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钢丝绳断丝无损检测装置设计设计毕业设计（论文）钢丝绳断丝无损检测装置设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名：日期：摘要随着社会的不断发展，钢丝绳的应用越来越广，与此同时其安全性越来越受到人们的关注。
为了实时在线监测钢丝绳断丝，介绍了钢丝绳无损检测的分类和无损检测的发展历程和趋势。
本设计基于漏磁原理，利用霍尔传感器检测漏磁信号，采用模拟的传感器漏磁信号，即直接给电路输入电压信号，经过后续电路和软件处理后，完成了钢丝绳断丝无损检测的设计任务信号处理系统主要由三运放高共模抑制比放大电路和低通滤波电路构成，实现了对钢丝绳断丝信号的放大和滤波，经过放大、滤波处理后的信号经过ADC0809进行A/D转换，转换后的数据接入单片机AT89C51，经过软件编程后，单片机控制数码管将电压数值显示出来，并通过LED灯亮的多少来判断钢丝绳断丝情况编写的程序首先在Proteus软件上进行仿真，在理论上实现AD转换和数据显示的基本功能。
在仿真的基础上，根据绘制的系统原理图在万能实验板上搭建了电路，并进行了调试，达到了预期的目标。
本设计不仅能够检测出钢丝绳内部缺陷，并能定量检测钢丝绳金属横截面积。
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。
矿用钢丝绳无损检测摘要：矿用钢丝绳作为矿井提升、运输及承载设备中的关键零机构，其安全性极为重要。
本文以矿用钢丝绳为研究对象，简述矿用钢丝绳无损检测的意义,分析了矿用钢丝绳的结构、缺陷类型及报废标准，针对矿用钢丝绳的局部LF缺陷，简述了矿用钢丝绳漏磁检测原理和合适的励磁技术，根据磁荷分析理论和磁场矢量叠加基本原理，采用局部缺陷LF法对钢丝绳断丝漏磁理论进行了分析，最后阐述了矿用钢丝绳漏磁检测系统的构成。
关键词：矿用钢丝绳断丝漏磁检测Nondestructive Testing for Mine Wire Rope Abstract：Mine wire rope, as key transport and hoist equipment in the production of mine, whose safety is very important. This paper, takes the mine wire rope as the object of study, describes the significance of nondestructive testing of mine wire rope, analyzes its structure, fault types and scrapped rules. In the light of the Localized Fault of the steel rope, researches the principle and appropriate excitation technique of magnetic leakage detection for mine steel wire rope, according to the analysis of the basic theory of the principle of magnetic charge and the magnetic field vector superposition, uses the Localized Fault method to analyzes the broken wires of wire rope magnetic flux leakage theory. andfinally elaborates the framework of the wire rope magnetic leakage detection system.Keywords: mine wire rope broken wire nondestructive testing1.前言1.1矿用钢丝绳无损检测的意义钢丝绳是一种重要的绕性构件，因其具有较高的抗拉强度和抗疲劳强度、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等诸多优点，在矿产、冶金、交通、建筑等国民经济主要行业和部门的提升、运输及牵引等设备中得到广泛的应用，如各类矿井提升机、起重机、货运客运索道、电梯、等都大量地使用钢丝绳。
钢丝绳应力集中和疲劳损伤的电磁无损检测技术分析作者：范伟李兵陈冰华任尚坤来源：《机电信息》2020年第12期摘要：随着钢丝绳在工业技术中应用的快速发展，钢丝绳运行安全和高效经济的问题日益引起人们的广泛关注。
鉴于此，阐述了与钢丝拉索无损检测技术相关的基础问题，分析了钢丝绳无损检测技术在国内外的发展演变历程;研究评述了钢丝绳无损检测技术最新研究成果的优点和缺点;重点分析讨论了检测传感器设计、信号处理方法、定性分析和定量识别技术、寿命预测方法等方面的研究进展，并指出了钢丝绳电磁检测技术目前所面临的问题及今后的研究发展方向，为深入研究电磁无损检测技术应用于钢丝绳损伤检测和质量评价提供了借鉴。
关键词：无损检测;电磁检测;应力集中;疲劳损伤;钢丝绳检测0 引言钢丝绳作为人或物的承载和运输部件，广泛应用于电梯、吊桥、索道、起重机、矿井等领域，是工业领域的“生命线”。
钢丝绳在使用过程中会出现疲劳、锈蚀、磨损、断丝甚至断裂等现象，导致其承载能力及可靠性下降，这直接关系着人民生命财产安全，对该问题的研究已引起广大科技人员的广泛关注。
1 钢丝绳电磁检测技术在国内外的发展演变历程钢丝绳的电磁检测最早开始于1906年[1]，南非科学家以交流励磁和线圈检测的方式研制了基于电磁检测方法的钢丝绳损伤检测仪器，该仪器的缺点是易受涡流效应和集肤效应的影响。
1925年，德国科学家H. Chappuzeau设计了依据检测钢丝绳的漏磁场来检测钢丝绳的电磁检测仪器，当时钢丝绳的励磁方式采用了直流励磁[2]，其检测原理为：被磁化的钢丝绳在缺陷处会产生漏磁场，通过检测漏磁场的大小和分布特征进而实现对损伤状况的判断;其缺点为体积大且操作繁琐。
1976年，加拿大科学家F. Kitzinger与G. A. Wint[3]提出以霍尔元件代替传统的检测线圈来对钢丝绳的截面积和局部缺陷进行检测，霍尔元件的使用明显减小了检测装置的体积，使信号拾取技术上了个新台阶。
科学技术随着建筑高度的增加，电梯应用范围的扩大，电梯故障出现的频率也越来越高，在这些故障频率中，钢丝绳故障占据着重大的比重。
所以，在电梯安全检测中，对钢丝绳进行无损检测技术，对保证钢丝绳的质量，维护钢丝绳的使用安全，维护电梯的运行安全具有重要的意义。
1 电梯钢丝绳无损检测技术的原理1.1 电梯钢丝绳无损检测方法第一，LF检测法。
在电梯钢丝绳的使用过程中，如果钢丝绳被磁化，就会出现锈蚀斑点和断丝等现象，在出现锈蚀斑点和断丝现象部位的磁场会发生改变。
通过对钢丝绳磁场畸变信号的漏磁检测，可以对钢丝绳的局部缺陷进行判断[1]。
具体的应用原理如下图所示：第二，LMA检测法。
这种检测方法的应用原理是：以强磁场为励磁源，将位于两个磁极之间的钢丝绳进行磁化，直至饱和。
以电磁学的相关原理为基础，在磁饱和的情况下，铁磁材料内部的磁通量和金属面积呈现出正比例的关系，使用传感器对磁通量进行测量，测量出的变化结果就是钢丝绳截面的面积变化[2]。
具体的原理如下图所示：1.2 电梯钢丝绳无损检测过程中的问题及解决措施第一，在检测的过程中，剩磁会对检测结果产生影响。
钢丝绳无损检测是将检测和磁化同步进行的，在检测结束之后，钢丝绳内会残留一定的剩磁。
当一次检测中断之后，在重新进行检测的时候，在同一个地点的检测结果会出现比较大的峰谷，从而影响检测人员的判断。
如果钢丝绳被外物磁化，也会出现同样的结果。
解决剩磁效应可以从以下几个方面来进行：（1）在对被检测过的钢丝绳重新进行检测之前，要做好退磁处理工作；（2）在检测的过程中，如果按照电梯的速度进行检测，要关闭楼层的外呼指令，避免在检测的过程中有人呼梯从而使得检测过程中断；（3）如果在检测的过程中，检测曲线异常，要进行重复检测，以确保检测结果的准确性[3]。
第二，在检测的过程中，导磁材料会对检测结果产生影响。
电梯钢丝绳的检测地点一般安排在机房，电梯主机的支架底座和承重梁都会作为导磁材料。
在电梯钢丝绳无损检测的过程中，当检测仪器接近上述物体的时候，磁场分布会出现一定的变化，在检测的过程中，如果检测仪器和导磁物体发生位移，检测曲线会呈现出不规律的变化，会导致检测结果失误。
钢丝绳无损检测方法的分类钢丝绳无损检测是对钢丝绳内部缺陷、断丝、磨损程度和变形等进行检测和评估的一种技术。
根据检测原理和检测方式的不同，钢丝绳无损检测方法可以分为以下几类。
一、磁粉检测磁粉检测是利用外加磁场对钢丝绳表面涂上磁粉，通过观察磁粉在钢丝绳缺陷处的分布情况来判断其内部缺陷的位置、大小和形状等。
该方法可分为干式磁粉检测和湿式磁粉检测两种。
干式磁粉检测是将干磁粉均匀地涂抹在钢丝绳表面，然后对其施加磁场，磁粉会在缺陷处聚集形成磁线圈，从而形成可见的缺陷标记。
干式磁粉检测简单易操作，但会污染钢丝绳表面和环境。
湿式磁粉检测则是先将空气中的灰尘除去，然后在涂层的磁粉表面喷上水，水会将磁粉吸附在钢丝绳表面形成聚集体，从而检测出钢丝绳的缺陷。
二、超声波检测超声波检测是利用超声波的传播规律来检测钢丝绳的内部异物、缺陷、变形等问题。
在钢丝绳表面施加超声波反射探头，然后将反射探头发出的超声波沿钢丝绳断面方向传播，根据超声波在不同介质下的声速差异来判断钢丝绳内部的缺陷和变形情况。
三、射线检测射线检测是利用X射线和伽马射线穿透钢丝绳的原理来检测钢丝绳内部的缺陷和变形。
在进行射线检测时，需使用专业的射线设备，将X射线或伽马射线通过钢丝绳，然后将其方向变化后被接收器接收，根据射线的吸收率和散射情况来推断钢丝绳内部的缺陷和变形情况。
四、涡流检测涡流检测是通过在钢丝绳表面施加高频交变电磁场，产生涡流，通过观测涡流对交变电磁场的干扰来判断钢丝绳的内部缺陷。
涡流检测分为接触式和非接触式两种。
接触式涡流检测是利用专门的传感器和检测杆与钢丝绳表面接触，将电磁场从钢丝绳表面逐渐穿透到其内部，通过检测器收集信号，并用计算机进行处理，以获得可靠的检测结果。
综上所述，每种钢丝绳无损检测方法都有其特点和适用范围，可以根据具体情况选择不同的检测方法，以提高钢丝绳的安全性和可靠性。
ZSX127D矿用钢丝绳输送带X射线探伤装置的应用-副本ZSX127D矿用钢丝绳输送带X射线探伤装置的应用在煤矿生产中强力输送带是必不可少的设备，钢丝绳芯皮带在运载过程中不可避免的会出现被障碍物划伤、老化及接头伸长等现象，这些现象的发生会不同程度地造成设备的损坏、矿井停产停运、甚至是人员伤亡，而强力皮带接头状况的好坏，将直接影响皮带的安全运行。
由于煤矿环境的特殊性，要想了解输送带钢丝绳的断绳、锈蚀及接头抽动等运行情况，就必须要有可靠的检测装置对输送带进行检测。
2014年我矿矿暗斜井强力皮带安装了ZSX127D矿用钢丝绳输送带X 射线探伤装置，下面就该装置的应用进行阐述。
一、钢绳芯输送带传统检测方式概述传统方式采用X光透视机透视检测可以较直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也可看到钢丝绳的大幅断绳情况，但存在以下弊病：检测时必须停止生产，且需采取加大通风量、严格监测瓦斯等特殊措施；因X光源较小，故对整条输送带及所有接头进行全部检测难度较大，时间较长；对输送带的锈蚀、小幅度断绳及接头小幅度抽动等情况不容易发现，从而会给输送带的安全运行留下极大的隐患；工人的劳动强度大，且X光会产生辐射，对工人的身体造成损害。
ZSW-II单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置对输送带进行在线检测时，虽然实现了电磁监测，对输送带无损、对人体无害，实现了在线监测，无需停车，不影响生产；但不能直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也看不到钢丝绳的大幅断绳情况。
而SX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置即结合了以上两种方式的优点，又避免了它们的缺点。
一、ZSX127D无损监测装置组成及原理ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置包括、发射箱（1）、X 射线接收箱（2）、控制器（3）、数据存储器（4）、稳压开关电源（5）、连接电缆（6）、支架（7）和防护铅板（8）等，样机如图一所示。
该装置是由X光发生器、高速X光探测器、计算机及软件和供电电源等组成，其组成框图如图二所示。
第２３卷第６期 ２０１０年１１月
机电产品开崖与钊新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖｏ１．２３。Ｎｏ．６
ＮＯＶ．．２０１０
文章编号：１００２—６６７３（２０１０）０６—１１９—０３ 钢丝绳芯传输胶带的电磁无损检测方法与装置研究
苏琪，罗恒，许志浩，陈厚桂 （武汉大学电气工程学院创新实验室，湖北武汉４３００７２）
摘要：基于电磁无损检测理论，分析了钢丝绳传输胶带（以下简称胶带）检测的本质，比较了几种电磁 检测方法的优劣。然后确定了以漏磁检测为基础的胶带检测实验方法，同时设计了可以对胶带的 无损检测进行多因素、多角度变量研究的实验检测装置，文章还具体介绍了装置的关键部件。最 后对胶带的电磁检测发展前景进行了讨论 关键词：钢丝绳芯输送带；电磁检测；实验研究 中图分类号：ＴＰ２７ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１０．０６．０４６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ Ｗｉｒｅ Ｒｏｐｅｓ Ｃｏｎｖｅｙｅｒ Ｂｅｌｔ ＳＵ Ｑｉ，ＬＵＯ Ｈｅｎｇ，ＸＵ Ｚｈｉ—Ｈｏｏ，ＣＨＥＮ Ｈｏｕ—Ｇｕｉ （Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｌａｂ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ Ｈｕｂｅｉ ４３００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｃｅ ｏｆ ｗｉｒｅ ｒｏｐｅｓ ｃｏｎｖｅｙｅｒ ｂｅｌｔ（ｂｅｌｔ ｆｕｒ ｓｈｏｒｔ） ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｎ ｗｅ ｆｉｘｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｌｅａｋａｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｗｅ ｃｏｎｔｒｉｖｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｔｈａｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎ— ｓｐｅｃｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｍｕｌｔｉｆａｃｔｏｒｌｙ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ—ａｎｇｌｅａｌｙ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒｔｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｌａｓｔｌｙ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇ－ ｎｅｔｉｃ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｌｔ ｗａｓ ｄｅｅｐｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅ ｒｏｐｅｓ ｃｏｎｖｅｙｅｒ ｂｅｌｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｅｓｔｉｎｇ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ
０引言 钢丝绳芯传输带是一种在硫化橡胶中内嵌多根等距 排列的钢丝绳而形成的传输工具，被广泛应用于矿场、 煤炭、冶金、电力部门等需要长距离、大载荷运输的企 业单位，在国民经济命脉的工业生产线中不可或缺。由 于传输带常工作于高强度、大负荷的恶劣环境下，一旦 发生撕裂或是断带现象，势必会给企业的生产带来严重 的损失，甚至还会导致严重的人员伤亡。因此，对胶带 的安全可靠性进行检测，监控胶带的实时运行状况就显 得尤为重要。
１钢丝绳芯传输胶带及其检测 胶带的主要承载部件是其内部的钢丝绳，因而对钢 丝绳芯胶带的检测实质上足对钢丝绳阵列的检测。钢丝
收稿日期：２０１０—０９—２０ 基金项目：国家大学生创新实验项目（０９１０４８６２９） 作者简介：苏琪，男，陕西成阳人，本科在读，武汉大学 电气工程学院创新实验室成员。
绳是由钢材加工成钢丝后，再按照设计好的空间结构经 过多重捻制而形成。由于钢丝绳制作材料一般选择优质 的钢材，因而具有良好的导磁性能．这使得电磁无损检 测技术非常适合用于对胶带的检测。 通常胶带中的钢丝绳排列数少则５０多根，多则可 达１７６根。每一根都是由若干段钢丝绳采用特殊的编接 技术一段段地编接成环形的。一旦整个骨架中一根或是 几根钢丝绳发生断裂或是在端接口发生滑移，就会导致 其它的钢丝绳受力不均，胶带的运行就会存在安全隐 患。所以就要求实现对胶带的多通道电磁检测。另外， 工程实践中的钢丝绳缺陷程度基本决定了胶带的使用期 限，鉴于胶带的运行环境，为了能够及时对胶带进行维 护或更换，以保证生产的安全和效益．也很有必要对胶 带的电磁检测实现定量化。因此，对胶带的电磁检测就 应该朝着“多通道．定量化”的方向发展．并为实现胶 带检测的仪器化作出努力。
２钢丝绳电磁检测方法比较 电磁无损检测新技术在近年来不断取得发展和进
１ｌ９ ・测试与控制・ 步。然而，要在实际工程中比较成熟的进行应用，就得 权衡多方面的因素，选择出合适的方法。以下将针对工 程应用对漏磁检测法、感应线圈检测法、磁通门检测法 和磁致伸缩检测法［１１进行分析比较。 漏磁检测法首先利用永磁体在胶带周围建立一定强 度的磁场，使其沿钢丝绳骨架轴向达到深度磁饱和圜。一 旦某处钢丝绳存在缺陷，如局部缺陷、断丝断股、截面 损失翻等，当其通过所施加的磁场时，则会在钢丝绳表 面（缺陷处）产生漏磁场，或者引起钢丝绳磁路中的磁 通量变化。再由传感器来捕获磁漏场或磁通量变化信 号，并对所检测到的信号做进一步计算处理，就可间接 分析出钢丝绳的缺陷位置和类型。 感应线圈检测法利用Ｆａｒａｄａｙ电磁感应定律．通过 测量因缺陷引起的空间磁通量的变化而在线圈上感应出 的电动势的大小，以这种变化率来反映缺陷的情况。然 而这一检测方法有一项比较致命的缺陷，就是其测量的 结果严重受到胶带与检测设备的相对运行速度的影响。 一般情况下这个相对运行速度是在一定范围内波动的。 这就导致感应线圈检测的误差难以估量，检测精度大打 折扣。 磁通门检测法与磁致伸缩检测法虽然分别有着抗干 扰能力强以及灵敏度高和检测速度快、检测效率高的优 点闭，然而，除了这两种检测方法成本相对较高以外，其 在理论研究上和实际技术应用中也都不算成熟，依旧存 在一些难以克服的技术问题。 漏磁检测的测量信号表征缺陷处的磁场绝对大／ｌ，Ｅ４１， 这样一方面避免了检测设备与胶带之间相对速度不定而 引入的测量误差，另一方面也便于检测的定量分析。而 且绝对磁场强度值含有信号幅值大小、位置、数量等信 息，易于提取，从而据此可推导出胶带钢丝绳阵列缺陷 的缺损程度、缺陷位置以及缺陷数量，进而实现对缺陷 检测的定量化。如果再进一步在拥有广泛数据的基础 上，甚至可以形成一项对胶带电磁无损检测的标准数据 库，为衡量胶带是否需要检查维护、淘汰更换提供可靠 的依据。综合上述分析和工程实际，针对胶带的检测， 漏磁检测法是目前相对可靠又经济的电磁检测方法。 ３实验基本原理和装置构建 为实现胶带电磁检测的仪器化．除了要克服原理性 的问题之外，更重要的还应该是结合工程实际进行系列 的模拟实验，以此为检测的仪器化提供参数选择和修改 的依据。当前相关的检测仪器，一方面不能满足胶带检 测多通道的要求。检测效果和检测效率不是很突出：另 一方面已有产品在定量方面还有待开发，尤其不能就胶 带当前的使用状况向使用者提供指示性的数据参考．更 １２０ 多还得依赖技术人员的工作经验才能对胶带的使用限度 加以判断，不能达到自动化。那么，为了获取比较有效 的数据，实现多通道、定量化、自动化的胶带检测，实 验手段是很必要的。 ３．１基本原理及思路 胶带的缺陷主要表现为钢丝绳骨架的缺陷．较为常 见的有钢丝绳的断丝、断绳圄。基于漏磁检测原理对胶带 施加合适的磁场，那么磁场在缺陷处必然发生跳变，从 而反映出缺陷的相关情况。
图１基本流程图 Ｆｉｇ．１ Ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ 如图１所示的基本流程：由传感器阵列对胶带（内 部的钢丝绳）进行电磁检测，提取反映缺陷的电磁信 号，经过信号预处理器，对提取的信号进行放大滤波等 初步处理。再由Ａ／Ｄ转换器将得到的模拟信号转换成易 于处理分析的数字信号。数字信号经ＤＳＰ或其它处理单 元处理后输入计算机系统，做进一步分析计算及后期处 理，提取缺陷类型、程度、位置等目标量。最后分析结 果将会送达显示器，出现设定的严重缺陷将报警， 并自 动控制处理。 ３．２实验构建 （１）实验设备基本结构与工作原理。实验装置构建 如图２所示，由６根钢丝绳模拟组成的胶带，拉紧并固 定在支架上。检测传感器以恒定的速度相对钢丝绳匀速 运动，内部载有霍尔元件等检测部件。之后将由后续的 计算机系统对提取的信号进行深入的分析处理。最后得 出检测结果。 （２）装置部件 说明。①钢丝绳结 构：工程实际的传 输胶带中包含很多 根钢丝绳．均按照 设计好的空间结构 由细钢丝经过多重 捻制而形成。试验
图２实验装置图
Ｆｉｇ．２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ
中可以取少量（如６根）钢丝绳，外层包裹的一层橡胶 带以塑料板代替。这样既可以反映真实情况，也能减少 ・测试与控制・ 工作量，同时方便与各种类型缺陷的模拟；②磁钢、励 磁模块：在利用漏磁检测法时需要外加磁场，实验采用 永磁体建立磁场。为了能适当的提高对漏磁信号提取的 精度，同时也增大有效信号与噪声信号的比值，即解决 提离距离的问题，就需要选择合适的外加磁场。磁场不 能太强以避免与胶带传输机之间相互影响。也不能太 弱，否则不能满足提离。另外，永磁体建立的磁场较为 稳定，可减小不必要的误差：③霍尔元件、信号采集 （ Ｄ）模块：对于胶带缺陷导致的漏磁信号的提取，可 以采用集成霍尔元件（例如Ａ１３０２）。利用霍尔元件可 以测量出与钢丝绳的受损金属面积成正相关的漏磁强 度同。需要注意的是，在信号提取环节还要区分缺陷的类 型．是断丝断绳还是端接处产生滑移［７１。两者的信号特征 有一定的差别。如果是后者．由于胶带的结构特点，对 缺陷的识别需要首先提取完整的胶带在同样条件下的电 磁特性，再与后续检测中的信号进行比较。 当前集成霍尔元件高度发展，对胶带的钢丝绳阵列 上比较细微的裂痕也会有比较强的检测能力罔：检测仪器 也可以大大瘦身，也就更加适合庞大的胶带多通道检测。 信号采集模块负责将检测到的模拟信号提取并进行 ＭＤ转换，转化成利于计算机分析的数字信号。为了使 霍尔元件在测量过程中保持相对位置恒定，实验装置中 可利用铝制套筒，如图３所示。将其固定，之所以用铝 制套管．是因为铝 是非导磁材料．这 样可避免套管造成 的信号干扰。 （２）装置模型 优化。由传感器获 图３霍尔元件模块 Ｆｉｇ．３ Ｂｌｏｃｋ ｏｆ ｈａｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔ 得的信号主要反映 了缺陷的程度和数 量。如果要确认缺 陷的位置．可以在 仪器的特定部位安装光电编码器．用微型电机匀速驱动 编码器，在传输带速度变动不大的情况下，甚至可以略 去驱动电机。考虑到胶带的外层有一定厚度的橡胶层， 为使模拟情况尽量接近真实情况，可以考虑让检测装置 与需要检测的钢丝绳骨架之间存在一定的距离。 ｌｌｌｌ ０ 中国蝴工业联合会主ｒ管 ＿主办ｉ 部发代号 凝避投稿 ０ 实际的胶带检测需要较多的检测通道，这就对计算 机信息处理的能力提出了更高的要求。实验为节约计算 机资源，提高信号处理的效率，引进“时分复用”概 念。所谓“时分复用”，即对检测信号在ｔ时间段仅仅 提取长度为ｌ某一段胶带中所有Ｎ根钢丝绳中的ｍ根的 ＾Ｔ 相关信号，在一个提取周期Ｔｓ（Ｔｓ＝ｔ ）中对所有钢丝
