技术领域
[0001] 本
申请涉及
应力检测设备领域，尤其涉及一种便携式输电塔塔材应力检测装置。
背景技术
[0002] 输电线路是电力输送的重要
基础设施，其安全性关系到整个
电网的稳定运行。其中输电塔安全是输电线路中极其重要的一部分，为此，需要时常对输电塔进行应力检测，以防止输电塔荷载过大导致倒塌事故的发生。
[0003] 现有的输电塔应力检测是通过固定在塔材上的应变片、振弦式应变计、光纤应变
传感器等传感元件实现的，然而，这种检测方式只能检测安装了传感元件部位的应力，导致了现有的输电塔应力检测方式灵活性差的技术问题。实用新型内容
[0004] 本申请公开了一种便携式输电塔塔材应力检测装置，用于解决现有的输电塔应力检测方式灵活性差的技术问题。
[0005] 有鉴于此，本申请提供了一种便携式输电塔塔材应力检测装置，包括：检测
探头和
信号处理
电路；
[0006] 所述检测探头包括：U型
铁芯、激励线圈和塔材触头；
[0007] 所述U型铁芯上缠绕有所述激励线圈；
[0008] 所述塔材触头设置在所述U型铁芯的两根柱体之间，并与所述两根柱体连接；
[0009] 所述塔材触头包括：检测线圈和铁
氧体触头，所述铁氧体触头上缠绕有所述检测线圈；
[0010] 所述
信号处理电路的信号输出端与所述激励线圈通信连接，信号接收端与所述检测线圈连接。
[0011] 可选地，还包括：信号发生器；
[0012] 所述信号发生器的控制端与所述信号处理电路的第一通信端通信连接，输出端与所述激励线圈通信连接。
[0014] 所述信号发生器的输出端通过所述
功率放大器与所述激励线圈通信连接。
[0016] 所述数据采集卡的输出端与所述信号处理电路的第二通信端通信连接，输入端与所述检测线圈通信连接。
[0017] 可选地，还包括：信号放大器；
[0018] 所述信号放大器的输入端通过所述信号放大器与所述检测线圈通信连接。
[0019] 可选地，所述检测探头还包括：
压缩弹簧；
[0020] 所述塔材触头与所述两根柱体为活动连接，且所述
压缩弹簧的一端固定在所述塔材触头的一端，另一端与所述激励线圈的
外壳固定，使得所述塔材触头在所述U型铁芯的间隙空间内往复运动。
[0021] 可选地，所述激励线圈具体为两个；
[0022] 所述两个激励线圈分别缠绕在所述U型铁芯的两根柱体上。
[0023] 可选地，所述U型铁芯具体为U型
硅钢片铁芯。
[0025] 所述显示模块的控制端与所述信号处理电路的第三通信端通信连接，用于显示应力检测结果。
[0026] 可选地，所述检测线圈的
匝数为1000～3000。
[0027] 从以上技术方案可以看出，本申请
实施例具有以下优点：
[0028] 本申请提供了一种便携式输电塔塔材应力检测装置，包括：检测探头和信号处理电路；检测探头包括：U型铁芯、激励线圈和塔材触头；U型铁芯上缠绕有激励线圈；塔材触头设置在U型铁芯的两根柱体之间，并与两根柱体连接；塔材触头包括：检测线圈和铁氧体触头，铁氧体触头上缠绕有检测线圈；信号处理电路的信号输出端与激励线圈通信连接，信号接收端与检测线圈连接。
[0029] 本申请的检测装置基于巴克豪森原理进行塔材的应力检测，检测时，检测人员只需将检测探头与输电塔的任意塔材
接触，即可获取该检测点的巴克豪森噪声信号以用于检测塔材的应力，解决了现有的输电塔应力检测方式导致的检测
位置不可变，检测灵活性差的技术问题。
附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本申请实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0031] 图1为本申请提供的一种便携式输电塔塔材应力检测装置的结构示意图；
[0032] 图2为本申请提供的一种便携式输电塔塔材应力检测装置的检测探头的结构示意图。
[0033] 其中，附图标记包括：
[0034] 1、检测探头；2、U型铁芯；3、激励线圈；4、检测线圈；5、铁氧体触头；6、压缩弹簧；7、塔材；8、信号发生器；9、功率放大器；10、信号放大器；11、数据采集卡；12、信号处理电路。
具体实施方式
[0035] 本申请实施例公开了一种便携式输电塔塔材应力检测装置，用于解决现有的输电塔应力检测方式灵活性差的技术问题。
[0036] 基于现有的输电塔应力检测是通过固定在塔材上的应变片、振弦式应变计、光纤应变传感器等传感元件实现，然而，输电塔的体积一般较为庞大，难以在输电塔的每一个部位都固定上传感元件，使得这种检测方式只能检测出部分安装了传感元件的输电塔塔材的应力，导致了现有的输电塔应力检测方式灵活性差的技术问题。
[0037] 请参阅图1和图2，本申请实施例提供的一种便携式输电塔塔材7应力检测装置，包括：检测探头1和信号处理电路12；
[0038] 检测探头1包括：U型铁芯2、激励线圈3和塔材7触头；
[0039] U型铁芯2上缠绕有激励线圈3；
[0040] 塔材7触头设置在U型铁芯2的两根柱体之间，并与两根柱体连接；
[0041] 塔材7触头包括：检测线圈4和铁氧体触头5，铁氧体触头5上缠绕有检测线圈4；
[0042] 信号处理电路12的信号输出端与激励线圈3通信连接，信号接收端与检测线圈4连接。
[0043] 需要说明的是，铁
磁性材料在
磁场的作用下会产生一种特殊的现象——巴克豪森效应(Magnet Barkhausen Effect，MBE)。当铁磁体处于交变磁场的作用下时，内部的
磁畴发生翻转，翻转的过程中遇到钉扎的阻碍，便会释放出巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen Noise，MBN)。由于在最大主应力方向上
磁化率随着应变的增加而增加，从而使得磁畴壁运动的阻碍减小，磁化过程变得容易，因此，随着应力(以拉应力为正，压应力为负)的增加，MBN信号强度线性地增加。
[0044] 本申请的检测装置就是基于上述的巴克豪森效应进行塔材7的应力检测，检测时，检测人员只需将检测探头1与输电塔的任意塔材7接触，即可获取该检测点的巴克豪森噪声信号以用于检测塔材7的应力，解决了现有的输电塔应力检测方式导致的检测位置不可变，检测灵活性差的技术问题。
[0045] 进一步地，还包括：信号发生器8；
[0046] 信号发生器8的控制端与信号处理电路12的第一通信端通信连接，输出端与激励线圈3通信连接。
[0047] 进一步地，还包括：功率放大器9；
[0048] 信号发生器8的输出端通过功率放大器9与激励线圈3通信连接。
[0049] 需要说明的是，本实施例优选采用的片外接入的信号发生器8作为向检测探头1发送信号的设备，还可以通过加入功率放大器9，放大信号发生器8输出的信号，进一步强化检测的效果。
[0050] 另外，如果本实施例的信号处理电路12采用的MCU内置了
正弦波信号输出功能，可以输出符合测试需求的信号的话，则本实施例的信号发生器8可以被省略。
[0051] 进一步地，还包括：数据采集卡11；
[0052] 数据采集卡11的输出端与信号处理电路12的第二通信端通信连接，输入端与检测线圈4通信连接。
[0053] 进一步地，还包括：信号放大器10；
[0054] 信号放大器10的输入端通过信号放大器10与检测线圈4通信连接。
[0055] 需要说明的是，本实施例的数据采集卡11具体用于将接收到的MBN
模拟信号转换为
数字信号，还可以通过加入信号放大器10，放大检测探头1输出的噪声信号，进一步强化检测的效果。
[0056] 另外，如果本实施例的信号处理电路12采用的MCU内置了
模数转换功能的话，则本实施例的数据采集卡11可以被省略。
[0057] 进一步地，检测探头1还包括：压缩弹簧6；
[0058] 塔材7触头与两根柱体为活动连接，且压缩弹簧6的一端固定在塔材7触头的一端，另一端与激励线圈3的外壳固定，使得塔材7触头在U型铁芯2的间隙空间内往复运动。
[0059] 需要说明的是，本实施例将塔材7触头与U型铁芯2的两根柱体通过可活动的连接方式连接，并通过压缩弹簧6同时作为缓冲机构和复位机构，在触头与塔材7接触时，弹簧被压缩，此时弹簧作为缓冲机构，降低触头与塔材7接触时的碰撞力，起到保护触头的作用，当触头与塔材7脱离接触时，弹簧释放，此时，弹簧将作为复位机构，触头恢复至初始状态的位置。
[0060] 进一步地，激励线圈3具体为两个；
[0061] 两个激励线圈3分别缠绕在U型铁芯2的两根柱体上。
[0062] 进一步地，U型铁芯2具体为U型硅钢片铁芯。
[0063] 进一步地，还包括：显示模块；
[0064] 显示模块的控制端与信号处理电路12的第三通信端通信连接，用于显示应力检测结果。
[0065] 进一步地，检测线圈4的匝数为1000～3000。
[0066] 本申请实施例的检测装置的完整工作原理具体为：
[0067] 1)由信号处理电路12
控制信号发生器8发出正弦信号，信号的
频率f范围在0.1-100Hz之间。
[0068] 2)硅钢片铁芯和激励线圈3用于产生交变激励磁场，硅钢片铁芯由薄硅钢片叠制而成，并切割成的U形；激励线圈3由
铜导线绕制而成，两侧的线圈应同向绕制。正弦
电流信号经过功率放大器9后，进入激励线圈3，激励线圈3中的交变电流产生交变磁场。
[0069] 3)将检测探头1紧贴塔材7，通过交变磁场对塔材7表面进行磁化，并产生巴克豪森效应。
[0070] 4)检测线圈4缠绕在铁氧体磁芯上，用于接收MBN信号。
[0071] 5)检测线圈4感应到的MBN信号经过信号放大器10放大后，由数据采集卡11完成模拟信号到数字信号的转换，并进入信号处理电路12完成信号的MBN信号的处理，提取MBN信号特征值，以便根据该MBN信号特征值，并基于MBN信号与塔材7应力关系，计算出塔材7的应力。
[0072] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“
水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0073] 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0074] 以上对本申请所提供的一种便携式输电塔塔材应力检测装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本
说明书内容不应理解为对本申请的限制。
