闭合磁路的磁弹索力传感器优化及实验研究

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• 作者：柳权宋凯刘国勇刘付鹏徐帆
• 会议时间：2014-10-31
• 关键词：磁弹索力传感器 ; 闭合磁路 ; 磁弹效应 ; 应力测量
• 作者单位：柳权,宋凯(南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,南昌 330063)刘国勇,刘付鹏,徐帆(江西飞尚科技有限公司,南昌 330063)
• 母体文献：第五届无损检测高等教育发展论坛学术交流会论文集
• 会议名称：第五届无损检测高等教育发展论坛学术交流会
• 会议地点：重庆
• 主办单位：中国机械工程学会无损检测分会
• 语种：chi
• 分类号：TG1;TB5

摘要

钢缆索具有较强的抗拉强度、抗疲劳强度及抗冲击韧性,并且其重量轻、柔性好,在桥梁建设、起重机、缆车等各大工程设备及领域都有着广泛的应用。由于其长期工作于风振、腐蚀、大载荷及交变载荷环境中,容易产生疲劳累积、应力过大、集中或松弛甚至损伤所致的应力损失,从而对缆索结构的运营状况产生不利影响,所以必须对缆索的应力大小进行实时测量和监测,确保缆索结构体系的正常受力状态。传统的钢缆索应力测量法主要有:频率测定、液压表测定及压力传感器测定三种方法。 针对目前已经工程应用的磁弹索力传感器的磁路结构、工作点及激励信号等设计的不足,本文从铁磁性材料的磁特性出发,结合基于磁弹效应的索力测量原理,设计并制作了单“U”型磁轭的闭合磁路磁弹索力传感器,确定了激励信号的幅值、频率及传感器工作点.实验结果表明,在激励峰峰值为6V时,缆索处于近饱和磁化阶段,此时传感器灵敏度最高,为32.470mV/KN,其测量结果的线性相关系数为0.9704.研制了磁弹索力传感器系统及闭合磁路的磁弹传感器,以直径为9mm的镀锌钢缆索为实验对象,开展了应力测试实验,研究了不同激励强度下的测量信号特征,提出了传感器的最佳磁化工作点。