在本发明中，主体单元包 括有两个，在实际应用时，两个主体单元对接使用，壳体1还具有连接的功能，两个壳体通过 螺栓实现固定连接。主体单元对接后，两个壳体相互连接，壳体1上具有的容置腔室能够形 成一个封闭的圆柱形腔体结构。钢索穿过该腔体，激励线圈以及感应线圈8设置在该圆柱形 腔体结构内并包裹在钢索的外侧。
[0062] 磁辄5采用半圆形柱体结构，沿磁辄5的轴向、位于其中部设置有槽体结构，槽体结 构的横截面为半圆形面，槽体结构与磁辄5同轴，激励导线7缠绕于槽体结构上并形成有激 励线圈。磁辄5上设置的槽体结构用于安装定位板6以及感应线圈8。
[0063] 定位板6通过板材弯曲成型，其横截面成半圆形结构，当感应线圈8设置到定位板6 上，两个定位板6(主体单元对接后)能够形成一个圆筒结构，设置在定位板6上的感应线圈 8在定位板6的限位作用下形成环形的感应线圈组。
[0064] 在此限定:感应线圈8为螺线管线圈，感应线圈8包括有多个，全部的感应线圈8等 间隔设置于定位板6的内侧面上，感应线圈8与磁辄5同轴设置。
[0065] 在本发明中，接头与线圈之间的具体连接结构为:第一信号输出接头2、第二信号 输出接头3、信号输入接头4均设置于壳体1上，激励导向的一端为激励接线端，激励接线圈 与信号输入接头4连接，感应线圈8的一端与第一信号输出接头2连接，感应线圈8的另一端 与第二信号输出接头3连接。
[0066] 本发明的测量原理是:基于铁磁性材料的磁弹效应(逆磁致伸缩效应、压磁效应）， 即当铁磁性材料处于外置磁场中被磁化时，若其应力状态发生改变(拉力、压力或扭转），则 其磁特性参数也相应改变(相对磁导率、矫顽力、剩磁等）。
[0067] 在本领域中可知：钢索索力与其本身材料的磁导率变化成正比，而磁导率变化量 又和积分电压呈线性关系，若测量前对桥梁索进行索力一积分电压标定，则可通过的积分 电压值直接获得索力大小。
[0068] 基于磁弹效应，利用钢缆索为导磁材料，将钢索置于一定强度的磁场环境中，钢索 将被磁化，磁化后的磁导率随钢缆索的受力状态变化而变化，根据Joule效应，可推出在某 一温度下，钢缆索所受拉力F与其磁导率变化△ μ应为：
[0070] 式中:Α为钢缆的截面积;Ε为材料的弹性模量;为轴向变形系数;Ms为饱和磁化强 度;Κμ为单轴磁各向异性常数;θ〇为磁场与易磁化轴间的角度;Η为磁化强度。
[0071] 为了克服现有技术中索力测量传感器存在的结构缺陷，本申请提供了上述的可重 构磁弹索力传感器。在使用时，把钢索包裹在磁辄5之内，两个磁辄一次磁化可实现钢索全 方向的磁化，在本发明中，用于监测的感应线圈8采用环形阵列布局，感应线圈8与钢索同轴 设置，感应线圈8位于磁辄5中心区域且包围钢索整个圆周，从而实现钢索多角度测量。本发 明安装与拆卸都非常方便，可做到随时安装、随时测量、随时拆卸，减少维护的步骤和线圈 现场绕制对测量结果的影响。
[0072] 本发明提供的可重构磁弹索力传感器，通过其结构设计，具有体积小、重量轻的优 点。本发明将激励线圈以及感应线圈8集成设置到主体单元的壳体1内，在使用时，只需将两 个结构相同的主体单元对称放置，用螺栓紧固即可完成传感器的安装，其拆卸也十分简便。 由于激励线圈和感应线圈8都不必现场绕制，这样既可以保证绕制线圈的一致性，确保测量 结果的准确性，又可以降低作业难度，减少工人的工作量，对工人本身的要求也很低，同时 也可以较少维护的步骤和费用。
[0073] 本发明在设计时，对磁辄5的形状也作了特殊的处理。旁路式结构的磁弹索力传感 器一般采取单U或双U型结构，这种结构会影响传感器对非圆形钢索的磁化程度。本发明所 设计的磁辄5在单个主体单元中呈半圆柱体形状，激励线圈则通过凹形布线槽设置在磁辄5 上，将两个主体单元安装在钢索上后两个磁辄5则会形成圆环状，将钢索完全包裹在内，两 个磁辄5-次磁化即可实现钢索全方位的磁化。在本发明中，感应线圈8采用了阵列线圈的 形式，感应线圈8设置在定位板6的内壁上，感应线圈8轴向与钢索轴向同向，当本发明完整 地安装在钢索上后，两个主体单元上的感应线圈8呈圆环状将钢索完全包裹在内，只需一次 就可以拾取钢索圆周上多个方向的信号变化，一次完成测量，十分简单方便。
[0074] 需要说明的是：上述感应线圈8的布置方式和测量方法可以极大地降低甚至消除 钢索的特殊结构对测量结果的影响，可以提高本发明的适应性。
[0075]具体地，本发明基于上述的传感器，还提供了一套信号处理系统。该信号处理系统 包括:信号处理系统包括有信号发生器、功率放大器、一级滤波放大器、模拟积分电路元件、 二级滤波放大器、A/D信号转换器以及处理器;信号发生器与功率放大器连接，功率放大器 与信号输入接头4连接;一级滤波放大器、模拟积分电路元件、二级滤波放大器以及A/D信号 转换器依次连接形成有信号输出回路;信号输出回路包括有两条，其中一条用于第一信号 输出接头2与处理器之间的连接，另一条用于第二信号输出接头3与处理器之间的连接。 [0076]本发明在信号输入接头4上设置了功率放大器，功率放大器上连接有函数信号发 生器，函数信号发生器产生正负双向激励的方波信号，方波信号经过功率放大器放大后输 入到激励线圈，激励线圈在磁辄5中产生与磁辄5轴向同向的交变磁场，交变磁场通过磁辄5 进入钢索，形成闭合磁路，一次完成对钢索的磁化。
[0077] 感应线圈8以圆周形式阵列地包围住钢索，感应线圈8的两端分别输出接线头，其 接线头连接有第一信号输出接头2以及第二信号输出接头3,与第一信号输出接头2以及第 二信号输出接头3连接有一级滤波放大器，一级滤波放大器上连接有模拟积分电路元件，模 拟积分电路元件上连接有二级滤波放大器，二级滤波放大器上连接有A/D信号转换器，A/D 信号转换器上连接有处理器。
[0078] 激励线圈中产生的交变磁场经过阵列式感应线圈8时，通过磁弹效应，引起感应线 圈8感应电压的变化，感应线圈8拾取了钢索圆周上多个方向上变化的感应电压信号，通过 一级滤波放大器后，作为输入信号接入模拟积分电路元件，该积分电路元件将原始的感应 信号积分后通过二级滤波放大器后被A/D信号转换器采集并保存至处理器中的信号处理软 件当中。采集软件提取积分电压波形的最大值处作为某一方向测量的积分电压值，将多个 方向的积分电压值加权平均，作为有效的积分电压值，并将其带入信号处理软件中的标定 关系式，即可得到此时钢索的实际索力值。
[0079] 在本发明的一个实施方式中，壳体1、磁辄5以及定位板6之间为相互独立的部件， 壳体1上开设有第一安装孔，磁辄5上开设有于第一安装孔对应的第二安装孔，定位板6上设 置有与第二安装孔对应的连接法兰。
[0080] 基于上述结构，本发明还提供了连接螺栓，连接螺栓穿过第一安装孔、第二安装孔 以及连接法兰将壳体1、磁辄5以及定位板6固定连接。
[0081] 在此限定:激励线圈的长度为感应线圈8长度的1.5-2.5倍。
[0082] 具体地，本发明以激励线圈的长度为感应线圈长度的2倍为最优结构。
[0083] 为了避免在多次使用后激励线圈中的激励导线7出现松散等情况，本发明在激励 线圈的外侧包括有防护层，设置有防护层既可以避免线圈松散情况，又能够对激励线圈进 行保护。
[0084] 具体地，两个壳体1对接后通过螺栓固定连接。当然，为了提高两个主体单元之间 对接的精准性，本发明可以在壳体1上设置定位孔以及定位销等结构。
[0085] 由上述可知，在本发明中主体单元设置的感应线圈8包括有多个。具体地，当主体 单元为非圆构件，即采用正多边形结构时，感应线圈的设置数量为主体单元边数的3-5倍。
[0086] 本发明以设置有10个感应线圈为最优选设计方案。
[0087] 具体地，壳体1为非铁磁性不锈钢壳体。当然，本发明还可以将壳体1采用塑料、钢 化玻璃等硬质、非铁磁性材料制成。
[0088] 具体地，第一信号输出接头2为航空插头;第二信号输出接头3为航空插头;信号输 入接头4为航空插头。
[0089] 航空插头是连接电气线路的机电元件，使用航空插头能够提高本发明电路连接的 可靠性。
[0090] 本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发 明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选 择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员 能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1. 一种磁弹索力测量方法，其特征在于，包括： 步骤一、利用双向激励方波信号通过激励线圈对钢索进行磁化； 步骤二、围绕钢索的外缘等间隔布置多个感应线圈，并且使得全部的所述感应线圈与 钢索同轴，获取所述感应线圈的感应电压，基于磁弹效应利用所述感应线圈对钢索的应力 变化进行监测； 步骤三、对获取的感应电压进行信号处理，并获得钢索的实时索力值。2. -种根据权利要求1所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，包括传感器主体， 所述传感器主体包括有两个结构相同的主体单元组成； 所述主体单元包括：壳体、第一信号输出接头、第二信号输出接头、信号输入接头、磁 辄、定位板、激励导线以及感应线圈； 所述壳体具有容置腔室； 所述磁辄为半圆形柱体结构，沿所述磁辄的轴向位于其中部为槽体结构，所述槽体结 构的横截面为半圆形面，所述槽体结构与所述磁辄同轴，所述激励导线缠绕于所述槽体结 构上并形成有激励线圈； 所述定位板为横截面成半圆形的板材结构； 所述感应线圈为螺线管线圈，所述感应线圈包括有多个，全部的所述感应线圈等间隔 设置于所述定位板的内侧面上，所述感应线圈与所述磁辄同轴设置； 所述定位板设置于所述槽体结构的内侧面上并与所述磁辄形成有监测单元，所述监测 单元设置于所述容置腔室内； 所述第一信号输出接头、所述第二信号输出接头、所述信号输入接头均设置于所述壳 体上，所述激励导向的一端为激励接线端，所述激励接线圈与所述信号输入接头连接，所述 感应线圈的一端与所述第一信号输出接头连接，所述感应线圈的另一端与所述第二信号输 出接头连接； 两个所述主体单元对接，分设于两个所述主体单元上的全部感应线圈形成一个环形的 感应线圈组。3. 根据权利要求2所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于， 所述壳体、所述磁辄以及所述定位板之间为相互独立的部件，所述壳体上开设有第一 安装孔，所述磁辄上开设有于所述第一安装孔对应的第二安装孔，所述定位板上设置有与 所述第二安装孔对应的连接法兰； 还包括有连接螺栓，所述连接螺栓穿过所述第一安装孔、第二安装孔以及所述连接法 兰将所述壳体、所述磁辄以及所述定位板固定连接； 所述激励线圈的长度为所述感应线圈长度的1.5-2.5倍。4. 根据权利要求3所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，于所述激励线圈的外侧 包括有防护层。5. 根据权利要求4所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，两个所述壳体对接后通 过螺栓固定连接。6. 根据权利要求5所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，于一个所述主体单元上 设置的所述感应线圈为非圆件构件边数的3-5倍。7. 根据权利要求6所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，所述壳体为非铁磁性不 锈钢壳体。8.根据权利要求7所述的可重构磁弹索力传感器，其特征在于，还包括有信号处理系 统;所述信号处理系统包括有信号发生器、功率放大器、一级滤波放大器、模拟积分电路元 件、二级滤波放大器、A/D信号转换器以及处理器;所述信号发生器与所述功率放大器连接， 所述功率放大器与所述信号输入接头连接;所述一级滤波放大器、所述模拟积分电路元件、 所述二级滤波放大器以及所述A/D信号转换器依次连接形成有信号输出回路;所述信号输 出回路包括有两条，其中一条用于所述第一信号输出接头与所述处理器之间的连接，另一 条用于所述第二信号输出接头与所述处理器之间的连接。
【文档编号】G01L1/12GK106092383SQ201610474578
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】宋凯, 徐聪, 杨琳瑜, 马冰洋, 张子悦, 刘海朝
【申请人】南昌航空大学