CN107063073B - 一种物体形变电磁监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物体形变电磁监测装置及方法，采用电磁无损检测方法，装置包括多个电磁检测线圈、电磁检测仪器、监测数据管理系统，将多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面或嵌入固定在监测部位内部，并根据被监测物体的监测部位结构特点和监测要求以线阵列或面阵列或空间三维阵列形式分布固定，其中至少一个电磁检测线圈作为激励线圈，与电磁检测仪器的信号激励端电连接，其余多个电磁检测线圈既为接收线圈也为激励线圈，与电磁检测仪器的信号接收端电连接，通过监测与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数的变化，间接监测被监测物体监测部位的结构状态变化，可获得实时有效的结构状态变化监测结果，尤其适用于对称物体的不对称形变监测工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种无损监测装置及方法，特别是涉及一种物体形变电磁监测装置及方法。
背景技术
当前，设施装备结构健康监测技术在设施装备安全运行中具有极为重要的应用意义。例如桥梁、建筑、水坝等设施，在其运行过程中，应采用有效的监测技术监控其结构形变变化，但至今没有有效合理的监测技术手段应用于实际工程中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种物体形变电磁监测装置及方法，采用电磁无损检测方法，实现物体的形变动态监测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种物体形变电磁监测装置，包括多个电磁检测线圈、电磁检测仪器、监测数据管理系统，其特征在于：
所述多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面或嵌入固定在监测部位内部，并根据被监测物体的监测部位结构特点以线阵列或面阵列或空间三维阵列形式分布固定；
所述级联式是指：其中至少一个电磁检测线圈作为激励线圈，与电磁检测仪器的信号激励端电连接；其余多个电磁检测线圈既为接收线圈也为激励线圈，与电磁检测仪器的信号接收端电连接；所述既为接收线圈也为激励线圈是指，当与电磁检测仪器信号激励端电连接的电磁检测线圈激发交变磁场时，与其最近的与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈将作为接收线圈生成感应电流，并将感应电流传输给电磁检测仪器，同时该电磁检测线圈本身感应生成交变磁场，这个感应生成的交变磁场将激励与其相邻的下一个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈生成感应电流和交变磁场，依此，与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈一个接一个地生成感应电流和交变磁场，既为接收线圈也为激励线圈；
电磁检测仪器与监测数据管理系统电连接。
一种物体形变电磁监测方法，采用上述装置，其特征在于：所述监测方法，包括首次标定和实测两个过程，
所述首次标定过程为，
a. 将多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面后，电磁检测仪器激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈，其余的与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈一个接一个地生成感应电流和交变磁场，生成的感应电流发送至电磁检测仪器；
b. 电磁检测仪器将分析处理得到的与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数发送至监测数据管理系统；
c. 监测数据管理系统接收保存与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数，以此作为标定参考感应电流信号参数；
所述实测过程为，
d. 电磁检测仪器定期激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈，并将与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数发送至监测数据管理系统；
f. 监测数据管理系统保存与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数，并以每个电磁检测线圈的感应电流信号参数和监测时间，制作每个电磁检测线圈的监测曲线；当每个电磁检测线圈的感应电流信号参数与步骤c中保存的标定参考感应电流信号参数相同时，监测曲线无突变，即可判定被监测物体的监测部位表面状态无变化；当某一个或多个电磁检测线圈的感应电流信号参数与步骤c中保存的相对应的标定参考感应电流信号参数不同时，某一个或多个电磁检测线圈的监测曲线将出现突变，即可判定某一个或多个电磁检测线圈所处的被监测物体的监测部位结构状态发生变化。
一种物体形变电磁监测方法，进一步的，监测数据管理系统根据每个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈在被监测物体的监测部位表面上的位置参数、每个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈的感应电流信号参数、监测时间，制作被监测物体的监测部位表面的动态监测图，便于监测人员直观监控被监测物体的监测部位结构状态变化。
本发明的有益效果是，采用电磁无损检测方法，装置包括多个电磁检测线圈、电磁检测仪器、监测数据管理系统，将多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面或嵌入固定在监测部位内部，并根据被监测物体的监测部位结构特点和监测要求以线阵列或面阵列或空间三维阵列形式分布固定，其中至少一个电磁检测线圈作为激励线圈，与电磁检测仪器的信号激励端电连接，其余多个电磁检测线圈既为接收线圈也为激励线圈，与电磁检测仪器的信号接收端电连接，通过监测与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数的变化，间接监测被监测物体监测部位的结构状态变化，可获得实时有效的结构状态变化监测结果，尤其适用于对称物体的不对称形变监测工作。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种物体形变电磁监测装置及方法不局限于实施例。
附图说明
下面结合附图中实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例的监测装置及方法示意图。
图2是本发明第一实施例的监测方法中多个中间部分电磁检测线圈的感应电流信号参数与标定参考感应电流信号参数的比较示意图。
图3是本发明第一实施例的监测曲线示意图。
图4是本发明第二实施例的监测装置的电磁检测线圈的面阵列分布示意图。
图5是本发明第三实施例的监测装置的电磁检测线圈的空间三维阵列分布示意图。
图中，T.与电磁检测仪器信号激励端电连接的电磁检测线圈，R.与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈，E.电磁检测仪器，D.监测数据管理系统，A.被监测物体，V. 感应电流信号参数，t.监测时间。
具体实施方式
实施例一，如图1、图2、图3所示，一种物体形变电磁监测装置，包括多个电磁检测线圈、电磁检测仪器E、监测数据管理系统D，其特征在于：
所述多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体A的监测部位表面或嵌入固定在监测部位内部，并根据被监测物体的监测部位结构特点选择以线阵列形式分布固定；
所述级联式是指：其中至少一个电磁检测线圈作为激励线圈，与电磁检测仪器E的信号激励端电连接；其余多个电磁检测线圈既为接收线圈也为激励线圈，与电磁检测仪器E的信号接收端电连接；所述既为接收线圈也为激励线圈是指，当与电磁检测仪器E的信号激励端电连接的电磁检测线圈T激发交变磁场时，与其最近的与电磁检测仪器E的信号接收端电连接的电磁检测线圈R将作为接收线圈生成感应电流，并将感应电流传输给电磁检测仪器E，同时该电磁检测线圈R本身感应生成交变磁场，这个感应生成的交变磁场将激励与其相邻的下一个与电磁检测仪器E信号接收端电连接的电磁检测线圈R生成感应电流和交变磁场，依此，与电磁检测仪器E信号接收端电连接的多个电磁检测线圈R一个接一个地生成感应电流和交变磁场，既为接收线圈也为激励线圈；
电磁检测仪器E与监测数据管理系统D电连接。
一种物体形变电磁监测方法，采用上述装置，其特征在于：所述监测方法，包括首次标定和实测两个过程，
所述首次标定过程为，
a. 将多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体A的监测部位表面后，电磁检测仪器E激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈T，其余的与电磁检测仪器E信号接收端电连接的多个电磁检测线圈一个接一个地生成感应电流和交变磁场，生成的感应电流发送至电磁检测仪器E；
b. 电磁检测仪器E将分析处理得到的与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V发送至监测数据管理系统D；
c. 监测数据管理系统D接收保存与电磁检测仪器E信号接收端电连接的多个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V，以此作为标定参考感应电流信号参数V；
所述实测过程为，
d. 电磁检测仪器E定期激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈T，并将与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V发送至监测数据管理系统D；
f. 监测数据管理系统D保存与电磁检测仪器E信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的R感应电流信号参数V，并以每个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V和监测时间t，制作每个电磁检测线圈R的监测曲线；当每个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V与步骤c中保存的标定参考感应电流信号参数V相同时，监测曲线无突变，即可判定被监测物体A的监测部位表面状态无变化；当某一个或多个电磁检测线圈R的感应电流信号参数V与步骤c中保存的相对应的标定参考感应电流信号参数V不同时，某一个或多个电磁检测线圈R的监测曲线将出现突变，即可判定某一个或多个电磁检测线圈R所处的被监测物体A的监测部位结构状态发生变化。
一种物体形变电磁监测方法，进一步的，监测数据管理系统D根据每个与电磁检测仪器E信号接收端电连接的电磁检测线圈R在被监测物体A的监测部位表面上的位置参数、每个与电磁检测仪器E信号接收端电连接的电磁检测线圈R的感应电流信号参数V、监测时间t，制作被监测物体A的监测部位表面的动态监测图，便于监测人员直观监控被监测物体A的监测部位结构状态变化。
图4是本发明第二实施例的监测装置的电磁检测线圈的面阵列分布示意图，适用于大面积的物体表面状态监测工作。
图5是本发明第三实施例的监测装置的电磁检测线圈的空间三维阵列分布示意图，适用于大型空间立体结构物体的整体结构状态监测工作。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种物体形变电磁监测装置及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种物体形变电磁监测装置，包括多个电磁检测线圈、电磁检测仪器、监测数据管理系统，其特征在于：
所述多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面或嵌入固定在监测部位内部，并根据被监测物体的监测部位结构特点和监测要求以线阵列或面阵列或空间三维阵列形式分布固定；
所述级联式是指：其中至少一个电磁检测线圈作为激励线圈，与电磁检测仪器的信号激励端电连接；其余多个电磁检测线圈既为接收线圈也为激励线圈，与电磁检测仪器的信号接收端电连接；所述既为接收线圈也为激励线圈是指，当与电磁检测仪器信号激励端电连接的电磁检测线圈激发交变磁场时，与其最近的与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈将作为接收线圈生成感应电流，并将感应电流传输给电磁检测仪器，同时该电磁检测线圈本身感应生成交变磁场，这个感应生成的交变磁场将激励与其相邻的下一个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈生成感应电流和交变磁场，依此，与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈一个接一个地生成感应电流和交变磁场，既为接收线圈也为激励线圈；
电磁检测仪器与监测数据管理系统电连接。
2.一种物体形变电磁监测方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：所述监测方法，包括首次标定和实测两个过程，
所述首次标定过程为，
a. 将多个电磁检测线圈级联式分布固定在被监测物体的监测部位表面后，电磁检测仪器激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈，其余的与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈一个接一个地生成感应电流和交变磁场，生成的感应电流发送至电磁检测仪器；
b. 电磁检测仪器将分析处理得到的与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数发送至监测数据管理系统；
c. 监测数据管理系统接收保存与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数，以此作为标定参考感应电流信号参数；
所述实测过程为，
d. 电磁检测仪器定期激励与其信号激励端电连接的电磁检测线圈，并将与其信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数发送至监测数据管理系统；
f. 监测数据管理系统保存与电磁检测仪器信号接收端电连接的多个电磁检测线圈的感应电流信号参数，并以每个电磁检测线圈的感应电流信号参数和监测时间，制作每个电磁检测线圈的监测曲线；当每个电磁检测线圈的感应电流信号参数与步骤c中保存的标定参考感应电流信号参数相同时，监测曲线无突变，即可判定被监测物体的监测部位表面状态无变化；当某一个或多个电磁检测线圈的感应电流信号参数与步骤c中保存的相对应的标定参考感应电流信号参数不同时，某一个或多个电磁检测线圈的监测曲线将出现突变，即可判定某一个或多个电磁检测线圈所处的被监测物体的监测部位结构状态发生变化。
3.根据权利要求2所述的一种物体形变电磁监测方法，其特征在于：进一步的，监测数据管理系统根据每个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈在被监测物体的监测部位表面上的位置参数、每个与电磁检测仪器信号接收端电连接的电磁检测线圈的感应电流信号参数、监测时间，制作被监测物体的监测部位表面的动态监测图，便于监测人员直观监控被监测物体的监测部位结构状态变化。
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