磁致伸缩导波技术在桥梁缆索腐蚀检测的研究进展

缆索体系作为现代土木建设广泛应用结构之一,作为主要承载部件对整体结构的安全性和使用寿命至关重要。目前可用于缆索体系检测方法主要有视觉检测、索力测量法、声发射、射线、磁性、超声、磁致伸缩导波检测等;本文对上述检测方法进行简要论述和对比的基础上,指出磁致伸缩导波无损检测技术由于具有检测长度大,覆盖结构区域广,可检测远离检测仪器难以到达的区域,无需开挖或拆除包覆层、防腐层等独特的优势,逐渐成为应用广泛的缆索新型无损检测方法。本文对磁致伸缩导波检测原理、传感器、检测实验研究和仪器开发及其应用进行了总结回顾,并对该技术现阶段研究难点和热点以及未来研究趋势进行了归纳总结。     

钢丝绳磨损检测装置的研究

提出了并研究了利用磁桥回路原理检测钢丝绳磨损的装置，由于该装置的检测原理是基于磁性无损检测原理，测量的是钢丝绳金属栽面积的变化，检测结果将不受钢丝绳表面上油泥等非导磁性污物的影响，同时对钢丝绳外部磨损和内部磨损具有同样的检测能力     

基于单线圈斜向磁化的钢管漏磁检测方法

针对目前钢管纵、横向缺陷采用漏磁方法分开检测的不足,依据单线圈磁场特性,提出并分析了基于同轴单线圈、斜置单线圈、辅以聚磁器的斜置单线圈和辅以聚磁器的同轴单线圈的四种钢管磁化方法。得出了单线圈斜置是钢管产生斜向磁化的必要条件,聚磁器能增强斜向磁场的结论。在此结论基础上建立了基于斜向磁化的,可同时检测出纵、横向缺陷的钢管漏磁检测方法。     

基于磁致伸缩效应的钢管缺陷检测实验研究

根据铁磁体具有磁致伸缩特性,提出一种基于磁致伸缩效应的钢管无损检测技术。对其检测原理和系统设计方案作了介绍,并对样本管进行了有缺陷和无缺陷的模拟试验,分别给出了所获得的信号。实验结果表明．该检测技术对钢管缺陷检测是可行的,而且检测灵敏度比较高,安装单个传感器即可对很长段钢管进行检测。     

大直径钢丝绳直径连续测量方法与装置

研制了大量程的碰头式霍尔位移传感器,采用该传感器测量大直径钢丝绳直径并进行了钢丝绳直径测量装置的结构设计,分析了直径测量的误差产生原因以及减小误差的措施。     

漏磁与涡流复合探伤时信号产生机理研究

提出一种直流漏磁和涡流复合探伤方法,以期通过信息融合提高检测灵敏度,但试验中发现涡流探头检测到了钢管的内壁裂纹,而钢管的涡流检测规范也认为信号由涡流效应引起的。采用有限元法和磁源的测试试验分析磁导率和漏磁场对涡流检测信号的影响,结果表明,认为检测信号为涡流效应引起的观点是有误的。应用等效源法对扰动磁场进行分析,理论分析表明,裂纹处由涡流效应引起的扰动磁场相比漏磁效应引起的漏磁场要小得多,裂纹的漏磁场导致检测线圈产生感应电动势从而获得检测信号,而此时涡流效应引起的信号被淹没在漏磁信号中,钢管在磁饱和状态下的涡流检测信号是由裂纹的漏磁场引起的,饱和磁化下铁磁性构件的涡流检测结果要重新认识。     

电磁超声横波测厚传感器研究

首先建立电磁超声横波测厚传感器闭合和开放磁路两种磁化器三维有限元模型,分析了两种结构静磁场和声场分布;然后搭建实验平台,获取电磁超声横波测厚传感器两种结构测厚信号。仿真与实验对比结果表明:闭合磁路与开放磁路电磁超声横波传感器测厚性能接近,而开放磁路传感器具有吸力小、提离高的优点,在工程上更有应用前景。     

基于DDS技术的脉冲涡流检测激励源研制

为提升现有脉冲涡流仪器激励源性能,提高检测灵敏度,利用直接数字频率合成技术的高分辨率、输出任意波形等优点和FPGA可编程特性,研制出可调式脉冲涡流仪器激励源。激励源以FPGA为核心,在D/A、滤波器及上位机等配合下,压缩存储波形数据较好地解决了相位截断引起的杂散问题,能够产生幅值、频率、占空比和边沿时间连续可调的激励信号。实验表明该激励源能输出参数可调正负方波,无明显毛刺,性能稳定,上位机界面友好,能满足脉冲涡流检测对激励源的要求。     

基于钢绞线断丝检测的超声导波传播特性试验

超声导波技术已被成功应用于钢绞线单处断丝检测。然而,实际工程中钢绞线经常发生多处断丝,使用导波检测时,由于钢绞线结构的特殊性和多处断口的存在,使得导波的传播极为复杂。提出在钢绞线同一根钢丝中制作三处断口,通过设计试验获取不同条件卞检测信号的方法来研究导波的传播特性。分析了脉冲信号的衰减和断口回波信号的变化,结果表明：由于钢绞线钢丝之间接触应力的存在,导波遇到某根钢丝中的断口时会发生部分反射,从而降低了导波向前传播的能量;通过断口之后,钢丝之间的能量泄漏使得导波继续在已断钢丝和其他钢丝中同时传播,有利于检测同根钢丝上的其他缺陷。为导波检测钢绞线实际存在的多处断丝奠定了基础。     

基于虚拟示波器的电磁超声测厚软件开发

介绍了基于电磁超声测厚原理的软件设计和开发。该软件采用Visual C＋＋6.0作为开发工具,通过控制HS805虚拟示波器,完成超声激励信号的产生与回波信号的采集,并设计测厚算法,实现了对回波信号的实时处理,最终完成测厚功能。实验结果证明该软件具备较强的实用性,既可实现手动测量,也可用于在线自动化检测。