桥梁缆索缺陷无损检测装置及方法

1.本发明涉及一种缆索缺陷无损检测技术，尤其涉及一种桥梁缆索缺陷无损检测装置及方法。


背景技术：

2.漏磁检测是一种常见的无损检测手段，将其用于桥梁缆索缺陷检测时，主要存在以下问题：漏磁检测时需要向被测对象施加激励磁场，如果激励磁场的强度较小，所产生的漏磁信号十分微弱，漏磁信号提取以及处理都十分困难，而高灵敏度的磁场传感器又成本高昂，不适合大范围推广；如果要增强漏磁信号，就需要增强激励磁场，现场实施难度较大，对硬件和外部电源的要求都较高，应用场景十分有限。


技术实现要素：

3.针对背景技术中的问题，本发明提出了一种桥梁缆索缺陷无损检测方法，其创新在于：所述桥梁缆索缺陷无损检测方法包括：1）在缆索外部设置激励装置；所述激励装置包括衔铁和两个条形磁铁；条形磁铁的上端与衔铁的下侧面连接，两个条形磁铁分别位于衔铁两端，衔铁和条形磁铁构成u形结构体；条形磁铁上缠绕有激励线圈；u形结构体的开口朝向缆索；在缆索外部设置柔性放大电路，在柔性放大电路外壁上设置巨磁热材料层，在巨磁热材料层外壁上设置电容式温度传感器；2）控制激励装置向缆索施加激励磁场；如缆索上存在缺陷，在激励磁场作用下缆索周围会形成漏磁场；柔性放大电路对漏磁场进行放大处理得到增强磁场；在增强磁场作用下，巨磁热材料层产生巨磁热效应；通过电容式温度传感器检测出巨磁热材料层上的温变区域，温变区域即对应缺陷所在位置。
4.前述方案的原理是：巨磁热材料是一种现有材料，当有磁场作用在巨磁热材料上的局部区域时，依据巨磁热效应，巨磁热材料上的相应区域就会产生温变进而在巨磁热材料上形成温度场，根据温度场的分布情况，我们就能知道磁场的分布情况，当作用在巨磁热材料上的磁场是缆索缺陷引起的漏磁场时，据此就能确定缺陷的位置；采用本前述方案后，可以在较低强度的激励磁场条件下检测出缺陷，对硬件和外部电源的要求较低，并且不需要价格高昂的高灵敏磁场传感器，降低漏磁检测的实施难度，有效拓展漏磁检测的应用场景。
5.基于前述方案，本发明还提出了一种桥梁缆索缺陷无损检测装置，其创新在于：包括：两套行走装置、多套轴向传动装置和检测装置；所述检测装置包括环形支架、多个激励装置和检测环；单个激励装置包括衔铁和两个条形磁铁；条形磁铁的上端与衔铁的下侧面连接，两个条形磁铁分别位于衔铁两端，衔铁和条形磁铁构成u形结构体；条形磁铁上缠绕有激励线圈；激励装置设置在环形支架上，u形结构体的开口部朝向环形支架的圆心，多个激励装
置沿环形支架周向均匀分布；多个激励装置构成环状结构，多个u形结构体的开口部在环状结构内壁上形成环形槽；所述检测环由多块柔性检测装置拼接而成；单块柔性检测装置由屏磁层、柔性温度传感器、巨磁热材料层、柔性放大电路和导磁内壳组成；柔性放大电路层叠在导磁内壳的径向外壁上；巨磁热材料层层叠在柔性放大电路的外壁上；柔性温度传感器层叠在巨磁热材料层的外壁上；屏磁层层叠在柔性温度传感器的外壁上；单块柔性检测装置为瓦片状结构，多块柔性检测装置拼接在一起构成检测环；检测环设置在所述环形槽中；所述柔性温度传感器为电容式温度传感器；所述环形支架与轴向传动装置的传动部连接，轴向传动装置的传动方向与环形支架的轴向平行，多套轴向传动装置沿环形支架周向分布；轴向传动装置的两端分别连接在两套行走装置上；行走装置能传动轴向传动装置和检测装置整体移动，轴向传动装置能传动环形支架在两套行走装置之间移动。
6.行走装置和轴向传动装置所实现的功能均为常见功能，具体实施时，可从现有技术中择优采用，本发明附图所示出的行走装置通过4副走行机构将缆索夹住来实现行走，本发明附图所示出的轴向传动装置采用丝杆传动机构，4套传动机构沿环形支架周向分布；采用前述检测装置时，可按如下方式进行检测作业：将检测装置布置在待检测的缆索上；开始检测后，控制多个激励装置向缆索施加磁场激励，同时，通过轴向传动装置传动检测装置向前缓慢移动，此过程中，后方处理模块实时记录柔性温度传感器的输出信号；完成一个检测区域的检测后（即环形支架从检测装置一端移动至另一端），行走装置传动轴向传动装置和检测装置整体移动至下一检测区域，然后控制检测装置对相应检测区域进行检测；前述装置在对单个检测区域进行扫描后，即可获知相应区域上的缺陷信息以及缺陷在缆索轴向和周向上的位置分布情况，检测效率较高。
7.本发明的有益技术效果是：提出了一种桥梁缆索缺陷无损检测装置及方法，该方案对硬件和外部电源的要求较低，能有效降低漏磁检测的实施难度。
附图说明
8.图1、桥梁缆索缺陷无损检测装置结构示意图；图2、柔性检测装置结构示意图；图3、检测装置结构示意图；图4、检测装置局部结构示意图；图5、行走装置端面视图；图6、行走装置侧向视图；图7、行走装置立体视图；图8、轴向传动装置结构示意图；图9、本发明的原理示意图；图中各个标记所对应的名称分别为：衔铁1、条形磁铁2、柔性检测装置3、屏磁层31、柔性温度传感器32、巨磁热材料层33、柔性放大电路34、导磁内壳35、行走装置4、轴向传动装置5、环形支架6、缆索7。
具体实施方式
9.一种桥梁缆索缺陷无损检测装置，其创新在于：包括：两套行走装置、多套轴向传动装置和检测装置；所述检测装置包括环形支架、多个激励装置和检测环；单个激励装置包括衔铁1和两个条形磁铁2；条形磁铁2的上端与衔铁1的下侧面连接，两个条形磁铁2分别位于衔铁1两端，衔铁1和条形磁铁2构成u形结构体；条形磁铁2上缠绕有激励线圈；激励装置设置在环形支架上，u形结构体的开口部朝向环形支架的圆心，多个激励装置沿环形支架周向均匀分布；多个激励装置构成环状结构，多个u形结构体的开口部在环状结构内壁上形成环形槽；所述检测环由多块柔性检测装置3拼接而成；单块柔性检测装置3由屏磁层31、柔性温度传感器32、巨磁热材料层33、柔性放大电路34和导磁内壳35组成；柔性放大电路34层叠在导磁内壳35的径向外壁上；巨磁热材料层33层叠在柔性放大电路34的外壁上；柔性温度传感器32层叠在巨磁热材料层33的外壁上；屏磁层31层叠在柔性温度传感器32的外壁上；单块柔性检测装置3为瓦片状结构，多块柔性检测装置3拼接在一起构成检测环；检测环设置在所述环形槽中；所述柔性温度传感器32为电容式温度传感器；所述环形支架与轴向传动装置的传动部连接，轴向传动装置的传动方向与环形支架的轴向平行，多套轴向传动装置沿环形支架周向分布；轴向传动装置的两端分别连接在两套行走装置上；行走装置能传动轴向传动装置和检测装置整体移动，轴向传动装置能传动环形支架在两套行走装置之间移动。
10.一种桥梁缆索缺陷无损检测方法，其创新在于：所述桥梁缆索缺陷无损检测方法包括：1）在缆索外部设置激励装置；所述激励装置包括衔铁1和两个条形磁铁2；条形磁铁2的上端与衔铁1的下侧面连接，两个条形磁铁2分别位于衔铁1两端，衔铁1和条形磁铁2构成u形结构体；条形磁铁2上缠绕有激励线圈；u形结构体的开口朝向缆索；在缆索外部设置柔性放大电路34，在柔性放大电路34外壁上设置巨磁热材料层33，在巨磁热材料层33外壁上设置电容式温度传感器；2）控制激励装置向缆索施加激励磁场；如缆索上存在缺陷，在激励磁场作用下缆索周围会形成漏磁场；柔性放大电路34对漏磁场进行放大处理得到增强磁场；在增强磁场作用下，巨磁热材料层33产生巨磁热效应；通过电容式温度传感器检测出巨磁热材料层33上的温变区域，温变区域即对应缺陷所在位置。