[发明专利]一种柔性的磁通量传感器及其制作和安装方法

说明书

本发明公开了一种柔性的磁通量传感器及其制作和安装方法，用于检测已有结构中外露钢索的拉力。该传感器中的线圈的制作借鉴了计算机光驱及硬盘中的数据线制作技术，将金属丝并排在塑胶保护层内，两端有相应的插接接头。两端的插接接头连接后，就形成一个柔性线圈组件。在现场安装时，激励线圈和感应线圈均可由多层柔性线圈组件组成，各层柔性线圈组件用导线连接。可用于长期测量，更适合现场依次测量结构中钢索的拉力。本发明简化了现场安装，节约了时间，实现了模块化，便于拆装。

技术领域

本发明涉及用于测量结构中拉索索力的一种磁通量传感器及其制作和安装方法，尤其涉及一种柔性的磁通量传感器及其制作和安装方法。

背景技术

近几十年来，随着索结构的应用越来越广泛，悬索结构的设计计算理论也得到了完善和发展。施工过程中及已有结构中的索力控制是关系到结构内力和状态的重要环节。结构材质的恶化、缺陷或意外事故引起的结构损伤，都会引起各构件，特别是拉索的内力重分布。因此，如何确定施工和使用过程中结构的索张力大小成为摆在工程设计人员面前的重大问题。

常用的索力测试方法有压力传感器法和频率法。压力传感器短期精度高、动态性好，但需要串联在受力结构中，在荷载的长期作用下，会出现材料徐变、形变传递失真、零点漂移等问题，耐久性和长期精度不容易保证，由于在受力状态下无法重新校准，无法更换，因此用于长期监测有一定的局限性。频率法测试索力需要测得拉索的振动曲线，并进行频谱分析，得到拉索振动频率的基频或频差。因拉索端部的实际锚固条件比各种相应理论模型中的复杂，基于各种理论模型得到的索力公式各不相同，从理论上就存在误差。

近十年来，磁通量传感器以其优异的性能被开发、应用于测试拉索索力。其优点主要包括：不损伤拉索；传感器维护成本低、使用寿命长；抗干扰能力强、测量精度高、重复性好；系统可自动测量和自动温度补偿；可与计算机系统相连，进行远程健康监测。其应用主要分两种情况。对于即将建造的结构或更换安装的拉索，可采用一体式的磁通量传感器，这种传感器具有和压力式传感器类似的缺点，一次性安装，随着使用时间的推移，精度不断降低，不便更换，造成无法维护。另一种形式是针对已建结构中的拉索，可以现场制作磁通量传感器，此时，与一体式磁通量传感器对应的各个筒体就被分成两个筒片，现场由内到外，合并相应的筒片，现场缠绕相应的导线，现场制作出磁通量传感器。这种现场制作的磁通量传感器仍存在一个缺点，对每根需要测量索力的拉索都要制作，耗时较长。一般情况下，测试后该传感器仍留在结构上，虽然可以拆除，但拆除过程中会造成导线的损伤，并且操作麻烦。

目前，也有哈弗式或两半式磁通量传感器，但制作复杂，体积大，重量大，不便携带。

因此，工程中需要一种各组件模块化、标准化、系列化的磁通量传感器，能够在现场快速安装和拆除，且要求各模块轻便，操作简单。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种柔性的磁通量传感器及其制作和安装方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种柔性的磁通量传感器，用于测量拉索中的内力，包括激励线圈及测量磁场强度的组件，激励线圈中有柔性线圈组件；柔性线圈组件采用计算机中连接光驱及硬盘的数据线制作技术制作而成，包括柔性线带和两端的连接头；柔性线带中有导线并排在柔性电绝缘保护层内；在柔性线圈组件中，柔性线带两端安装有相应的连接头，插接后柔性线带内的导线依次串连。

一种柔性的磁通量传感器的制作和安装方法，主要包括以下步骤：

步骤1.采用计算机中连接光驱及硬盘的数据线制作技术，制备柔性线带，并制备相应的两种连接头；将两种连接头相应地安装在柔性线带两端，形成柔性线圈组件；

步骤2.制备用于柔性线圈组件内侧，保证柔性线圈组件安装后横截面呈圆形的定型体；定型体的宽度大于等于柔性线带的宽度，厚度可调节；柔性线圈组件和定型体组成柔性线圈组合体；