基於逆磁致伸縮的混凝土橋梁鋼筋張力測量方法

2023-05-02 17:36:26 1

基於逆磁致伸縮的混凝土橋梁鋼筋張力測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於逆磁致伸縮效應的混凝土橋梁鋼筋張力測量方法，包括以下步驟：1)在被檢測橋梁鋼筋上由裡到外分別設置有感應線圈和激勵線圈，所述感應線圈和激勵線圈同軸繞制且兩者之間絕緣隔離；2)預設激勵電壓參數，並根據預設的激勵電壓參數，在激勵線圈上施加激勵電壓，測定感應線圈上因激勵電壓而產生的感應電壓的各項參數；3)根據步驟2)中測定的任何一組參數，區別分鋼筋的張力為緩慢變化和交流變化兩種情況，分別採用不同的步驟進行計算鋼筋張力；本方法具有易於實現、靈敏性好和可靠性高的優點。
【專利說明】基於逆磁致伸縮的混凝土橋梁鋼筋張力測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於靜態和動態測量橋梁鋼筋所受張力大小的技術，尤其涉及一種基於逆磁致伸縮效應的鋼筋張力測量方法。
【背景技術】
[0002]基於逆磁致伸縮的鋼筋張力測量是利用鋼筋自身的磁特性與其所受張力之間的內在關係從而實現張力測量的一種方法，具有動態響應快，使用壽命長，價格低廉，過載保護能力強等突出優點，已成為國內外張力測量的主要研究熱點之一。
[0003]在國外的研究中，大多數是通過測量材料的平均磁導率隨加載外力的變化曲線，從而換算得到張力。由於磁導率的準確測量和動態測量太困難，相對磁導率在一定的外力變化範圍內的變化比較小。況且，組成鋼筋的磁性材料在被外磁場磁化過程中存在磁滯現象會對磁導率產生影響，而鋼筋材料在受到外力作用時也會影響材料的磁化。因此，有必要通過建立鋼筋材料受力和磁化模型，通過探討加載外力，激勵磁場及材料磁導率之間的相互關係，並通過合理設計傳感方法，從而能夠正確反映張力和輸出電壓之間的關係，提高測量的靈敏度。

【發明內容】

[0004]有鑑於此，本發明的目的是提供一種基於逆磁致伸縮效應的張力測量方法，通過測定已知激勵電壓參數條件下套裝在鋼筋上的感應線圈的感應電壓參數，根據任何一組感應電壓參數，求得鋼筋所承載的張力。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]該種基於逆磁致伸縮效應的張力測量方法，包括以下步驟:
[0007]I)在被檢測鋼筋上由裡到外分別設置有感應線圈和激勵線圈，所述感應線圈和激勵線圈同軸繞制且兩者之間絕緣隔離；
[0008]2)預設激勵電壓參數，並根據預設的激勵電壓參數，在激勵線圈上施加激勵電壓，測定感應線圈上因激勵電壓而產生的感應電壓的各項參數；
[0009]所述激勵電壓參數包括激勵電壓峰值Vs和峰值持續時間t ；
[0010]測得的感應電壓參數包括:感應電壓幅值，感應電壓上升沿的延遲時間At1，感應電壓下降沿延遲時間At2，上升沿結束時和下降沿開始時之間的時間段內感應電壓的變化值Λ V，感應電壓的感應積分電壓；
[0011]3)根據步驟2)中測定的任何一組參數，區別張力為緩慢變化和交流變化兩種情況，分別採用不同的步驟進行計算；
[0012]a.當張力為緩慢變化時，根據下式計算鋼筋承載的張力σ (t):
【權利要求】
1.基於逆磁致伸縮效應的混凝土橋梁鋼筋張力測量方法，其特徵在於:包括以下步驟: 1)在被檢測鋼筋上由裡到外分別設置有感應線圈和激勵線圈，所述感應線圈和激勵線圈同軸繞制且兩者之間用絕緣材料隔離； 2)預設激勵電壓的參數，並根據預設的激勵電壓參數，在激勵線圈上施加激勵電壓，測定感應線圈上因激勵電壓而產生的感應電壓的各項參數； 所述激勵電壓參數包括激勵電壓峰值Vs和峰值持續時間t ； 測得的感應電壓參數包括:感應電壓幅值，感應電壓上升沿的延遲時間△ t1;感應電壓下降沿延遲時間At2，上升沿結束時和下降沿開始時之間的時間段內感應電壓的變化值Δ V，感應電壓的感應積分電壓； 3)根據步驟2)中測定的任何一組參數，區別張力為緩慢變化和交流變化兩種情況，分別採用不同的步驟進行計算； a.當張力為緩慢變化時，根據下式計算鋼筋承載的張力σ(t):
2.根據權利要求1所述的基於逆磁致伸縮效應的張力測量方法，其特徵在於:在步驟I)中，所述感應線圈與激勵線圈的安裝過程如下； 先根據待測鋼筋的型號和截面積，確定鋼筋張力傳感器的激勵線圈匝數和感應線圈匝數.在待測鋼筋上纏繞一匝數確定的感應線圈，感應線圈外纏繞絕緣層，絕緣層外纏繞一匝數確定的激勵線圈，感應線圈和激勵線圈構成測量線圈組，最後利用筒狀軛鐵將測量線圈組包裹，筒狀軛鐵兩端 收口處直徑與待測鋼筋直徑緊密配合。
【文檔編號】G01L5/00GK103454024SQ201310195641
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月24日 優先權日:2013年5月24日
【發明者】唐光武, 姜建山 申請人:招商局重慶交通科研設計院有限公司