基于谐波分析的磁弹拉力测量改进方法研究

来源：机械工程学报杂志2015年第20期北京时间：

作者：吴斌, 苏楠, 刘秀成, 李强光, 何存富

单位：北京工业大学机械工程与应用电子技术学院 北京 100124

摘要：基于磁弹检测机理，提出一种磁弹拉力测量改进方法，即将谐波分析法应用于磁弹信号处理，通过统计信号频域各阶次谐波幅值，引入电气工程中表征波形相对正弦波畸变程度性能参数——总谐波畸变率来表征结构拉力。采用双套筒线圈式磁弹传感器在7芯钢绞线中获取磁弹检测试验信号，对比时域与谐波分析两种处理方法的特点，结果表明，谐波分析法处理过程更为简洁，所确立的标定方程的特性参数(线性拟合方程确定系数、斜率)随统计阶次增加而趋于稳定，且均优于时域处理结果，线性拟合方程确定系数可达0.996以上。同时，应用于高压输电导线的拉力测试，结果再次验证了总谐波畸变率与拉力间的良好线性关系。针对两种试验对象，当总谐波畸变率为1时，不同谐波统计阶次对应的标定方程对拉力的估算值间的相对误差均小于3%(其中7芯钢绞线最大为2.4%，高压输电线最大为2.9%)。该方法为磁弹拉力测量提供了一种新的表征及数据处理手段。

关键词：磁弹,拉力测量,谐波分析,总谐波畸变率；

基金资助：国家自然科学基金(11132002，11402008)和中国博士后基金(2014M560029)资助项目