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摘要
针对预应力钢筒混凝土管PCCP预应力钢丝断裂这一主要失效模式,对基于正交电磁原理的断丝检测技术进行了研究。利用COMSOL有限元仿真软件,建立并优化了检测系统模型,进而对断丝效应进行了理论剖析,分析了边缘效应、断丝与检测器周向相对位置、激励频率、钢丝相对磁导率等因素对断丝信号特征的影响,为实际检测提供了理论指导;分析了钢筒结构对仿真结果的影响,为计算效率的提高提供了参考依据。最终,设计并实现了正交电磁断丝检测系统,创新性地提出一种基于正弦脉宽调制技术和智能功率模块的高压大功率正弦信号线圈驱动方案并设计了相应保护电路,采用锁相放大器可以有效提取断丝信号。实验结果表明,该系统可以有效识别断丝,且成本较低。
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单位精密测试技术及仪器国家重点实验室; 天津大学
