基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统及方法，该系统利用两个导电套筒套设在拉索上形成的等效串联电容作为评判拉索钢结构锈蚀损伤情况的指标因素，而拉索中钢结构因锈蚀损伤而产生的半径变化会相应表现为等效串联电容的变化，从而能够根据等效串联电容实施拉索锈蚀损伤无创检测，系统成本较为低廉；该检测方法流程操作简便，不需要对被测拉索进行专门的磁化处理，也不需要进行复杂的后期数据处理，且其检测原理不存在对测试人员的辐射伤害，所得到的检测结果能够直接定量地表征拉索上钢结构的锈蚀损伤程度，且检测结果较为准确可靠，有利于其在拉索钢结构锈蚀损伤无创探测技术领域中广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统及方法
本专利技术属于拉索结构安全监测
，尤其涉及一种基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统及方法。
技术介绍
在桥梁等大跨度建筑结构工程中，缆吊系统有着非常重要的地位。拉索的锈蚀深度问题涉及到是否更换拉索等揽吊系统，在桥梁健康检测方面具有非常重要的意义。拉索因雨水、风的原因会造成腐蚀、断丝等损伤现象，对桥梁安全造成了很大的隐患。为了避免拉索的损伤缺陷对桥梁造成隐患，需要定期对拉索进行缺陷检测和维护。无损检测在检测过程中对构件的损伤比较小或无损伤，这是桥梁拉索损伤检测的发展方向。针对无损检测，现已涌现出不少技术和方法，主要方法有：人工检测法，主要是通过人工检查拉索系统是否遭受锈蚀，索体是否有破损，定期对索体各部件涂刷防护漆，对已锈蚀的及时除锈，其优点是可定性地直观检查，但缺点是检测费人力物力，检查范围有限，且检测结果仅可用于定性评估，难满足定量评定要求，无法实现对突发性事故隐患的及时发现。放射线检测法，根据拉索上锈蚀部位与未锈蚀部位对射线吸收能力的不同来实现缺陷检测，可以检测拉索表面及内部的损伤和缺陷，但其缺点是为了屏蔽对人体的辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统，其特征在于，包括两个导电套筒、套筒支撑装置和检测装置；两个导电套筒的结构相同，包括导电材料制成的圆筒状的导电筒体，在导电筒体的内壁上覆盖铺设有厚度均匀的弹性绝缘材料层，且弹性绝缘材料层的铺设厚度使得其能够紧密包裹地套设在被检测拉索上；两个导电套筒的导电筒体上各连接有一根导线；所述套筒支撑装置包括用于对两个导电套筒提供支撑的支撑部，以及与所述支撑部传动连接且能够调节支撑力大小的支撑力控制部；所述检测装置包括文氏电桥欠电容电路、频率分析仪、拉索锈蚀损伤检测计算机和稳压电源电路；所述文氏电桥欠电容电路为缺少串联电容或并联电容的文氏电桥剩余部分的电路，且文氏...

【技术特征摘要】
1.基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统，其特征在于，包括两个导电套筒、套筒支撑装置和检测装置；两个导电套筒的结构相同，包括导电材料制成的圆筒状的导电筒体，在导电筒体的内壁上覆盖铺设有厚度均匀的弹性绝缘材料层，且弹性绝缘材料层的铺设厚度使得其能够紧密包裹地套设在被检测拉索上；两个导电套筒的导电筒体上各连接有一根导线；所述套筒支撑装置包括用于对两个导电套筒提供支撑的支撑部，以及与所述支撑部传动连接且能够调节支撑力大小的支撑力控制部；所述检测装置包括文氏电桥欠电容电路、频率分析仪、拉索锈蚀损伤检测计算机和稳压电源电路；所述文氏电桥欠电容电路为缺少串联电容或并联电容的文氏电桥剩余部分的电路，且文氏电桥欠电容电路中所欠缺电容位置的两个节点端分别与两个导电套筒所连接的导线进行电连接，文氏电桥欠电容电路的振荡信号输出端通过放大电路与频率分析仪的信号输入端进行电连接，频率分析仪的频率输出端与拉索锈蚀损伤检测计算机的频率信号采集端进行电连接；所述稳压电源电路分别为文氏电桥欠电容电路、频率分析仪和拉索锈蚀损伤检测计算机供电。2.根据权利要求1所述基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统，其特征在于，所述导电套筒的弹性绝缘材料层为采用绝缘材料制成的充气囊结构，且在其完全充气状态时，弹性绝缘材料层的铺设厚度使得其能够紧密包裹地套设在被检测拉索上。3.根据权利要求1所述基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统，其特征在于，所述拉索锈蚀损伤检测计算机预设有频率-拉索半径函数关系模型，所述频率-拉索半径函数关系模型用以指示接收到的谐振频率值与被检测拉索的检测位半径比例值之间的对应关系，从而能够根据两个导电套筒套设在被检测拉索的检测位置处进行检测时频率分析仪所输出的谐振频率值，通过频率-拉索半径函数关系模型换算得到被检测拉索上检测位置处的钢结构对应的检测位半径比例值，所述检测位半径比例值为被检测拉索上检测位置处钢结构的半径与无损伤位置处钢结构的半径的比值，进而通过换算所得的检测位半径比例值来表征被检测拉索上检测位置处钢结构的锈蚀损伤程度。4.根据权利要求3所述基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统，其特征在于，所述频率-拉索半径函数关系模型的表达式为：其中，λS表示被检测拉索的检测位置处钢结构对应的检测位半径比例值；rC表示导电套筒中导电筒体的内壁半径，r0表示被检测拉索上无损伤位置处钢结构的半径；f0表示采用拉索锈蚀损伤检测系统的两个导电套筒套设在被检测拉索的无损伤位置处进行检测时频率分析仪所输出的谐振频率值，fS表示采用拉索锈蚀损伤检测系统的两个导电套筒套设在被检测拉索的检测位置处进行检测时频率分析仪所输出的谐振频率值；e为自然常数。5.基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取如权利要求1所述基于等效串联电容测量的拉索锈蚀损伤检测系统；2)预先获取拉索锈蚀损伤检测系统中导电套筒的导电筒体内壁半径rC、被检测拉索上无损伤位置处钢结构的半径r0以及采用拉索锈蚀损伤检测系统的两个导电套筒套设在被检测拉索的无损伤位置处进行检测时频率分析仪所输出的谐振频率值f0，记录在拉索锈蚀损伤检测系统的拉索锈蚀损伤检测计算机中作为已知参数；3)将拉索锈蚀损伤检测系统中的两个导电套筒均通过其各自的弹性绝缘材料层紧密包裹...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建庭，廖棱，张洪，赵瑞强，陈悦，夏润川，赵亚宇，庞草原，屈英豪，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50