模塊化勵磁檢測裝置的製作方法

2023-06-22 11:25:16 2

專利名稱：模塊化勵磁檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對大跨斜拉橋纜索以及一些其他複雜形狀的被測物，進行勵磁及檢 測的裝置，尤其涉及一種模塊化勵磁檢測裝置。d匕曰4>4"_li 冃京僅小鋼纜索被廣泛用於電梯、起重機和各種建築中，是工程中最常用的承重結構之一。 在斜拉橋、懸索橋等大型基礎設施中，鋼纜索的更是承擔著這些建築的大部分重量，對 建築安全的影響很大。如果纜索的結構健康出現問題，輕則影響建築的正常使用，重則 對人民的生命財產構成極大威脅。隨著世界的經濟發展和社會發展，各種各樣的大型建 築越來越多。在這樣的情況下，對鋼纜索結構健康的監測也顯得越來越重要。以我國為 例，僅僅在斜拉橋一個領域內，由於缺乏足夠的監測和相應的養護，近年來已有八座橋 梁進行了拉索更換或者加固。國外的情況同樣不容樂觀。德國漢堡的Kohlbrand Estruary橋，由於斜拉索腐蝕 嚴重，加之由於車輛行駛而濺起的摻雜著鹽分的汙水使斜拉索膨脹，建成的第三年就更 換了全部的斜拉索，耗資達6,000萬美元，是原來造價的四倍。鋼纜索內部應力比較複雜，當纜索受到的應力過大或過於集中的時候，或者外面的 聚乙烯護套破損時，極其容易發生鏽蝕直至斷裂，進而可能引起安全事故。因此，工程 界迫切希望能夠有一套系統可以準確的檢測纜索內部鏽蝕斷裂的情況。但是，目前的工 程應用中，還沒有一種較為合適的方法，基本只能靠人肉眼觀察，現在的纜索基本到了 一定的年限就全部更換，浪費很大。如能開發出一種方便而又有較高準確性的方法來檢 測鋼纜索，從而保障大型基礎設施的安全，將具有很大的工程實用意義和巨大的潛在經 濟效益。目前，已提出的具有代表性的方法有:超聲波檢測法、滲透檢測法、射線檢測法、 聲發射檢測法、渦流檢測法、電磁檢測法等。近幾年，除了電磁檢測技術在實踐中得以 應用外，其他檢測方法依然僅限於實驗室研究，電磁檢測法是目前公認的最可靠的鋼絲 繩纜索檢測方法。發明內容本發明提供一種結構簡單、適用面廣且能提高檢測質量的模塊化勵磁檢測裝置。 本發明採用如下技術方案一種模塊化勵磁檢測裝置，至少包括2節單節勵磁器且至少在其中一個單節勵磁器 上設有牽引支架，在單節勵磁器上設有用於相鄰單節勵磁器轉動連接的連接件。本發明的被檢測的主要對象是大跨斜拉橋的纜索，對於大直徑的纜索來說，採用多 對磁極環抱纜索進行磁化，可以達到充分磁化的目的，有利於漏磁信號的產生。本發明 的模塊化勵磁檢測裝置就可以通過連接不同數目的單節勵磁器，構成近似的正多邊形，環抱纜索。例如，6節邊長為66.4mm的單節勵磁器構成的正六邊形可對直徑90mm的 纜索進行勵磁檢測；8節邊長為66.27mm的單節勵磁器構成的正八邊形可對直徑135mm 的纜索進行勵磁檢測。但是簡單的通過單節勵磁器(即正多邊形邊數的增減)還不足以滿足實際要求，因 為改變正多邊形變數，其正多邊形內切圓的直徑變化量比較大(即單節勵磁器上的磁極 與檢測電路到纜索表面的距離太大，不利於檢測微弱的漏磁信號)，不能滿足實際纜索 的規格。拿武漢軍山長江公路大橋來說，其纜索直徑在95mm到145mm之間，以5mm 為間隔。所以本發明設計的單節勵磁器的邊長可以調節，通過改變調節螺栓在調節槽中 的位置即可實現單節勵磁器邊長的變化。例如6節邊長為66.4mm的單節勵磁器構成 的正六邊形可對直徑90mm的纜索進行勵磁檢測；6節邊長為72.17mm的單節勵磁器構 成的正六邊形可對直徑100mm的纜索進行勵磁檢測。當勵磁模塊組成正多邊形對纜索進行勵磁時，整個模塊分為兩半，每半均有一節勵 磁器通過牽引支架固定在纜索爬升機器人或者其他牽引機構上。在所述的單節勵磁器上，兩端各用磁鐵罩固定一枚永磁鐵作為磁極，兩個永磁極之 間的檢測電路上則是霍爾傳感器及其外圍電路。所述的磁鐵罩和連接件之間通過螺栓連接，連接件上開了一段調節槽，可調節與磁 鐵罩的相對位置，即改變每節勵磁器的邊長。對於那些形狀複雜的被測件，如工字鋼、角鋼等。本發明也可以有效地對其進行勵 磁檢測。例如，兩節單節勵磁器成90度角時就可以對角鋼進行勵磁檢測。勵磁器之間通過連接件上的孔用連接螺栓連接，既可以接入不同數量的單節勵磁 器，也可以通過連接螺栓靈活地改變勵磁器間的角度。而勵磁及檢測裝置將由纜索爬升機器人攜帶至高空，故通常用的直流電磁鐵勵磁在體積、重量、外接電源、檢測方便性上具有劣勢。而釆用永磁鐵作為磁極，方便、可靠， 且無需外加電源，在各方面都比直流電磁鐵有明顯優勢。與現有技術相比，本發明模塊化勵磁檢測裝置具有如下優點1、 該模塊化勵磁檢測裝置可以環抱大直徑纜索對其勵磁，可以達到對纜索均勻磁 化，磁化效果好，有利於漏磁信號的產生。2、 被檢測的主要對象是大跨斜拉橋的纜索，其纜索直徑有很多規格。拿武漢軍山 長江公路大橋來說，其纜索直徑在95mm到145mm之間，以5mm為間隔。通過接入不 同數量的單節勵磁器、改變每節勵磁器的邊長、調節勵磁器間的角度，可以適應不同直 徑的纜索。3、 該模塊化勵磁檢測裝置可以通過自身的調節，保證勵磁和檢測電路到纜索圓周 面的距離在5mm左右，這樣有利於探測到微弱的漏磁信號，便於之後對纜索損壞信號 的後期處理。4、 由於該模塊結構上的優勢，可以通過單節勵磁器間的連接螺栓靈活地改變角度， 可以通過連接件上的孔接入不同數目的單節勵磁器，故可以靈活地改變形狀來適應一些 複雜形狀的被測件的檢測，如工字鋼、角鋼等。5、 採用永久磁鐵勵磁方式無需外接電源，在體積、重量、使用方便性及檢測成本上， 都要比直流有源勵磁方法有明顯的優勢。


圖1是勵磁模塊環抱纜索的示意圖； 圖2是本發明的單節勵磁器示意圖；圖3是兩節單節勵磁器成90度角，對角鋼進行勵磁檢測示意圖。
具體實施方式
一種模塊化勵磁檢測裝置，至少包括2節單節勵磁器12且至少在其中一個單節勵 磁器12上設有牽引支架11，在單節勵磁器12上設有用於相鄰單節勵磁器12轉動連接 的連接件25。上述單節勵磁器的數量可根據被測對象的形狀和大小來確定，單節勵磁器 的數量可在2 10節範圍內，具體可選擇2、 6、 10、 3或7節。本實施例在所述的連接件25上設有孔26，在孔26中設有連接螺栓14，在連接件 25上設有調節槽27，在調節槽27內設有調節螺栓23，並且連接件25通過調節螺栓23 固定在第一磁鐵罩24或第二磁鐵罩29上。本實施例所述的單節勵磁器包括磁橋21，在磁橋21的兩端分別設有第一磁鐵罩24和第二磁鐵罩29，在第一磁鐵罩24內設有第一永磁鐵22，在第二磁鐵罩29內設有第 二永磁鐵30，在第一磁鐵罩24和第二磁鐵罩29之間設有檢測電路28，在第一磁鐵罩 24上設有第一窗口31，在第二磁鐵罩29上設有第二窗口 32。 下面結合附圖，對本發明做詳細說明如圖1所示勵磁模塊環抱纜索的示意圖，當磁化並檢測纜索13時，模塊化勵磁器 分為兩半，每半分別有一節勵磁器12通過牽引支架11與纜索爬升機器人或其他牽引機 構相連，通過螺栓14可以接入不同數量的單節勵磁器12。接入單節勵磁器12的具體數 目、每節勵磁器12的寬度以及單節勵磁器12間的角度視纜索的直徑而定。如圖2所示單節勵磁器示意圖，第一永磁鐵22和第二永磁鐵30分別由第一磁鐵罩 24和第二磁鐵罩29固定在磁橋21的兩端，磁橋21的中間是檢測電路28，第一磁鐵罩 24與連接件25之間通過螺栓23連接，改變調節螺栓23在調節槽27中的位置即可實現 連接件25的縮進與伸出，即改變了單節勵磁器12的寬度。如圖3所示勵磁器檢測角鋼示意圖，當磁化並檢測角鋼16時，兩節單節勵磁器12 通過連接螺栓14連接並調節成卯度。可實現對角鋼的充分勵磁並有效地檢測其漏磁信 號。
權利要求
1、一種模塊化勵磁檢測裝置，其特徵在於，至少包括2節單節勵磁器(12)且至少在其中一個單節勵磁器(12)上設有牽引支架(11)，在單節勵磁器(12)上設有用於相鄰單節勵磁器(12)轉動連接的連接件(25)。
2、 根據權利要求1所述的模塊式勵磁檢測裝置，其特徵在於，在所述的連接件(25) 上設有孔(26)，在孔(26)中設有連接螺栓(14)。
3、 根據權利要求1或2所述的模塊化勵磁檢測裝置，其特徵在於，單節勵磁器包 括磁橋(21)，在磁橋(21)的兩端分別設有第一磁鐵罩(24)和第二磁鐵罩(29)，在 第一磁鐵罩(24)內設有第一永磁鐵(22)，在第二磁鐵罩(29)內設有第二永磁鐵(30)， 在第一磁鐵罩(24)和第二磁鐵罩(29)之間設有檢測電路(28)。
4、 根據權利要求3所述的模塊化勵磁檢測裝置，其特徵在於，在第一磁鐵罩(24) 上設有第一窗口 (31)，在第二磁鐵罩(29)上設有第二窗口 (32)。
5、 根據權利要求4所述的模塊化勵磁檢測裝置，其特徵在於，在連接件(25)上 設有調節槽(27)，在調節槽(27)內設有調節螺栓(23)，並且連接件(25)通過調節 螺栓(23)固定在第一磁鐵罩(24)或第二磁鐵罩(29)上。
全文摘要
本發明公開了一種模塊化勵磁檢測裝置，至少包括2節單節勵磁器且至少在其中一個單節勵磁器上設有牽引支架，在單節勵磁器上設有用於相鄰單節勵磁器轉動連接的連接件。在所述的連接件上設有孔，在孔中設有連接螺栓，在連接件上設有調節槽，在調節槽內設有調節螺栓，並且連接件通過調節螺栓固定在第一磁鐵罩或第二磁鐵罩上。通過改變所接入勵磁器的數目、每節勵磁器的寬度以及勵磁器間的角度，可以對不同直徑的纜索進行磁化和檢測；靈活可變的模塊化勵磁器還可以對其他一些複雜形狀的被測件，如工字鋼，角鋼等進行勵磁及檢測；利用永磁鐵勵磁，霍爾檢測的辦法可以方便有效的檢測被測件的漏磁信號。
文檔編號G01N27/83GK101329304SQ200810022838
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月24日 優先權日2008年7月24日
發明者徐豐羽, 王興松, 奇 謝 申請人:東南大學