本发明专利技术涉及测量技术领域，尤其是一种铁磁性金属厚度测量装置，包括非磁性外壳、放大组件、磁性件、第一等截面应变件和第一光纤光栅，放大组件包括连接杆和转动杆，连接杆与转动杆构成杠杆结构，磁性件与转动杆左侧的杆身连接；第一等截面应变件的一端与转动杆右侧的杆身连接，第一等截面应变件的另一端与非磁性外壳的内壁连接，第一等截面应变件到连接支点的距离小于磁性件到连接支点的距离；第一光纤光栅沿第一等截面应变件的长度方向贴合于第一等截面应变件，用于测量第一等截面应变件的应变变化。本发明专利技术通过杠杆放大原理将磁性测量和光纤光栅应变传感结合在一起，准确地测量铁磁性金属的厚度。性金属的厚度。性金属的厚度。
【技术实现步骤摘要】
铁磁性金属厚度测量装置
[0001]本专利技术涉及管道测量
，尤其是一种铁磁性金属厚度测量装置。
技术介绍
[0002]钢铁是使用最广泛的一种材料，尤其是在建筑以及管道运输等行业。钢铁的厚度作为结构尺寸特征参数之一，多数情况下与结构服役状态、承载能力息息相关。在使用过程中，钢铁也极易发生腐蚀，这种腐蚀作用主要体现在对厚度的影响上。一定条件下，强磁铁与铁磁性金属之间的作用力与厚度有直接的关系，因此通过测量强磁铁与钢铁等铁磁性金属之间的磁吸力就可以对铁磁性金属的厚度进行测量。而光栅光纤作为一种测量精度高、抗干扰能力强、耐腐蚀的新型传感器，已经广泛的应用于各种实际工程中。本专利技术利用磁吸力作用结合光纤光栅传感器，可将铁磁性金属的壁厚信息转化为光纤光栅的波长变化值，开发出一种灵敏度高、形式简洁、易于加工、便于工程应用的铁磁性金属厚度测量传感器，可应用于长距离油气管道的壁厚监测等领域。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种铁磁性金属厚度测量装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]一种铁磁性金属厚度测量装置，包括：
[0005]非磁性外壳；
[0006]放大组件，其包括连接杆和转动杆，连接杆的一端与非磁性外壳的内壁连接，连接杆的另一端与转动杆转动连接，连接杆和转动杆的连接处为连接支点；
[0007]磁性件，磁性件与所述转动杆左侧的杆身连接；
[0008]第一等截面应变件，第一等截面应变件的一端与所述转动杆右侧的杆身连接，第一等截面应变件的另一端与非磁性外壳的内壁连接，第一等截面应变件到连接支点的距离小于磁性件到连接支点的距离；
[0009]第一光纤光栅，第一光纤光栅沿第一等截面应变件的长度方向贴合于第一等截面应变件，用于测量第一等截面应变件的应变变化。
[0010]进一步，磁性件以及第一等截面应变件分别与转动杆的末端连接，转动杆的一端到连接支点的杆身长度与其另一端到连接支点的杆身长度不相等。
[0011]进一步，第一光纤光栅沿第一等截面应变件的长度方向贴合在第一等截面应变件。
[0012]进一步，还包括第二等截面应变件和第二光纤光栅；
[0013]第二等截面应变件的一端与非磁性外壳的内壁连接，第二光纤光栅沿第二等截面应变件的长度方向贴合于第二等截面应变件，用于测量第二等截面应变件的应变变化。
[0014]进一步，第二光纤光栅贴合在第二等截面应变件的中心位置，第一等截面应变件的基体材质和第二等截面应变件的基体材质相同。
[0015]进一步，磁性件为强磁体。
[0016]进一步，非磁性外壳由铝合金材料制成。
[0017]进一步，磁性件与转动杆左侧杆身的上表面或下表面连接，第一等截面应变件与转动杆右侧杆身的上表面或下表面连接。
[0018]本专利技术的有益效果：通过杠杆原理将磁性测量和光纤光栅应变传感结合在一起，将强磁体与铁磁性金属之间的作用力放大，准确地测量铁磁性金属的厚度，具有测量方法简单，对结构无损，并且耐腐蚀、成本低以及精度高等优点。
附图说明
[0019]图1是实施例一提供的铁磁性金属厚度测量装置的一种平面结构示意图。
[0020]图2是实施例一提供的铁磁性金属厚度测量装置的另一种平面结构示意图。
[0021]图3是实施例二提供的铁磁性金属厚度测量装置的平面结构示意图。
[0022]图4是实施例三提供的铁磁性金属厚度测量装置的一种平面结构示意图。
[0023]图5是实施例三提供的铁磁性金属厚度测量装置的另一种平面结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的描述。
[0025]实施例一
[0026]参阅图1和图2，该铁磁性金属厚度测量装置包括非磁性外壳100以及作为检测器件的放大组件200、磁性件300、第一等截面应变件400和第一光纤光栅500。
[0027]非磁性外壳100用于封闭其内部的检测器件，保护内部的检测器件，防止外界因素影响检测精度，避免管道内容物污染非磁性外壳100内部的检测器件，在本实施例中，非磁性外壳100由铝合金材料制成，非磁性外壳100具有良好的刚度。
[0028]放大组件200包括连接杆201和转动杆202，连接杆201的一端与非磁性外壳100的内壁连接，连接杆201的另一端与转动杆202转动连接，连接杆201与非磁性外壳100的内壁相互垂直，连接杆201和转动杆202的连接处为连接支点。
[0029]连接支点的左右两侧分别是转动杆202的杆身，其中，磁性件300与转动杆202左侧的杆身连接，第一等截面应变件400的一端与转动杆202右侧的杆身连接，第一等截面应变件400的另一端还与非磁性外壳100的内壁连接，第一等截面应变件400与非磁性外壳100的内壁相互垂直，且第一等截面应变件400到连接支点的距离小于磁性件300到连接支点的距离。
[0030]在本实施例中，磁性件300为强磁体，磁性件300的尺寸大于带测量铁磁性金属的厚度。
[0031]第一光纤光栅500用于检测第一等截面应变件400的应变量，其沿第一等截面应变件400的长度方向贴合于第一等截面应变件400，当第一等截面应变件400受力产生应变时，第一光纤光栅500可随之发生应变。
[0032]在本实施例中，磁性件300和第一等截面应变件400可以是同时处于转动杆202的上侧，也可以是同时处于转动杆202的下侧。
[0033]本实施例提供的铁磁性金属厚度测量装置通过杠杆放大原理将磁性测量和光纤光栅应变传感结合在一起，磁性件300与待检测铁磁性金属磁性相吸，使磁性件300有靠近该铁磁性金属的倾向，磁性件300与铁磁性金属的距离恒定，磁吸产生的拉力通过转动杆202按比例放大后，作用于第一等截面应变件400，第一等截面应变件400具备良好的线弹性变形能力，并满足小变形条件，在第一等截面应变件400的弹性范围内发生应变时，第一光纤光栅500协同变形，通过光纤光栅解调仪解调第一光纤光栅500的中心波长变化，从而实现对铁磁性金属厚度的测量。
[0034]具体的测量计算过程如下：
[0035]根据如下公式(1)确定第一等截面应变件400受力与磁性件300拉力的关系：
[0036]F1·
L1＝F2·
L2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0037]其中，F1表示磁性件300向转动杆202左侧施加的拉力，L1表示磁性件300到连接支点的杆身长度，F2表示转动杆202右侧的第一等截面应变件400受到的拉力，L2表示第一等截面应变件400到连接支点的杆身长度。
[0038]根据如下公式(2)确定第一等截面应变件400的轴向应变与磁性件300拉力的关系：
[0039][0040]其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种铁磁性金属厚度测量装置，其特征在于，包括：非磁性外壳(100)；放大组件(200)，其包括连接杆(201)和转动杆(202)，所述连接杆(201)的一端与非磁性外壳(100)的内壁连接，所述连接杆(201)的另一端与转动杆(202)转动连接，所述连接杆(201)和转动杆(202)的连接处为连接支点；磁性件(300)，所述磁性件(300)与所述转动杆(202)左侧的杆身连接；第一等截面应变件(400)，所述第一等截面应变件(400)的一端与所述转动杆(202)右侧的杆身连接，所述第一等截面应变件(400)的另一端与非磁性外壳(100)的内壁连接，所述第一等截面应变件(400)到连接支点的距离小于磁性件(300)到连接支点的距离；第一光纤光栅(500)，所述第一光纤光栅(500)沿第一等截面应变件(400)的长度方向贴合于第一等截面应变件(400)，用于测量第一等截面应变件(400)的应变变化。2.根据权利要求1所述的铁磁性金属厚度测量装置，其特征在于，所述磁性件(300)以及第一等截面应变件(400)分别与转动杆(202)的末端连接，所述转动杆(202)的一端到连接支点的杆身长度与其另一端到连接支点的杆身长度不相等。3.根据权利要求1所述的铁磁性金属厚度测量装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，张诗悦，李东升，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：
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