专利名称：一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种测量铁磁材料内部应力的传感器。
背景技术：
通过测量导磁率获取铁磁材料构件内部应力信息，已成为一种常用技术。常用的方法是在被检测的钢铁构件上分别用单根金属导线绕制两个相互隔离的线圈，向其中一个线圈馈入磁化电流，在另一个线圈两端输出与钢铁构件内部应力相关电压信号，其典型方案如Wang M L, Chen Z L, Koontz S S, Magnetoelastic method of Stress monitoring in Steel tendons and cables. Nondestructive Evaluation of Highways, Utilities, and Pipelines. IV, Proceeding of SPIE，2000 所述。采用这种方法制作的传感器须固定安装在被监测构件上，使用中不能自由拆卸， 亦不能用同一个传感器监测其他钢铁构件的应力。本发明目的在于提出一种新的技术方案，使传感器适于多种不同钢铁构件的应力测量，以其构成便携式磁应力测量仪器。

发明内容
具有自由开合线圈的磁测量应力传感器由两个相互隔离的线圈与被测钢铁构件共同组成，一个线圈被馈入磁化电流，从另一个线圈两端输出与应力相关的电压信号，被馈入磁化电流的线圈由多根相互绝缘并行的金属导线构成，这些相互绝缘的并行金属导线在一端分别与接插件的插头接点相连，在另一端与接插件的插座接点相连，各条导线以这样的方式与接插件的插头、插座接点相连当分别与多根并行金属导线相连的插头与插座插接扣合时，原本相互绝缘并行的金属导线依次首位相接，构成一个串联的线圈，这个串联的线圈有一个电流输出端和一个电流输入端，接插件扣合之后形成的线圈匝数，等于原初并行导线的根数与多股并行导线绕在被测钢铁构件上缠绕圈数之乘积。采用本发明技术方案，可以使传感器自由安装拆卸，适于测量多种不同结构形状的钢铁构件内部应力，制造便携式磁应力测量仪器，用于测量桥梁、建筑物结构、高压线铁塔、重型机械和动力设备载荷状态下钢铁部件内部的应力。


1、两个线圈构成的磁应力传感器示意图2、多根并行金属导线通过接插件构成的传感器示意图3、多根并行金属导线与接插件的连接方式示意图4、多根并行金属导线通过接插件构成输出与应力相关电压信号的线圈示意图
具体实施例方式一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，由馈入磁化电流的线圈1、输出被测钢铁构件应力相关电压信号的线圈2和被测钢铁构件3构成(如图1)，其特征是线圈1由M条并行相互绝缘的金属导线束4与插头5和插座6构成，4中各条金属导线的一端分别与插头5的对应接点连接，另一端分别与插座6的对应接点连接，金属导线束4在被测钢铁构件3上缠绕N圈之后，插头5与插座6扣合，4中的M 条金属导线依次首尾相接，构成M个串联的线圈7，线圈7匝数为M与N的乘积，M取值范围从2到1000，N取值范围从1到500，7有一个输入端8和一个输出端9(如图 2)。M条并行相互绝缘的金属导线束4一端顺序与插头5的M个接点相连，M和N 是正整数，4的另一端与插座6的M个接点错一位顺序相连(如图3)。线圈2由K条并行相互绝缘的金属导线束10与插头11和插座12构成，10中各条金属导线的一端分别与插头11的对应接点连接，另一端分别与插座12的对应接点连接，金属导线束10在被测金属构件3上缠绕L圈之后，插头11与插座12扣合，10中的K条金属导线依次首尾相接，构成K个串联的线圈13，K和L是正整数，K取值范围从2到500，L取值范围从1到200。线圈13的匝数为K和L的乘积，13
有一个输入端14和一个输出端15(如图4)。
权利要求
1.一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，由馈入磁化电流的线圈1、输出被测钢铁构件应力相关电压信号的线圈2和被测钢铁构件3构成，其特征是线圈1由M 条并行相互绝缘的金属导线束4与插头5和插头6构成，4中各条金属导线的一端分别与插头5的对应接点连接，另一端分别与插座6的对应接点连接，金属导线束4
在被测钢铁构件3上缠绕W圈之后，插头5与插头6扣合，4中的M条金属导线依次首尾相接，构成M个串联的线圈7，线圈7匝数为M与N的乘积，M和N是正整数，7
有一个输入端8和一个输出端9。
2.权利要求1所述的一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，其特征是M取值范围从2到1000，N取值范围从1到500。
3.权利要求1所述的一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，其特征是M条并行相互绝缘的金属导线束4一端顺序与插头5的M个接点相连，4的另一端与插座6
的M个接点错一位顺序相连。
4.权利要求1所述的一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，其特征是线圈2
由K条并行相互绝缘的金属导线束10与插头11和插座12构成，10中各条金属导线的一端分别与插座11的对应接点连接，另一端分别与插座12的对应接点连接，金属导线束10在被测金属构件3上缠绕L圈之后，插头11与插座12扣合，10中的K条导线依次首尾相接，构成K个串联的线圈13，线圈13的匝数为K与L的乘积。13有一个输入端14和一个输出端15。
5.权利要求4所述的一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，其特征是K取值范围从2到500，L取值范围从1到200。
全文摘要
一种具有自由开合线圈的磁测量应力传感器，由两个相互隔离的线圈与被测钢铁构件共同组成，一个线圈馈入磁化电流，馈入磁化电流的线圈由多根并行相互绝缘的金属导线构成。这种传感器可以自由安装拆卸，适于测量多种工作状态与结构形态的铁磁材料内部应力，用以制造便携式磁应力测量仪器，测量桥梁、建筑结构、高压线铁塔、起重运输设备载荷状态下的部件应力。
文档编号G01L1/12GK102539027SQ20101059221
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者卜琰, 张开逊, 徐赤 申请人:杭州自动化技术研究院有限公司