斜拉橋索是橋梁結(jié)構(gòu)中用來(lái)支撐橋面板的斜拉鋼索，作為橋梁的重要受力部件，斜拉橋索的狀態(tài)關(guān)乎橋梁整體的安全。作為長(zhǎng)期服役的部件，其容易因雨水滲入老化破損的護(hù)套表面而出現(xiàn)內(nèi)部腐蝕、斷絲等問(wèn)題，給橋梁安全帶來(lái)隱患。

斜拉橋索直徑一般在50 mm以上，長(zhǎng)度在100 m以上。如何對(duì)斜拉橋索進(jìn)行缺陷檢測(cè)一直是橋梁運(yùn)行維護(hù)中的工程技術(shù)難題。漏磁檢測(cè)法是斜拉橋索損傷檢測(cè)的有效手段。橋索在被磁化的過(guò)程中，缺陷位置與無(wú)缺陷位置鋼索的磁導(dǎo)率相差較大，使得磁力線在缺陷處發(fā)生泄漏形成漏磁場(chǎng)，通過(guò)磁敏元件對(duì)被測(cè)部位進(jìn)行掃查即可獲取缺陷信息[1]。俄羅斯INTRON PLUS公司研發(fā)的鋼索無(wú)損檢測(cè)裝置[2]利用漏磁檢測(cè)原理，在檢測(cè)過(guò)程中，強(qiáng)磁體使鋼索磁飽和，然后通過(guò)霍爾元件檢測(cè)鋼索的斷絲和截面缺失缺陷。但大直徑鋼索檢測(cè)裝置的質(zhì)量可能高達(dá)200 kg，且強(qiáng)磁對(duì)鋼絲繩具有很強(qiáng)的吸附力，在檢測(cè)過(guò)程中移動(dòng)阻力較大，易引入干擾信號(hào)。CHRISTEN等[3-4]設(shè)計(jì)了基于漏磁原理的斜拉橋索檢測(cè)儀器，并提出了一種基于偶極子模型的定位方法，利用該漏磁檢測(cè)儀對(duì)東南亞某大橋68根直徑為121~167 mm的斜拉橋索進(jìn)行了檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該儀器能夠?qū)崿F(xiàn)橋索缺陷的軸向定位與缺陷在橫截面位置的定性分析。但該儀器采用的勵(lì)磁電流高達(dá)100 A，長(zhǎng)時(shí)間通電情況下線圈發(fā)熱嚴(yán)重，難以應(yīng)用于實(shí)際工程檢測(cè)。

SINGH等[5]利用巨磁阻（GMR）開發(fā)了一款基于馬鞍形勵(lì)磁的12通道漏磁傳感器，對(duì)直徑64 mm鋼索表面軸向和周向斷絲型和截面缺失型缺陷均具有較好的檢測(cè)能力，但其單次掃查可覆蓋的周向角度有限。JOMDECH等[6]設(shè)計(jì)了多個(gè)小線圈串聯(lián)組成的線圈傳感器，用于檢測(cè)磁通在法向上的變化，最小可以檢測(cè)出寬度為1 mm，深度為2 mm的表面缺陷，但無(wú)法檢測(cè)內(nèi)部缺陷。LIU等[7]提出了一種偏置脈沖磁化新方法，基于漏磁原理研制了鋼索缺陷檢測(cè)傳感器，設(shè)計(jì)了柔性可拆裝的勵(lì)磁線圈，使用單個(gè)隧道磁阻和感應(yīng)線圈實(shí)現(xiàn)了鋼索索體表層缺陷與內(nèi)部3根以上斷絲缺陷的檢測(cè)。楊寧祥等[8]通過(guò)建立三維磁偶極子模型分析了斷絲缺陷的空間漏磁場(chǎng)分布，采用-6 dB閾值法確定了漏磁場(chǎng)的有效擴(kuò)散角，進(jìn)而確定了95 mm直徑鋼索環(huán)形陣列漏磁傳感器磁敏元件的最少數(shù)量，研制了適用于斜拉橋索表面斷絲缺陷檢測(cè)的漏磁陣列傳感器，在提離距離為8 mm的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼索的掃描成像和定位。ZHANG等[9]利用HMR2300型磁強(qiáng)計(jì)對(duì)直徑35 mm的平行鋼絲束進(jìn)行了12條路徑的掃查檢測(cè)，每條路徑間隔30°，實(shí)現(xiàn)了對(duì)平行鋼絲束表面缺陷的軸向和周向定位。郭建美等[10]通過(guò)仿真和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)平行鋼絲束的填充狀態(tài)對(duì)表層缺陷漏磁場(chǎng)具有弱化效應(yīng)。YAN等[11]研發(fā)了一款輕便型高能脈沖勵(lì)磁磁彈儀，磁彈儀利用大容量電容儲(chǔ)能，通過(guò)IGBT（絕緣柵雙極晶體管）實(shí)現(xiàn)快速充電和放電，該勵(lì)磁方式可用于漏磁檢測(cè)。

當(dāng)前斜拉橋索缺陷檢測(cè)普遍采用漏磁檢測(cè)方法，但橋索大多包覆HDPE（高密度聚乙烯）保護(hù)套，造成提離距離增大，缺陷更難檢出[12]。另外，護(hù)套破損可能引起磁敏元件提離波動(dòng)，導(dǎo)致缺陷誤檢[13]。目前關(guān)于工程檢測(cè)中護(hù)套破損導(dǎo)致漏磁檢測(cè)信號(hào)變化的研究較少。由于平行鋼絲拉索的直徑較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于表面缺陷的傳感器檢測(cè)深度有限而無(wú)法檢測(cè)出內(nèi)部缺陷，適用于內(nèi)部缺陷的傳感器檢測(cè)效率較低、功耗大，故需要發(fā)展一種省時(shí)高效的檢測(cè)方法。文章設(shè)計(jì)了一款基于直流和脈沖勵(lì)磁的漏磁檢測(cè)傳感器并搭建了試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該檢測(cè)系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)表層缺陷的定位，也可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部缺陷的檢出。

1. 橋索缺陷檢測(cè)系統(tǒng)

1.1 基于直流和脈沖勵(lì)磁的橋索漏磁檢測(cè)傳感器

鋼索的直徑較大（文章中使用的模擬橋索直徑為95 mm），且鋼索表面和內(nèi)部都可能出現(xiàn)缺陷。勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度是決定檢測(cè)深度的關(guān)鍵，表面缺陷的檢測(cè)采用常規(guī)的直流勵(lì)磁即可實(shí)現(xiàn)，但內(nèi)部缺陷的檢測(cè)依賴于較強(qiáng)的勵(lì)磁場(chǎng)。由于永磁體勵(lì)磁結(jié)構(gòu)笨重，現(xiàn)有鋼索漏磁檢測(cè)時(shí)以電流勵(lì)磁方式為主。但通常線圈激勵(lì)電流為幾安培，不足以對(duì)鋼索進(jìn)行飽和磁化。若想通過(guò)直流線圈激勵(lì)強(qiáng)磁場(chǎng)，激勵(lì)電流需達(dá)到幾十甚至上百安培，但會(huì)導(dǎo)致線圈嚴(yán)重發(fā)熱。工程中發(fā)現(xiàn)斜拉橋索的內(nèi)部缺陷多集中在表面已有缺陷的附近，故可先利用小直流勵(lì)磁方式對(duì)鋼索表面鋼絲進(jìn)行勵(lì)磁，配合高靈敏度的磁敏元件檢測(cè)平行鋼絲拉索的表面缺陷；再利用脈沖勵(lì)磁將鋼索瞬間磁化至近飽和階段，配合感應(yīng)線圈對(duì)表面存在缺陷的附近區(qū)域進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測(cè)，其缺陷檢測(cè)流程圖如圖1所示。高壓脈沖具有產(chǎn)生瞬時(shí)超高能量的特點(diǎn)，可以使鋼索瞬時(shí)飽和，且相比持續(xù)工作的直流勵(lì)磁，脈沖勵(lì)磁能有效解決線圈發(fā)熱問(wèn)題。

圖 1斜拉橋索全截面缺陷檢測(cè)流程圖

直流勵(lì)磁漏磁檢測(cè)原理如圖2所示，通過(guò)施加穩(wěn)定的1 A直流信號(hào)至勵(lì)磁線圈，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，勵(lì)磁線圈內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生方向與斜拉橋索軸向平行的磁場(chǎng)，從而對(duì)橋索索體表層鋼絲進(jìn)行磁化，再應(yīng)用霍爾元件等磁敏元件沿斜拉索掃查實(shí)現(xiàn)橋索表層缺陷的檢測(cè)。針對(duì)大直徑斜拉橋索需要較強(qiáng)勵(lì)磁場(chǎng)的特點(diǎn)，采用線性區(qū)間較大的EQ-730L型霍爾元件（線性工作范圍為±15 mT，靈敏度為130 V/T），能夠在保證檢測(cè)靈敏度的同時(shí)適應(yīng)更廣范圍的磁場(chǎng)區(qū)間。由于在8 mm提離距離下單個(gè)霍爾元件的有效檢測(cè)角度為11.3°，陣列式漏磁傳感器周向至少需要布置32個(gè)霍爾元件。半環(huán)形霍爾陣列結(jié)構(gòu)示意如圖3所示，其由16個(gè)霍爾元件、FPC柔性電路板與骨架組成。將兩個(gè)半環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)稱安裝于陣列式漏磁傳感器內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)橋索表層缺陷的周向覆蓋檢測(cè)。

圖 2直流勵(lì)磁漏磁檢測(cè)原理示意

圖 3半環(huán)形霍爾陣列結(jié)構(gòu)示意

對(duì)于斜拉橋索內(nèi)部缺陷，布置在橋索表面的磁敏元件距離缺陷較遠(yuǎn)，同時(shí)外層鋼絲對(duì)內(nèi)部缺陷處產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)具有屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致磁敏元件難以對(duì)內(nèi)部缺陷漏磁場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)。為解決該問(wèn)題，需要施加更強(qiáng)的勵(lì)磁場(chǎng)，增強(qiáng)內(nèi)部缺陷的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度，才有可能利用橋索表面的磁敏元件檢測(cè)到更深層的缺陷。脈沖磁化作為一種新型勵(lì)磁方式，其檢測(cè)原理如圖4所示，與直流勵(lì)磁的不同之處在于其施加在勵(lì)磁線圈上的是幅值與頻率可調(diào)的脈沖信號(hào)，能夠在瞬時(shí)產(chǎn)生超高能量而將索體飽和磁化。在無(wú)缺陷處，索體的磁導(dǎo)率是均勻的，而存在內(nèi)部缺陷的索體處的磁導(dǎo)率與磁阻會(huì)發(fā)生變化。采用脈沖激勵(lì)時(shí)，利用感應(yīng)線圈即可檢測(cè)索體主磁通量變化，從而判斷是否存在內(nèi)部缺陷。

圖 4脈沖勵(lì)磁漏磁檢測(cè)原理示意

橋索內(nèi)部缺陷采用多個(gè)感應(yīng)線圈組成圓周陣列的形式進(jìn)行檢測(cè)，感應(yīng)線圈能夠?qū)⒚}沖磁化時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。每個(gè)通道感應(yīng)線圈由多個(gè)矩形單元線圈串聯(lián)而成，能夠?qū)S向、徑向與切向三個(gè)方向的磁通分量進(jìn)行測(cè)量，單元線圈內(nèi)部固定放置了一根鐵芯以增加感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度。每通道感應(yīng)線圈輸出信號(hào)幅值與經(jīng)過(guò)單元線圈的磁通密度呈正相關(guān)，而單元線圈的陣元數(shù)量需要兼顧內(nèi)部缺陷檢出能力與圓周方向的分辨率，減少其數(shù)量能夠提升周向分辨率，但同時(shí)感應(yīng)電壓幅值將會(huì)減小，對(duì)缺陷檢出能力與檢測(cè)深度產(chǎn)生影響。綜合考慮選用由8個(gè)矩形單元線圈串聯(lián)而成的通道，其中每個(gè)單元包含800匝密繞線圈和鐵芯，感應(yīng)線圈陣列布置如圖5所示。

圖 5感應(yīng)線圈陣列布置示意

用于斜拉橋索檢測(cè)的漏磁傳感器由霍爾陣列、感應(yīng)線圈陣列、骨架、勵(lì)磁線圈、導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)組成（見圖6）。傳感器勵(lì)磁線圈采用帶狀柔性扁平排線繞制而成，由平行雙環(huán)通過(guò)連接器并聯(lián)構(gòu)成類亥姆霍茲線圈，排線寬度為50 mm，繞制層數(shù)為15層，通過(guò)線圈的電流方向一致，能夠在橋索中心處產(chǎn)生相對(duì)較為均勻的磁場(chǎng)。

圖 6陣列式漏磁傳感器結(jié)構(gòu)示意

1.2 橋索缺陷檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)搭建

漏磁檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)主要由“工”字型掃描架、步進(jìn)電機(jī)、陣列式漏磁傳感器、示波器等組成。掃描架上位機(jī)軟件采用LabVIEW軟件編寫，包含步進(jìn)距離與運(yùn)動(dòng)速度設(shè)置窗口以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向選擇按鈕，能夠?qū)崿F(xiàn)掃描架雙向不同速度、距離的運(yùn)動(dòng)控制?？刂葡鋬?nèi)的運(yùn)動(dòng)控制核心為Arduino UNO單片機(jī)，上位機(jī)通過(guò)VISA串口與單片機(jī)通信，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)掃描架導(dǎo)軌末端的8線步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向、速度與步進(jìn)距離的控制，掃描架搭載陣列式漏磁傳感器能夠進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬橋索試件的檢測(cè)。漏磁檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖 7漏磁檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意

2. 橋索缺陷漏磁檢測(cè)試驗(yàn)

2.1 提離波動(dòng)條件下的漏磁檢測(cè)試驗(yàn)

在研究提離波動(dòng)對(duì)缺陷漏磁檢測(cè)信號(hào)的影響之前，在無(wú)干擾因素下進(jìn)行索體缺陷的檢測(cè)試驗(yàn)以提供參考基準(zhǔn)。首先在直徑7 mm的單根鋼絲試件上，利用線切割加工技術(shù)在鋼絲表面加工具有不同尺寸的凹槽缺陷（見圖8）。共設(shè)置5處凹槽寬度均為1 mm的缺陷，對(duì)其編號(hào)為A~E，深度從1~5 mm（步長(zhǎng)為1 mm）逐漸增大，缺陷之間的距離設(shè)置為200 mm。試驗(yàn)中，采用帶圓孔的有機(jī)玻璃模具，在其內(nèi)部放置57根鋼絲（材料為15#鋼），將缺陷鋼絲置于索體表層。掃查過(guò)程中將單個(gè)霍爾元件放置于距離缺陷正上方10 mm的位置處，勵(lì)磁電流大小設(shè)定為0.8 A。使用所搭建的試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)上述缺陷鋼絲進(jìn)行掃查試驗(yàn)，設(shè)置檢測(cè)速度為0.04 m·s-1，采集并存儲(chǔ)檢測(cè)信號(hào)。

圖 8凹槽缺陷鋼絲放置位置示意

斷面缺陷與護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)錯(cuò)位布置，將深度分別為1，2，3，4 mm的護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)依次放置于4 mm深度與3 mm深度缺陷之間（見圖9），設(shè)置完成后，采用陣列式漏磁傳感器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。另外，對(duì)于外凸型護(hù)套破損，將高度分別為0.5~3 mm（步長(zhǎng)為0.5 mm）的護(hù)套外凸結(jié)構(gòu)依次放置于深度為4 mm和3 mm的缺陷之間，使用漏磁檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)以0.04 m·s-1的速度對(duì)其進(jìn)行勻速掃查。

圖 9護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)示意

2.2 橋索全截面缺陷檢測(cè)試驗(yàn)

在平行鋼絲拉索的表面加工寬度為1 mm，深度為2，3，4，5 mm和寬度為2 mm，深度為2，3，4，5 mm的兩根缺陷鋼絲，為模擬內(nèi)部缺陷出現(xiàn)在表面缺陷附近，在同一截面設(shè)計(jì)了表面和內(nèi)部缺陷。在深度分別為5，4，3 mm的三個(gè)表層缺陷截面上設(shè)置不同類型的內(nèi)部斷絲缺陷，缺陷位置如圖10所示。1#缺陷為位于15°和195°方向，深度為5 mm的表層缺陷及位于135°和315°方向的多根斷絲，2#缺陷為位于15°和195°方向，深度為4 mm的表層缺陷和位于橋索中心的多根斷絲缺陷，3#缺陷為位于15°和195°方向，深度為3 mm的表層缺陷以及位于90°和270°橋索第二層的單根斷絲缺陷，利用上文提到的漏磁掃查系統(tǒng)對(duì)鋼索全斷面缺陷進(jìn)行掃查檢測(cè)。

圖 10平行鋼絲拉索全截面缺陷位置示意

首先，利用直流激勵(lì)，激勵(lì)電流設(shè)為1 A，掃描平臺(tái)搭載32通道霍爾陣列漏磁傳感器對(duì)鋼索進(jìn)行掃查，掃查速度設(shè)為0.07 m·s-1，采樣頻率設(shè)為1 kHz。對(duì)表面缺陷進(jìn)行分析后，再利用脈沖激勵(lì)方式檢測(cè)表面缺陷附近的內(nèi)部缺陷。激勵(lì)電壓設(shè)為400 V，用4通道線圈陣列傳感器對(duì)鋼索進(jìn)行定點(diǎn)檢測(cè)，在鋼索表面每隔5 mm設(shè)立一個(gè)定點(diǎn)，共設(shè)置45個(gè)掃查點(diǎn)。

3. 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 提離波動(dòng)對(duì)漏磁信號(hào)的影響

鋼絲表層相同寬度不同深度缺陷的漏磁檢測(cè)結(jié)果如圖11所示，可以看出：陣列式漏磁傳感器相對(duì)缺陷鋼絲移動(dòng)時(shí)，由（B~E）4個(gè)缺陷引起的漏磁信號(hào)能被檢出，呈現(xiàn)為4個(gè)單極性的信號(hào)波形；而深度為1 mm的A缺陷引起的漏磁信號(hào)未被檢出；缺陷（B~E）引起的漏磁信號(hào)峰值隨深度的增加而增大。

圖 11鋼絲表層相同寬度不同深度缺陷的漏磁檢測(cè)結(jié)果

不同深度護(hù)套內(nèi)凹處的漏磁檢測(cè)信號(hào)如圖12所示，可見，隨著內(nèi)凹深度的增加，特征信號(hào)幅值呈逐漸增大趨勢(shì)。這是由于陣列式漏磁傳感器經(jīng)過(guò)護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)時(shí)，霍爾元件相對(duì)索體發(fā)生了提離距離的變化，從而出現(xiàn)類似于缺陷漏磁信號(hào)的干擾信號(hào)。圖13所示為不同高度護(hù)套外凸結(jié)構(gòu)處的漏磁檢測(cè)信號(hào)，可以看到外凸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的霍爾信號(hào)與內(nèi)凹型處的相反，且其信號(hào)谷值隨著外凸高度的增加呈逐漸增大趨勢(shì)，但由于該信號(hào)與缺陷信號(hào)幅值方向相反， 故在檢測(cè)時(shí)能夠及時(shí)識(shí)別出護(hù)套外凸結(jié)構(gòu)引起的干擾。

圖 12不同深度護(hù)套內(nèi)凹處漏磁檢測(cè)信號(hào)

圖 13不同高度護(hù)套外凸結(jié)構(gòu)處的漏磁檢測(cè)信號(hào)

由于內(nèi)凹型護(hù)套缺陷對(duì)漏磁檢測(cè)信號(hào)會(huì)造成干擾，引起誤檢，故需要對(duì)其進(jìn)行識(shí)別或抑制。通過(guò)加裝視覺檢測(cè)模塊能夠較好地識(shí)別護(hù)套破損從而減少誤檢率。另外，由于外凸高度與干擾信號(hào)的幅值呈正相關(guān)關(guān)系，通過(guò)測(cè)距的方式可以較為精確地評(píng)估干擾信號(hào)的位置和大小，從而為缺陷和護(hù)套破損重疊型信號(hào)提供解耦方法。

3.2 缺陷檢測(cè)結(jié)果分析

霍爾陣列傳感器掃查橋索全斷面缺陷的結(jié)果如圖14所示，可以發(fā)現(xiàn)霍爾陣列傳感器能檢出表面凹槽缺陷，說(shuō)明直流激勵(lì)的勵(lì)磁深度有限，僅表層鋼絲缺陷的漏磁場(chǎng)能夠被霍爾陣列傳感器接收到，而內(nèi)部鋼絲磁化強(qiáng)度不夠，導(dǎo)致缺陷的漏磁場(chǎng)被外層鋼絲屏蔽而無(wú)法被檢測(cè)到。護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了與缺陷漏磁信號(hào)類似的干擾信號(hào)，測(cè)距模塊在相應(yīng)位置同樣產(chǎn)生脈沖信號(hào)，兩類信號(hào)出現(xiàn)在同一位置表明該處的霍爾信號(hào)變化由護(hù)套破損引起，應(yīng)當(dāng)剔除。

圖 14霍爾陣列傳感器掃查橋索全截面缺陷的結(jié)果

線圈陣列傳感器的檢測(cè)結(jié)果如圖15所示，線圈陣列傳感器的信號(hào)在三個(gè)缺陷截面位置有明顯增加。在1#缺陷位置，線圈傳感器4個(gè)通道信號(hào)都有增加，其中通道A和通道D的信號(hào)大致相同，且比通道B和通道C的幅值大，表明通道A和通道D之間即315°方向可能存在位于2，3層的多根斷絲，而通道B和通道C檢測(cè)到的是位于135°方向上的多根斷絲且數(shù)量小于315°方向的，由于通道B比通道C檢測(cè)到的信號(hào)幅值更大，推斷缺陷更偏向通道B一側(cè)。

圖 15全截面缺陷線圈陣列傳感器檢測(cè)結(jié)果

在2#缺陷位置，4個(gè)通道信號(hào)都有增加，幅值大小接近且均大于單根斷絲幅值，可以推斷出缺陷應(yīng)為距離表面較遠(yuǎn)的中心斷絲，且斷絲數(shù)量較多。

在3#缺陷位置，有B和D兩個(gè)通道的信號(hào)有明顯增加，說(shuō)明內(nèi)部缺陷存在于線圈傳感器B和D兩個(gè)通道下方即90°和270°方向，且斷絲缺陷可能存在于橋索的第二層或第三層，綜合1#缺陷信號(hào)來(lái)看，其為第二層單根斷絲的可能性較大。但在以上三個(gè)截面的表層凹槽缺陷位置，線圈傳感器各通道的信號(hào)均無(wú)明顯增加，說(shuō)明線圈傳感器對(duì)于表面凹槽這種小缺陷不敏感。

4. 結(jié)論

文章針對(duì)斜拉橋用平行鋼絲拉索缺陷檢測(cè)的工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于直流和脈沖勵(lì)磁的漏磁掃查平臺(tái)，研究了護(hù)套損傷引起的信號(hào)干擾問(wèn)題，針對(duì)橋索全斷面缺陷掃查及檢測(cè)定位難題進(jìn)行試驗(yàn)，得到的主要結(jié)論如下。

（1）直流勵(lì)磁適用于檢測(cè)平行鋼絲拉索表面缺陷的快速檢測(cè)，脈沖勵(lì)磁能對(duì)鋼索進(jìn)行瞬間飽和磁化從而達(dá)到檢測(cè)內(nèi)部缺陷的目的。根據(jù)鋼索缺陷的分布特點(diǎn)不同，先利用直流勵(lì)磁對(duì)鋼索表面缺陷進(jìn)行快速掃查，在出現(xiàn)表面缺陷的截面位置附近進(jìn)行脈沖定點(diǎn)掃查，檢測(cè)鋼索的內(nèi)部缺陷，這是一種省時(shí)有效的檢測(cè)方式。

（2）護(hù)套內(nèi)凹結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致霍爾元件輸出與缺陷漏磁信號(hào)幅值、頻率相近的脈沖信號(hào)，而護(hù)套外凸結(jié)構(gòu)與之相反。利用視覺模塊識(shí)別護(hù)套缺陷，結(jié)合測(cè)距模塊測(cè)量護(hù)套周向變形，可以幫助識(shí)別干擾，減少護(hù)套破損引起的誤檢。

（3）霍爾陣列傳感器能夠較好地識(shí)別橋索表面缺陷的大小和位置，但難以檢出橋索的內(nèi)部缺陷；線圈傳感器也可以清楚地分辨不同類型的內(nèi)部多處斷絲缺陷，但對(duì)于表面凹槽的小缺陷并不敏感。利用雙環(huán)配合的陣列傳感器可以對(duì)表面小缺陷和內(nèi)部缺陷進(jìn)行分辨，并可以確定缺陷沿圓周方向的區(qū)域位置。

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