磁彈儀及軟件使用手冊(cè)

1、磁通量索力測(cè)量系統(tǒng)磁彈儀及軟件用戶指南柳州歐維姆結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)有限公司2010年12月質(zhì)量保證承諾儀器出廠時(shí)已經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試，性能正常。正常使用條件下質(zhì)保期為壹年，終身有償服務(wù)。本儀器出現(xiàn)故障，公司接到通知后48小時(shí)內(nèi)給予響應(yīng)。下列情況雖在有效保證期內(nèi)，亦得酌情收取技術(shù)或材料費(fèi)：不可抗拒力，天災(zāi)地變而損壞操作者過失操作導(dǎo)致故障未按規(guī)定使用電源電壓導(dǎo)致?lián)p壞自行拆修、改裝而導(dǎo)致?lián)p壞借給他人使用以致?lián)p壞自行校正而導(dǎo)致故障轉(zhuǎn)移或運(yùn)送不慎而導(dǎo)致故障己過質(zhì)保期限磁通量索力測(cè)量系統(tǒng)介紹磁通量索力測(cè)量系統(tǒng)主要包括：CCT磁通量傳感器磁彈儀開關(guān)箱數(shù)據(jù)采集軟件安全事項(xiàng)在您使用本產(chǎn)品之前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀本指南提供的相關(guān)信息

2、本產(chǎn)品產(chǎn)生450伏的電壓，使用人員應(yīng)小心操作以免受傷害。使用人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)熟練掌握后，才能進(jìn)行操作灰塵、潮濕以及劇烈的溫度變化都會(huì)影響本產(chǎn)品的使用壽命，因此請(qǐng)避免放置在這些地方。請(qǐng)勿將磁彈儀放在容易搖晃的地方，以免掉落損壞。當(dāng)您使用完畢本產(chǎn)品時(shí)，請(qǐng)確定電源線已經(jīng)拔掉。若在本產(chǎn)品的使用上有任何的技術(shù)問題，請(qǐng)與本公司技術(shù)人員直接聯(lián)系如果儀器有故障或不同程度的損壞，請(qǐng)不要自行嘗試修復(fù)，應(yīng)與本公司技術(shù)人員聯(lián)系進(jìn)行修復(fù)。技術(shù)支持聯(lián)系方式： 電話：07723170980 傳真：07723170980 地址：廣西柳州市龍泉路3號(hào)目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2506

3、23287 第1章 包裝說明 PAGEREF _Toc250623287 h 4 HYPERLINK l _Toc250623288 第2章 概述 PAGEREF _Toc250623288 h 5 HYPERLINK l _Toc250623289 第3章 硬件系統(tǒng) PAGEREF _Toc250623289 h 8 HYPERLINK l _Toc250623290 第4章 磁彈儀面板介紹與操作使用 PAGEREF _Toc250623290 h 11 HYPERLINK l _Toc250623291 第5章 軟件使用與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 PAGEREF _Toc250623291 h 13 HY

4、PERLINK l _Toc250623292 第6章 儀器使用注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc250623292 h 18第1章 包裝說明請(qǐng)確認(rèn)產(chǎn)品包裝是否完整，如果有包裝損壞或任何配件短缺，請(qǐng)盡快與我們聯(lián)系磁彈儀 一臺(tái)磁彈儀電源線 一根用戶指南 一份第2章 概述磁通量索力測(cè)量系統(tǒng)采用最新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)工程學(xué)、電磁學(xué)以及材料學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的理論進(jìn)行設(shè)計(jì)。可以進(jìn)行鐵磁性材料在承受拉壓應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力或張力測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)可以達(dá)到3級(jí)以上，可應(yīng)用在建筑工程、橋梁工程、地下工程、邊坡工程、水電工程等多方面的無(wú)損檢測(cè)。應(yīng)用范圍斜拉橋斜拉索的索力測(cè)試系桿拱橋的吊桿和系桿的索力測(cè)試懸索橋

5、的纜索體系的索力測(cè)試懸索結(jié)構(gòu)拉索的索力測(cè)試張拉結(jié)構(gòu)中張拉構(gòu)件的張拉力測(cè)試預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的體外索和預(yù)應(yīng)力筋的張力測(cè)試巖土工程的地錨索力測(cè)試水電工程的環(huán)錨索力測(cè)試基本原理 磁通量傳感器是基于鐵磁性材料的磁彈效應(yīng)原理制成。即當(dāng)鐵磁性材料承受的外界機(jī)械荷載發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)部的磁化強(qiáng)度（磁導(dǎo)率）發(fā)生變化，通過測(cè)量鐵磁性材料制成的構(gòu)件的磁導(dǎo)率變化，來測(cè)定構(gòu)件的內(nèi)力。磁通量傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示，由初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、溫度傳感器組成。將磁通量傳感器穿心套在導(dǎo)磁材料構(gòu)件外面進(jìn)行測(cè)量時(shí)，初級(jí)線圈內(nèi)通入脈沖電流，構(gòu)件被磁化，會(huì)在構(gòu)件的縱向產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)。由于電磁感應(yīng)，在次級(jí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，由感應(yīng)電壓

6、的積分值計(jì)算構(gòu)件的磁導(dǎo)率。測(cè)量原理見圖2-2。相對(duì)磁導(dǎo)率計(jì)算公式為式中為傳感器面積，與傳感器型號(hào)大小有關(guān)；為構(gòu)件的凈面積，與測(cè)量構(gòu)件的大小有關(guān)；為傳感器內(nèi)含構(gòu)件測(cè)量時(shí)的積分電壓值；為傳感器內(nèi)不含構(gòu)件測(cè)量時(shí)的積分電壓值，即空載值。構(gòu)件的磁導(dǎo)率增量與內(nèi)力的關(guān)系，可用三次方程表示式中，為標(biāo)定擬合系數(shù)；為測(cè)量時(shí)構(gòu)件的磁導(dǎo)率相對(duì)于構(gòu)件零力狀態(tài)時(shí)磁導(dǎo)率的增量。溫度傳感器用于測(cè)量構(gòu)件的溫度，以便消除溫度影響。溫度修正公式為式中測(cè)量時(shí)溫度，為計(jì)算力值采用的標(biāo)準(zhǔn)溫度（20），為標(biāo)準(zhǔn)溫度（20）下的磁導(dǎo)率增量，測(cè)量溫度下的磁導(dǎo)率增量。對(duì)任一種鐵磁性材料構(gòu)件, 在進(jìn)行幾組標(biāo)準(zhǔn)荷載下的標(biāo)定，建立磁導(dǎo)率增量與構(gòu)件內(nèi)力的

7、關(guān)系后，即可用來測(cè)定同型號(hào)構(gòu)件的內(nèi)力。 圖2-1 磁通量傳感器基本結(jié)構(gòu)圖2-2 磁通量傳感系統(tǒng)測(cè)量原理測(cè)量系統(tǒng)功能與特點(diǎn)磁通量測(cè)量系統(tǒng)可直接測(cè)量出傳感器安裝點(diǎn)溫度、構(gòu)件感應(yīng)積分電壓，由此計(jì)算并顯示的構(gòu)件內(nèi)力（或應(yīng)力值）。該測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)為：直接測(cè)量構(gòu)件信息屬于高精度的非接觸測(cè)量支持多通道傳感器測(cè)量自動(dòng)溫度補(bǔ)償單位制支持公制和英制支持遠(yuǎn)程測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)煞N模式，可獨(dú)立操作磁彈儀進(jìn)行測(cè)量使用簡(jiǎn)述磁通量索力測(cè)量系統(tǒng)在使用時(shí)包括兩個(gè)步驟：標(biāo)定階段與測(cè)量階段標(biāo)定階段標(biāo)定的主要目的是將待測(cè)量構(gòu)件（或同類型構(gòu)件），建立不同標(biāo)準(zhǔn)拉力與輸出電壓和溫度的率定關(guān)系，得出計(jì)算公式的系數(shù)、零點(diǎn)積分值和溫度修正系數(shù)。此階

8、段建議采用數(shù)據(jù)采集軟件配合磁彈儀進(jìn)行操作，操作過程將在本指南的后面部分進(jìn)行詳細(xì)說明。測(cè)量階段工程測(cè)量以測(cè)量待測(cè)構(gòu)件的工作應(yīng)力或內(nèi)力為目的。測(cè)量時(shí)，磁通量傳感器必須已經(jīng)事先安裝于待測(cè)構(gòu)件之上，應(yīng)用磁彈儀測(cè)量傳感器的輸出積分電壓和溫度，以此數(shù)據(jù)代入標(biāo)定階段得出的標(biāo)定曲線即可得到待測(cè)構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力或內(nèi)力。第3章 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)組件介紹磁通量傳感器結(jié)構(gòu)健康評(píng)估階段，可用磁通量傳感器監(jiān)測(cè)鋼構(gòu)件的應(yīng)力。它直接從鋼索和預(yù)應(yīng)力筋構(gòu)件中獲取構(gòu)件的磁特性，由此分析構(gòu)件的工作狀態(tài)。磁通量傳感器利用自身的初級(jí)線圈，在構(gòu)件中產(chǎn)生脈沖或周期性變化磁場(chǎng)，利用次級(jí)線圈感知傳感器內(nèi)部構(gòu)件的磁通量變化，獲得構(gòu)件的磁場(chǎng)特性。該測(cè)

9、量方法，屬于非接觸性測(cè)量。為了獲得構(gòu)件的磁特性，需要在不同的應(yīng)力水平和溫度狀態(tài)下，測(cè)量構(gòu)件的磁導(dǎo)率。根據(jù)不同的應(yīng)力水平和溫度狀態(tài)下的測(cè)量數(shù)據(jù)，擬合得出應(yīng)力水平和磁導(dǎo)率的關(guān)系，由此進(jìn)行測(cè)量。由同批次生產(chǎn)的材料構(gòu)成的同尺寸的構(gòu)件，其磁特性是一樣的。與構(gòu)件的大小相適應(yīng)，磁通量傳感器可制成多種型號(hào)。目前磁通量傳感器的穿心內(nèi)徑范圍為5mm到260mm。傳感器可在工廠預(yù)制好，或現(xiàn)場(chǎng)制作。磁通量傳感器的結(jié)構(gòu)由金屬屏蔽封裝空心圓柱體和6芯信號(hào)線組成。傳感器的實(shí)物見圖3-1。圖3-1 磁通量傳感器實(shí)物磁彈儀磁彈儀是通過磁彈效應(yīng)來測(cè)量鐵磁材料應(yīng)力的，測(cè)量過程可由計(jì)算機(jī)控制。磁彈效應(yīng)現(xiàn)象是鐵磁材料的磁特性依賴于施加

10、的機(jī)械應(yīng)力，如拉、彎和扭。用此原理進(jìn)行測(cè)量，被證明是一種有效的方法，屬于非接觸測(cè)量。磁通量傳感器、測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展和創(chuàng)新，隨著在土木和機(jī)械工程中的實(shí)際應(yīng)用而同時(shí)進(jìn)步。磁彈儀（見圖3-2）包括激發(fā)器，信號(hào)調(diào)理器，數(shù)據(jù)采集(DAQ)和內(nèi)置微處理器。它通過傳感器內(nèi)的初級(jí)線圈給構(gòu)件施加激勵(lì)電壓，通過次級(jí)線圈獲取應(yīng)力信息。儀器可以通過輔助鍵盤和液晶顯示屏單獨(dú)使用。也可以遠(yuǎn)程模式工作。遠(yuǎn)程模式工作時(shí)，通過通訊接口如RS232和RS485收發(fā)主機(jī)的命令。磁彈儀是多通道、實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)。其特點(diǎn)為： 充電電壓：80-450V 充電速率：30v/sec 測(cè)量精度：3% F.s. 測(cè)量分辨率：1% F.s.

11、溫度范圍：-20到70 工作電源：交流100240V,60/50Hz 通訊接口 ：RS232C或 RS485 通道數(shù)：16圖3-2 磁彈儀實(shí)物集線開關(guān)箱集線開關(guān)箱是配合磁彈儀對(duì)多臺(tái)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的一種具有擴(kuò)展性能的產(chǎn)品。一臺(tái)多通道磁彈儀可直接控制1臺(tái)16通道標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)箱，見圖3-3?；?臺(tái)8通道標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)箱。圖3-3 8通道開關(guān)箱單個(gè)傳感器測(cè)量 采用磁彈儀對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量或逐個(gè)測(cè)量時(shí)，傳感器的傳輸線直接與磁彈儀的端口相連，見圖3-4。運(yùn)行磁彈儀，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行顯示。也可再將磁彈儀通過RS232通訊端口與電腦相連，進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。圖3-4 單個(gè)傳感器測(cè)量硬件系統(tǒng)多個(gè)傳感器測(cè)量 采用磁彈

12、儀對(duì)多個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，傳感器與開關(guān)集線箱相連，開關(guān)箱再與磁彈儀的信號(hào)端口和地址控制端口相連，磁彈儀對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行顯示。也可再將磁彈儀與電腦相連，進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集。見圖3-5。 圖3-5 多個(gè)傳感器測(cè)量硬件系統(tǒng)第4章 磁彈儀面板介紹與操作使用磁彈儀面板 磁彈儀的液晶顯示屏、功能鍵、指示燈主要布置在前面板，見圖4-1；插頭端口、電源開關(guān)主要布置在后面板，見圖4-2。圖4-1 磁彈儀的前面板圖4-2 磁彈儀的后面板1 數(shù)據(jù)顯示屏，測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在此屏幕上2 選擇操作按鍵，選擇儀器功能3 電源指示燈4 RS232串口通訊連接端，連接磁彈儀與電腦5 傳感器連接端口（6芯線插頭），連接傳感器與磁彈儀6

13、保險(xiǎn)絲7 電源開關(guān)8 電源線接口9開關(guān)箱控制線端口（9芯線插頭）前面板上各功能鍵的功能如下：，功能選擇鍵。返回鍵；取消當(dāng)前操作，返回上一操作界面。確認(rèn)運(yùn)行鍵；按“RUN”鍵進(jìn)行確認(rèn)并進(jìn)入相應(yīng)界面。，方向選擇鍵。按選擇鍵將光標(biāo)移至所需選擇的項(xiàng)目。操作步驟測(cè)量a) 打開后面板電源開關(guān)，按“RUN”鍵進(jìn)入主界面；b) 主界面中，按“RUN”鍵，進(jìn)入測(cè)量界面；c) 按“CHNL”（F2）,并用方向鍵選擇通道。改變到合適的通道后，再按“CHNL”（F2），返回測(cè)量界面；d) 用方向鍵選擇合適的傳感器編號(hào)；e) 給構(gòu)件施加力值，按“RUN”鍵，進(jìn)行測(cè)量。磁彈儀輸入?yún)?shù)后測(cè)量可直接顯示索力，每次測(cè)試建議同時(shí)

14、記錄溫度、積分值和力值。測(cè)量力值時(shí)，建議連續(xù)測(cè)試三次，并取平均值作為測(cè)量結(jié)果。f) 測(cè)量之后按”Back”(F1), 返回主界面第5章 軟件使用與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量測(cè)量過程安裝張拉過程中測(cè)量步驟為：(1) 穿心式安裝傳感器，記錄帶編號(hào)傳感器安裝位置，以便測(cè)試時(shí)選擇通道。(2) 將傳感器的傳輸線與磁彈儀相連，并將磁彈儀連好電源。(3) 拉索未張拉時(shí)，初始零點(diǎn)化，以此作為測(cè)量零點(diǎn)，并記錄好。(4) 后續(xù)張拉過程中，直接進(jìn)入測(cè)量界面，對(duì)應(yīng)通道按RUN進(jìn)行測(cè)量，記錄測(cè)量結(jié)果。最好同時(shí)記錄索力值、溫度和積分值。運(yùn)營(yíng)過程中測(cè)量步驟為：（1）用萬(wàn)用表檢查傳感器內(nèi)電阻，判斷傳感器是否正常。注意：不出現(xiàn)短路現(xiàn)象即為正常。

15、（2）將傳感器與儀器連接好，直接進(jìn)入測(cè)量界面，選好與傳感器對(duì)應(yīng)的通道，按RUN進(jìn)入測(cè)量，記錄測(cè)量結(jié)果。最好同時(shí)記錄索力值、溫度和積分值。軟件操作測(cè)量第一步 將傳感器、磁彈儀、電腦連接好，依次打開儀器和電腦后，從“開始”“所有程序”“Powerstress” “Powerstress”打開軟件；軟件界面如下圖1所示：圖5-1 軟件主界面第二步 串口選擇在上圖軟件主界面點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，進(jìn)入軟件測(cè)量界面，如下圖52所示；圖5-2 軟件測(cè)量界面在上圖中點(diǎn)擊“打開串口”按鈕，彈出如下圖5-3串口選擇配置；在“串口選擇”選項(xiàng)卡中，選擇合適的串口號(hào)后點(diǎn)“確定”按鈕退出串口配置；圖5-3 串口選擇界面串口編號(hào)的

16、查看方法：在電腦桌面“我的電腦”圖標(biāo)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“管理”，彈出如下圖5-4所示界面；圖5-4 串口號(hào)查看在上圖所示左欄中點(diǎn)擊“設(shè)備管理器”后，在右欄中點(diǎn)擊“端口（COM和LPT）”即可查看當(dāng)前電腦的串口號(hào)，如上圖所示的“通訊端口（COM1）”；第三步 在圖5-2界面中點(diǎn)擊“遠(yuǎn)程連接”按鈕，待按鈕旁邊“遠(yuǎn)程連接”字樣前的綠色指示燈點(diǎn)亮后，點(diǎn)擊“傳感器號(hào)”選項(xiàng)，打開下拉菜單選擇需要測(cè)量的傳感器后，再點(diǎn)“手動(dòng)采集按鈕”，即開始測(cè)量，測(cè)量結(jié)果包括傳感器的積分值、力值和溫度三項(xiàng)。也點(diǎn)擊“自動(dòng)采集”按鍵，此時(shí)是自動(dòng)連續(xù)采集多次，并將測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。圖5-5 自動(dòng)多次采集界面第四步 點(diǎn)擊“

17、保存數(shù)據(jù)”按鍵，存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)第五步 測(cè)量其他型號(hào)的傳感器，選擇該型號(hào)傳感器對(duì)應(yīng)得通道編號(hào)，重復(fù)上述操作。手動(dòng)操作測(cè)量第一步 將傳感器和磁彈儀連接好；第二步 打開后面板電源開關(guān)，按鍵進(jìn)入操作界面；第三步 點(diǎn)擊儀器上“RUN”鍵，進(jìn)入運(yùn)行界面，如下圖5-6所示；圖5-6 儀器主界面第四步 按下儀器面板上“RUN”按鍵，進(jìn)入測(cè)量界面。點(diǎn)擊“CHNL”按鍵，選擇通道編號(hào)，再按方向鍵中的上、下鍵，選擇傳感器號(hào)；圖5-7 儀器測(cè)量界面第五步 構(gòu)件張拉至待測(cè)量階段力值時(shí)，按下“Run”鍵，進(jìn)行測(cè)量。第六步 更換傳感器或選擇對(duì)應(yīng)的傳感器號(hào)，重復(fù)上述操作。如上圖5-7所示界面中，“CH#”右邊方框內(nèi)數(shù)值為儀器通

18、道號(hào)，“SN#”右邊方框內(nèi)數(shù)值為傳感號(hào)，“TC”右邊方框內(nèi)數(shù)值為測(cè)量結(jié)果的溫度值，“FORCE KN”下邊方框內(nèi)數(shù)值為測(cè)量結(jié)果的力值，“Ready”右邊方框內(nèi)數(shù)值為測(cè)量結(jié)果的積分值。第6章 儀器使用注意事項(xiàng)使用前注意事項(xiàng)：儀表必須與其配套標(biāo)定的傳感器一起使用。儀表使用環(huán)境:放置儀表的環(huán)境須清潔、干燥、通風(fēng)、溫度適宜。儀表使用時(shí)位置一旦固定，嚴(yán)禁經(jīng)常移動(dòng)特別是帶電移動(dòng)，否則可能導(dǎo)致信號(hào)電纜插頭內(nèi)部引線脫落而產(chǎn)生故障。電源: 使用110220伏，50HZ交流電源，嚴(yán)禁誤接380伏電源。電壓允許變化范圍一般為110伏240伏。任何時(shí)候均建議配備性能良好的穩(wěn)壓器以保證儀表的正常使用，尤其電源電壓波動(dòng)較

19、大的場(chǎng)合。在變更電源線路前必須確定電源電壓符合要求，才能給儀表通電。嚴(yán)禁與強(qiáng)干擾源（如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電鈴、日光燈）使用同一電源插座，以免儀表顯示值不正常。電源應(yīng)具備良好的接地。注意接頭可靠性， 防止短路， 斷路，注意水汽凝結(jié)。測(cè)量之前要保證主線圈結(jié)頭之間，及與接頭端部之間無(wú)短路。無(wú)插頭的臨時(shí)連接，必須用絕緣膠帶纏包絕緣，嚴(yán)禁裸露接頭導(dǎo)線測(cè)量。儀表與傳感器連接為六芯傳輸線,其中兩芯為充電電壓,兩芯為回復(fù)信號(hào),兩芯為溫度信號(hào),使用時(shí)嚴(yán)禁6芯之間相互短路,以免損壞儀表, 儀表充電時(shí)嚴(yán)禁接觸六芯傳輸線，以防觸電。檢查儀表參數(shù)是否設(shè)置好。一般情況下，儀表參數(shù)為出廠前設(shè)置好的，未經(jīng)允許嚴(yán)禁更改。測(cè)量過程中注意事項(xiàng)：現(xiàn)場(chǎng)第1次測(cè)試前，先用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器電阻，確保傳感器線路正常。測(cè)量時(shí)，必須注意選擇儀器測(cè)量通道、