隧道磁电阻传感器在钢丝绳无损检测中的应用

YDT-(A)钢丝绳芯输送带无损探伤仪（以太网）操作指南首先,我们要了解本套系统的原理:电磁感应。

也就是通过线圈切割磁力线产生电流或者电压信号。

图1图1是传感器的安装示意图，其中A、B、C 3个箱中共安装了28-30个传感器，分别为A箱9-10个，B箱9-10个，C箱10个，不同的皮带宽度传感器箱内所布置的传感器数也不同，D箱为磁铁为皮带中的钢丝绳加磁也就是磁化皮带中的钢丝绳。

（这时我们要清楚磁铁的一些属性，磁铁的两极（N极，S极）通俗讲就是两端，磁力线是从N极出来回到S极。

当钢丝绳被磁化以后，它就相当于一块磁铁，据有了磁铁的所有属性。

）接下来我们就明白为什么皮带正常运行时，在采集界面下会出现接断头的信号图形。

（也就是，当钢丝绳也出现了像磁铁一样的两个极N，S极时，它才会产生信号，没有磁化的钢丝绳是检测不到信号的，因为没有两极，也就不会有磁力线）采集的时候，我们可以明显的看到接头、断绳信号，就是因为接头、断绳处形成了磁铁的极性，当皮带两接头之间出现了损伤或者是断绳的时候，也就是它有了磁铁的极性的时候，才能产生信号。

注意目前软件设定当一根钢丝绳断裂时才报警，其它情况如断股或断丝只反映不报警。

以上图为例，上图的钢丝绳，一根里面有七股（左图），每股里面又有19丝（右图）。

断丝表示这19丝中有部分断裂，断股表示这七股中有部分股断裂，而断绳表示整根钢丝绳都断裂了。

原理明白以后我们看看操作：软件采集处理流程：1、实时数据采集（第二步、第三步和第四步）2、数据后期处理 （第五步）3、查看疑问数据（第六步）4、查看接头趋势曲线，判断接头粘合力是否下降（第六步）5、接头查询或断头查询（第六步）6、打印报表（第七步）具体的操作如下：第一步：启动计算机，进入操作系统。

第二步：点击桌面上的图标 ，出现如下界面（图2）：图2 图3第三步：点开始后会出现图3的显示，左下角的圆圈变成绿色，并提示网络已连接，右下角也有相应的提示。

钢丝绳无损检测技术及应用发布时间：2022-07-18T02:58:14.103Z 来源：《建筑设计管理》2022年4期作者：胡凯[导读] 严格控制电梯的设计、制造和安装，加强检验的目的是消除和减少因机械损伤、磨损或腐蚀而导致的剪切、挤压、坠落、撞击、被困、火灾、触电和材料失效等潜在危险，确保电梯的安全运行。

胡凯浙江省特种设备科学研究院浙江杭州 310000摘要：严格控制电梯的设计、制造和安装，加强检验的目的是消除和减少因机械损伤、磨损或腐蚀而导致的剪切、挤压、坠落、撞击、被困、火灾、触电和材料失效等潜在危险，确保电梯的安全运行。

电梯的监督检验，无论是电梯的验收检验，还是定期检验，都是无损检验。

关键词：电梯钢丝绳；无损检验技术；应用引言一般捻制钢丝绳的钢丝应具有较高的强度和韧性。

一般采用优质碳素结构钢冷拉制成。

钢中的磷、硫等杂质应控制在0.035%以下。

钢丝绳可以由单强度钢丝组成，也可以内外层由不同强度的钢丝组成，称为双强度钢丝绳。

根据绳股的捻合方向，钢丝绳可分为交替捻合和同向捻合两种。

在悬挂的情况下经常使用捻线，因为绳和股的捻线趋势相反，在使用中不容易松和扭。

下面将讨论电梯钢丝绳的无损检测技术和维护保养。

1钢丝绳的类型钢丝绳多为圆股钢丝绳，根据绳中钢丝的接触状态分为点接触钢丝绳、线接触钢丝绳和面接触钢丝绳。

点接触钢丝绳是普通钢丝绳，由直径相同的钢丝捻制而成。

由于制造简单，价格低廉，广泛应用于起重机械和牵引机械，但灵活性较差，使用寿命短。

线接触钢丝绳由不同直径的钢丝捻制而成，内部钢丝之间的接触成线状，钢丝间的挤压应力比点接触钢丝绳小得多。

线接触钢丝绳由于挠性好，使用寿命长，现已在起重机械尤其是电梯中广泛使用。

面接触钢丝绳是由不同截面的异形钢丝组成，使内部钢丝呈面接触。

一般用于特种用途。

2 电梯钢丝绳常见故障故障的分类及如何判断，电梯主要由机械、主驱动电路和电气控制部分组成。

主驱动系统也可以属于电气系统，所以电梯故障可以分为机械故障和电气故障。

无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的应用探析一、电梯钢丝绳的检测意义电梯钢丝绳是支撑电梯运行的关键部件，一旦出现问题将对电梯的安全运行带来极大的隐患。

目前，电梯钢丝绳主要存在以下问题：疲劳、断丝、磨损等。

而这些问题可能会直接影响到电梯的安全运行。

对电梯钢丝绳进行定期检测显得尤为重要，而传统的检测方法往往需要停机维护，给电梯的正常运行带来不便。

而无损检测技术则可以在不影响电梯正常运行的情况下，对钢丝绳的安全状况进行全面检测。

二、无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的应用1. 磁粉探伤技术磁粉探伤技术是一种常用的无损检测方法，它根据钢铁磁性的特性，利用涂有磁性颗粒的磁粉在外加磁场的作用下对钢材进行检测。

在电梯钢丝绳的检测中，可以通过在钢丝绳表面喷涂磁粉，并在钢丝绳两端施加磁场，通过观察磁粉的分布情况来判断钢丝绳的裂纹、断丝等情况。

这种方法简单易行，可以快速检测大面积的钢丝绳，而且对钢丝绳没有影响，是一种常用的电梯钢丝绳无损检测方法。

三、无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的优势1. 高效性：无损检测技术可以在不影响电梯正常运行的情况下，对钢丝绳的安全状况进行全面检测。

而且这些检测方法操作简单，可以快速检测出钢丝绳内部的各种问题。

2. 精准性：无损检测技术可以通过对钢丝绳内部缺陷的检测，精准地判断钢丝绳的安全状况，能够提前发现问题，为电梯的维护和保养提供重要的参考依据。

3. 安全性：无损检测技术对电梯的正常运行没有影响，可以在电梯正常运行的情况下对钢丝绳进行检测，提高了电梯的安全性。

四、无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的局限性1. 技术要求：无损检测技术对操作人员的技术要求较高，需要经过专门培训和实践，才能熟练掌握检测方法和技术要点。

2. 设备投入：无损检测技术需要一定的设备投入，对于一些中小型的电梯维修企业来说，设备投入可能会有一定的压力。

3. 检测标准：目前对于电梯钢丝绳的无损检测标准还不是很完善，需要不断完善和规范相应的检测标准。

隧道磁阻技术（TMR）及其应用简介（浙江巨磁智能技术有限公司Magtron段康靖）一、概述1、磁阻概念：材料的电阻会因外加磁场而增加或减少，电阻的变化量称为磁阻（Magnetoresistance）。

物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

同霍尔效应一样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。

从一般磁阻开始，磁阻发展经历了巨磁阻（GMR）、庞磁阻（CMR）、异向磁阻（AMR）、穿隧磁阻（TMR）、直冲磁阻（BMR）和异常磁阻（EMR）。

2、磁阻应用：磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。

磁阻器件由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域得到广泛应用，如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等。

3、穿隧磁阻效应（TMR）：穿隧磁阻效应是指在铁磁-绝缘体薄膜(约1纳米)-铁磁材料中，其穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的效应。

TMR效应由于具有磁电阻效应大、磁场灵敏度高等独特优势，从而展示出十分诱人的应用前景。

此效应更是磁性随机存取内存(magneticrandomaccessmemory,MRAM)与硬盘中的磁性读写头(readsensors)的科学基础。

二、穿隧磁阻效应（TMR）的物理简释从经典物理学观点看来，铁磁层（F1）+绝缘层（I）+铁磁层（F2）的三明治结构根本无法实现电子在磁层中的穿通，而量子力学却可以完美解释这一现象。

当两层铁磁层的磁化方向互相平行，多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，少数自旋子带的电子也将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，总的隧穿电流较大，此时器件为低阻状态；当两层的磁铁层的磁化方向反平行，情况则刚好相反，即多数自旋子带的电子将进入另一磁性层中少数自旋子带的空态，而少数自旋子带的电子也进入另一磁性层中多数自旋子带的空态，此时隧穿电流较小，器件为高阻状态。

钢丝绳漏磁检测中几种常用磁传感器的比较作者：陈宁宁来源：《硅谷》2013年第22期摘要漏磁法是钢丝绳检测的主要方法，通常要求其采用的传感器具有体积小、灵敏度高、耗电小等特点。

文章比较了漏磁检测中常用的线圈、霍尔传感器和巨磁阻等几种磁传感器的原理及性能，并通过试验实测了霍尔传感器和巨磁阻的噪声水平，结果表明巨磁阻传感器具有较小的噪声。

结语中给出了钢丝绳检测磁传感器选择的建议。

关键词漏磁检测；钢丝绳检测；霍尔传感器；巨磁阻传感器中图分类号：TB331 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0128-02钢丝绳广泛应用于提升设备中，如电梯、矿井机械及缆车等，其安全性直接关系到设备的正常运转和使用人员的生命安全，钢丝绳在很多领域是强制检测项目，例如在电梯中，钢丝绳检测是强制检测项目之一，需要定期对其进行检测和保养。

钢丝绳的检测有目视法、声发射、超声、电阻法以及漏磁等检测方法。

其中以漏磁检测最为常见，具有检测全面、灵敏度高等优点，可以准确检测出断丝、磨损等缺陷，并可记录缺陷的位置。

在钢丝绳漏磁检测中，常用相距为整数倍捻距的两个传感器构成差分结构来探测缺陷，这样可以有效地克服钢丝绳股波及空间电磁干扰，大大提高检测的可靠性。

被测钢丝绳的直径从2毫米至数十毫米不等，当被测钢丝绳的丝较细或者断丝等缺陷发生在钢丝绳的内部时，漏磁信号犹为微弱，对传感器的灵敏度和噪声特性等提出了更高的要求。

本文探讨几种常用磁传感器的原理和性能，为漏磁检测的结构设计和传感器选型提供参考。

1 磁传感器的原理1.1 线圈传感器线圈是最早出现的磁传感器之一。

其工作原理为法拉第电磁感应定律，当穿过线圈回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电压。

需要注意的是，线圈的感应电压只与磁通变化率有关，而不是与磁通量本身的大小相关。

因此，如不采用其他的装置（如使得线圈旋转的装置），线圈无法测量磁场的绝对值大小。

同样的原因使得线圈作为传感器在漏磁检测中使用时，检测速度的大小会直接影响线圈的输出，给检测带来不利的影响。

隧道磁电阻传感器在钢丝绳无损检测中的应用文轩;杨生胜;郑阔海;黄一凡;李存惠;庄建宏;赵琳【摘要】This paper is based on the design of the TMR sensor in nondestructive testing of wire ropes,and makes use of the advantages of the high sensitivity and the high signal-to-noise ratio,and tests the steel bar which is similar with the wire rope in material and structure. By using the TMR sensor in different distributions to experiment on the leakage stray field of the steel bar defects,the best measuring direction in the leakage magnetic fields and the perfect lift-off distance are determined. This paper also analyses the results of the tests,then makes use of the best way from the experiment to test the steel wire rope in different diameter and damaged levels. Finally,we verify the recognition capability of the TMR of steel wire rope and the advantages of TMR sensor in nondestructive wire rope tests,and we provide a new method of the later nondestructive wire rope tests.%基于隧道磁电阻（TMR）传感器的钢丝绳无损检测设计，利用TMR传感器高敏感度、高信噪比的优点，对与钢丝绳材料和结构相似的缺陷钢棒进行检测，通过TMR传感器不同的布局方式对缺陷钢棒的漏磁场进行实验，确定出漏磁场的最佳检测方向和最优提离距离；对实验结果进行理论模型分析，然后利用得到的最优方案对不同直径、存在内外部不同损伤缺陷的钢丝绳进行实例检测，验证TMR传感器对钢丝绳缺陷的识别能力和在钢丝绳无损检测应用中的优势，为钢丝绳无损检测提供一种新的检测技术方法。

浅谈无损检测技术在MTC电梯钢丝绳检测中的原理与应用摘要：长期以来，由于缺少科学的检测技术手段，电梯钢丝绳的安全使用、合理更换无法得到保障，钢丝绳的无损检测也成为了电梯安全监管中的“盲点”。

随着科学技术的发展，电梯钢丝绳无损检测技术不断成熟与应用，将较好地解决了这些问题。

本文简要地介绍了mtc电梯钢丝绳无损检测技术的原理与应用。

关键词：mtc电梯钢丝绳；无损检测技术；应用1.电磁无损检测方法的优越性近年来，人们将世界先进的弱磁传感器检测技术应用于无损探伤领域，有效地解决了困扰电梯钢丝绳检测的难题。

特别是mtc电梯钢丝绳无损检测技术的成熟与应用，实现了高科技、实用性与微型化、智能化的完美结合。

mtc电梯钢丝绳无损检测技术的优越性：（1）先进的mtc高科技设备与电脑技术相结合，实现了人机数据交换，可准确检出钢丝绳内部断丝、锈蚀、磨损、疲劳等缺陷。

（2）检测方法简单、方便，检测精度高、效率高，受主观因素影响很小，不受电梯起降速度与载荷大小的影响。

（3）可以在线进行定性、定量、定位检测分析，做出全面判断。

真正做到量化钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、疲劳、压伤等各种因素导致的承载钢丝绳损伤，能客观地评估钢丝绳使用的安全性。

（4）可以实现检测数据的处理、分析、显示、打印、存贮、建档等，为检测数据的溯源性提供了重要保证。

2.检测的基本原理图1 电梯钢丝绳探伤仪原理图2 漏磁方法检测原理图mtc电梯钢丝绳探伤原理（如图1）：当钢丝绳快速通过传感器时，传感器中的永久磁钢同步轴向深度磁化钢丝绳，并达到饱和。

钢丝绳的断丝、磨损等缺陷同步产生向外扩散的漏磁场和磁通变化，向空间扩散的信号经集聚和处理，通过ad接口，转换后的压缩数字信号输入pc机。

检测软件实时解压处理，以明确的定量数值显示钢丝绳内外断丝、锈蚀、磨损、金属截面积变化，并生成相关的断丝、磨损诊断数据。

图3 lf聚磁原理图4 lma磁桥回路mtc采用漏磁检测技术（如图2）：永久磁铁提供恒定磁通，将钢丝绳磁化，其励磁回路由衔铁、磁钢、空气隙和钢丝绳组成。

磁通量传感器索力监测系统在工程中的应用磁通量传感器索力监测系统在工程中的应用引言：随着城市化建设的加快，桥梁建设的跨度越来越大，造型越来越多，作为大跨度桥梁的重要受力构件拉索，其建设过程中及运营过程中的受力变化必须定期监控，才能保证大桥的安全，特别是经常出现超限超载车辆的大桥。

过去施工的拱桥、斜拉桥拉索，一般只有在施工过程中由千斤顶张拉力进行控制及锁定索力，或手动频率法进行索力测定，但由于索力的相互影响及频率法测定精度较差，往往造成索力与设计值偏差太大索力不均匀，引起个别索力受力过大，造成桥梁事故。

吸取过去桥梁建设教训，在该桥吊杆中引用了索力无损监控检测技术。

正文：1.原理：索力无损监控监测系统是由磁通量传感器和磁弹仪组成索力测定基本系统，在此基础上增加连线与计算机相应软件及计算机网络相联可以实现索力远程实时监控测量。

2．磁通量传感器2.1磁通量传感器磁通量传感器是基于铁磁性材料的磁弹效应原理制成，即铁磁性材料（钢绞线、平行钢丝、精轧螺纹钢等）承受的外界机械荷载发生变化时，其内部的磁化强度（磁导率）发生变化，通过测量铁磁性材料制成的构件的磁导率变化，来测定构件的内力（索力）变化。

2.2构造它由初级和次级两层线圈组成。

当通入交流电流时,在磁线圈中会产生一个随时间而变化的交变磁场。

根据电磁感应原理，构件就会被磁化，进而在测量线圈中产生感应电压，当磁心受到应力时，磁通量发生变化,输出电压就会发生变化。

所以,只要测量出输出电压,就可以测得磁心应力。

对于铁磁性材料的缆索、锚杆、精轧螺纹钢等结构，在试验室针对不同的产品、温度、外力进行若干组试验，找出相同材料、不同温度、外力作用下磁通量的关系，建立磁导率变化、平均积分电压与材料荷载、温度之间的关系，并对其进行标定修正计算后，即可用以指导测定缆索、锚杆等构件任意情况下的内力（索力）。

2.3.主要特点2.3.1磁通量传感器制成哈佛式，套在需要测力的构件周围，在不影响桥梁运营的前提下，随时可以更换损坏的传感器，结实耐用、拆装方便、重复性好，与被测构件不接触，对原构件本身无损伤，同时也不与构件相连，构件对传感器也无影响。

钢丝绳探伤仪原理钢丝绳探伤仪是一种用于检测钢丝绳状态的仪器，其主要原理是通过不同的方法来检测钢丝绳的内部和外部损伤。

本文将介绍几种常见的钢丝绳探伤仪原理。

1.磁通量法磁通量法是一种通过检测钢丝绳磁通量变化来检测其损伤的方法。

钢丝绳在磁场中被磁化时，如果存在损伤或断裂，会导致磁通量发生变化。

磁通量法探伤仪通过测量磁通量的变化，确定钢丝绳的损伤位置和程度。

2.超声波法超声波法是一种通过发射超声波到钢丝绳中，然后接收反射回来的超声波信号来检测其内部损伤的方法。

当超声波遇到损伤或断裂时，会反射回来并被探伤仪接收。

超声波法探伤仪可以检测到钢丝绳内部的裂纹、夹杂物等损伤。

3.漏磁通量法漏磁通量法是一种通过检测钢丝绳外部的漏磁场来确定其损伤的方法。

当钢丝绳存在损伤或断裂时，会导致漏磁场的变化。

漏磁通量法探伤仪通过测量漏磁场的变化，确定钢丝绳的损伤位置和程度。

4.电容法电容法是一种通过测量钢丝绳的电容变化来确定其损伤的方法。

钢丝绳可以看做是一个电容器，当存在损伤或断裂时，会导致电容量的变化。

电容法探伤仪通过测量电容量的变化，确定钢丝绳的损伤位置和程度。

5.涡流法涡流法是一种通过在钢丝绳中产生涡流，然后测量涡流的变化来确定其损伤的方法。

当钢丝绳存在损伤或断裂时，会导致涡流的变化。

涡流法探伤仪可以检测到钢丝绳内部的裂纹、夹杂物等损伤。

6.电磁感应法电磁感应法是一种通过电磁感应原理来检测钢丝绳的损伤方法。

当钢丝绳通过电磁场时，会产生感应电流，如果存在损伤或断裂，会导致感应电流的变化。

电磁感应法探伤仪可以检测到钢丝绳内部的裂纹、夹杂物等损伤。

7.核磁共振法核磁共振法是一种利用核磁共振原理来检测钢丝绳内部损伤的方法。

在核磁共振中，原子核在磁场中发生旋转，当存在损伤或断裂时，会导致原子核旋转速度的变化。

核磁共振法探伤仪可以检测到钢丝绳内部的裂纹、夹杂物等损伤。

8.霍尔效应法霍尔效应法是一种通过测量霍尔电压来确定钢丝绳的损伤方法。