基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统，该监测系统包括爬行机器人、腐蚀传感探头和数据控制系统。通过腐蚀传感探头中的三轴磁场传感器测量主缆的磁感应强度，再通过腐蚀传感探头中的无线数据模块将磁场数据传输至数据控制系统，数据控制系统对磁场数据进行处理后，得到主缆的腐蚀位置，从而对悬索桥的主缆进行预警。该监测系统能够解在大气污染严重地区、水污染严重地区、雨水（特别是酸雨）、海洋性环境中等环境作用下对主缆腐蚀进行定量且在线监测，并且能够在保持主缆构件原貌的情况下进行全程自动监测，避免人工高空作业的风险。

Monitoring system and method of main cable corrosion of suspension bridge based on magnetic field

The invention discloses a monitoring system for main cable corrosion of Suspension Bridges Based on magnetic field, which comprises a creeping robot, a corrosion sensing probe and a data control system. The magnetic induction intensity of corrosion sensing probe of three axis magnetic sensor of the main cable, and the magnetic field data to a data control system through wireless data module corrosion sensing probe, data control system to deal with the field data, get the main cable corrosion position, and the main cable on the early warning. The monitoring system can rain solution in serious air pollution area, serious water pollution, area (especially acid rain), medium environment marine environment quantitatively and on-line monitoring of the main cable corrosion, and can completely automatic monitoring in the main cable component original case, avoid the risk of high-altitude operations.

【技术实现步骤摘要】
基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统及方法
本专利技术涉及一种基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统及方法。
技术介绍
主缆是悬索桥结构体系中的重要组成部分，是悬索桥中关键、重要的受力构件，起着牵一发而动全身的重要作用，也是悬索桥结构体系中最为敏感、最容易发生损伤或者破坏的构件。我国酸雨区面积已占国土面积的三分之一，成为继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨沉降区，在这种大气污染严重地区、水污染严重地区、雨水（特别是酸雨）、海洋性环境中，悬索桥主缆极易遭受环境中S2O4、Cl—等腐蚀性介质的侵蚀，主缆的损伤或者破坏会对悬索桥结构产生重大影响甚至引发严重灾难性后果，是延长悬索桥结构使用寿命的瓶颈所在，主缆的性能严重影响悬索桥结构的使用寿命。悬索桥主缆腐蚀是目前造成主缆损伤的主要因素，随着时间的推移其结构性能会不断退化，缩短桥梁的使用寿命，更使得桥梁的安全可靠性评价出现困难。因此，为保障悬索桥的结构安全及预防运营事故的发生，有必要对悬索桥主缆进行腐蚀监测，从而保障悬索桥的全寿命安全。人工观察是早期人们对悬索桥主缆腐蚀监测时常用的方法，但高空作业严重威胁技术人员的生命安全，且存在大量的主观经验成分。磁漏检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统，其特征在于：包括爬行机器人、腐蚀传感探头和数据控制系统；所述爬行机器人沿主缆螺旋爬行；所述腐蚀传感探头安装于爬行机器人上，包括三轴磁场传感器、无线数据传输模块、微处理器、电源和外壳，所述三轴磁场传感器测量主缆的磁感应强度，所述无线数据传输模块将三轴磁场传感器测得的磁感应强度信息发送至数据控制系统，所述微处理器控制三轴磁场传感器和无线数据传输模块，所述电源为三轴磁场传感器、无线数据传输模块和微处理器提供电能，所述外壳将三轴磁场传感器、无线数据传输模块、微处理器和电源封装；所述数据控制系统对磁场数据进行处理，得到主缆的腐蚀位置，从而对悬索桥的主缆进行预警。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统，其特征在于：包括爬行机器人、腐蚀传感探头和数据控制系统；所述爬行机器人沿主缆螺旋爬行；所述腐蚀传感探头安装于爬行机器人上，包括三轴磁场传感器、无线数据传输模块、微处理器、电源和外壳，所述三轴磁场传感器测量主缆的磁感应强度，所述无线数据传输模块将三轴磁场传感器测得的磁感应强度信息发送至数据控制系统，所述微处理器控制三轴磁场传感器和无线数据传输模块，所述电源为三轴磁场传感器、无线数据传输模块和微处理器提供电能，所述外壳将三轴磁场传感器、无线数据传输模块、微处理器和电源封装；所述数据控制系统对磁场数据进行处理，得到主缆的腐蚀位置，从而对悬索桥的主缆进行预警。2.根据权利要求1所述的基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测系统，其特征在于：所述爬行机器人与腐蚀传感探头之间的中心距长度为0.2m，所述腐蚀传感探头的测量中心至主缆外表面的距离为0.02m；所述腐蚀传感探头的外形为长方体，所述三轴磁场传感器位于腐蚀传感探头的几何中心，且所述三轴磁场传感器的x、y和z轴分别与所述腐蚀传感探头的高度、宽度、长度方向平行，宽度和高度取0.02m。3.一种基于磁场的悬索桥主缆腐蚀监测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1）建立坐标系：对于悬索桥的每一根主缆，以主缆开始测量位置的横截面中心为原点，建立柱坐标系，主缆长度方向为轴，主缆环向为轴，主缆横截面的径向为轴，其中，主缆所在的铅垂面为所在的平面，在测量时的每一时刻，上述柱坐标系下的轴、轴和轴方向分别与三轴磁传感器在自身直角坐标系下的x、y和z轴对应；S2）监测悬索桥主缆腐蚀时，爬行机器人沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：江胜华，李伟清，鲍安红，汪时机，杨兴据，梅东，胥兴，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50