磁通量检测法对斜拉桥缆索进行无损检测试验相关分析.docVIP

磁通量检测法对斜拉桥缆索进行无损检测试验相关分析 　　摘要：斜拉索是斜拉桥的核心结构，其组成主要是钢绞线或者钢筋，属于金属材料，所以利用其导磁性就可以实现对其无损检验，本文就是从此入手分析了磁通量检测法在斜拉桥缆索检测中的应用，从试验过程到结果再到磁通量传感器的实际应用，说明磁通量检测法对于斜拉锁桥的建设与维护有着很好的效果。 　　关键词：斜拉索 磁通量检测检测过程磁通量传感器 　　 中图分类号：C33 文献标识码：A 文章编号： 　　斜拉缆索缺陷危害与检测技术概述 　　斜拉锁桥是一种近代出现的新型桥梁，从是世界范围内看应用较为广泛，尤其是在大跨径的桥梁上应用比例较大。因为桥梁的结构与受力特征，作为主要承载结构的斜拉索而言其长期处在张紧状态，并受到环境因素的影响，所以其工作状态就受到了普遍的关注。且斜拉索是该桥型成本的主要组成部分，如果提高其耐久性降低其日后的维护成本，延长其寿命，这就取决与缆索质量与日后检测工作。因为缆索是在工作中是一种露天形式，经受的是自然环境的侵袭，如降水、低温、日晒等，所以其采用的保护套会出现不同程度的硬化乃至开裂，而导致其内部的钢丝绞线产生不同程度的腐蚀；同时工作中桥梁与风载荷变化也会产生机械振动而磨损。这些因素都有导致斜拉索出现不同的程度的损坏，一旦损坏达到一定的程度就会出现逐根断裂的情况，就表示钢索的强度到达了极限。国内外都有因为钢索出现断裂而导致的事故，其中一些事故的出现仅在桥梁通车的几年内，而导致的结果是不得不对钢索进行更换，这就给钢索的维护敲响了警钟。所以在施工和使用中，采用检测技术对钢索进行检测与监控就成为了斜拉锁桥建设与使用中的重要保障措施。 　　而在大跨度的斜拉索桥上，缆索的直径较大，增加了对金属检测的难度。桥梁上应用的钢索主要有钢丝索、钢绞线索、钢筋索等，按照不同的桥梁形式进行选择，而钢丝或者钢索之间存在空隙，并要求在钢索间进行水泥浆的灌注以保证钢索的耐腐蚀性，或者在或在索体外缠绕聚醋卷带的方式，导致缆索内部材料属性差异大，电磁介质复杂，缺陷???辨难度增大。近期的缆索外部均有聚乙烯橡胶护套(PE)，护套厚度从几毫米到几十毫米不等，提离距离增加，降低了传感器的检测灵敏度。因此，从缆索结构方面讲，直径大、内部介质复杂以及PF护套等是缆索无损检测的难点。 　　通常利用超声波、主磁通检测、磁通量检测等方式就可对钢索实现无损检验，其中超声波的方法在应用中因为钢索的保护套对超声有衰减作用，所以没有得到普遍应用，而主磁通检测技术主要被应用在钢丝腐蚀性与截面积较小的钢丝检查上；磁通量检测法经过实践证明其适用斜拉桥钢索的断丝检测，其灵敏性高且成本相对低。但是检测环境中不能完全避免出现噪声干扰，所以需要借助小波转换的方式对噪音进行处理，由此获得准确的判断，试验表明磁通量信号转换技术可以满足实际检测的需求。 　　磁通量检测的基本原理分析和试验 　　1、磁通量检测原理 　　缆索在检测的过程中，在强磁的作用下就会被磁化，而如果缆索的内部是完整的则缆索中的磁力线将被束缚在缆索中，所呈现的是一种均匀分布的状态，并且与缆索表面呈现平行，几乎没有磁感应先从表面溢出；如果在缆索的内部存在一个缺陷，这就会导致磁导率改变，因为缺陷的磁导率变低，磁阻增加，使得磁路中呈现的磁通发生改变，出现畸变的磁力线就会被检测到。其中一部分磁通直接穿过缺陷，而另一部分则在缆索内部绕过缺陷位置，还有一部分磁通会泄露到钢索的表面，通过空气绕过缺陷在此进入到钢索中，泄露的磁通量在材料的表面就会形成一个漏磁场而显示出缺陷的位置。通过传感器就可检测到缺陷位置的漏磁量，通过转化信号就可完成对缆索的无损检测。这些信号输入到计算机就可利用软件处理确定缺陷的位置与大小。 　　2、检测设备 　　按照上述的基本原理，如利用霍尼韦尔HMC1022磁阻传感器来组成一个检测电路。HMC1022是一个双轴向的高灵敏度传感器用于磁阻检测，就是在一个硅片上生成一个镍铁涂层，并形成一个电阻带。存在施加磁场的情况下，电桥电阻就会发生改变从而影响输出的电压也随之改变，通常施加在薄膜侧的外部磁场可以使磁力线发生旋转，并改变其角度，使得电阻的值发生改变，并形成惠斯通电桥的电压输出改变。这种镍铁电阻的改变就是所说的磁阻效应，这个效应与电流和磁化矢量有直接关系。 　　这个设备敏感轴被设置成为沿着薄膜的方向，这样就可让施加在镍铁薄膜上的磁场可以引发电阻值的改变最大化；但是敏感轴大于IO高斯的磁场改变，这回干扰甚至翻转薄膜磁场的极性，从而影响传感器的基本特性，这就必须施加一个强的恢复磁场，这种做法就是位置脉冲或者复位脉冲。就是在HMC1022的端口施加一个强脉冲电流，对芯片进行复位处理。在系统中利用一个效应管来提供周期性复位脉冲信号。 　　3、检测过程