钢丝绳动态探伤系统检测原理及构造

钢丝绳作为特殊的承载构件，在矿山、冶金、港口、索道等行业应用极为广泛。目前大多数的钢丝绳用户依靠人工检查和定期更换钢丝绳来预防钢丝绳的断绳事故，然而，大量的经验表明：内部损伤是许多钢丝绳失效的原因，主要由于腐蚀和正常疲劳扩展所致，常规的外部检验很难发现内部损伤。而定期更换也带来了新的浪费，并不能有效提高安全性。基于电磁原理检测钢丝绳以来，对钢丝绳损伤检测与分析技术的研究已取得很大进展，而磁性无损检测是最成熟的方法。通常采用先磁化后探伤的方法，但缺点在于钢丝绳表面情况以及运动情况下很难实现磁化的均匀性，同样钢丝绳的波动和运行速度的变化以及工作环境磁场的变化，影响损伤处的磁感应强度变化信号，导致最终的检测数据重复率较差。本文设计了一种半封闭的检测探伤系统，方便现场安装使用，基于磁场平衡的检测原理有效排除了运行速度对检测结果的影响，提高了检测的精度和数据的重复率。

动态探伤系统检测原理

钢丝绳由一定断面形状的钢丝螺旋状地捻制成绳股，绳股又螺旋状地捻制成绳的结构，使用过程中会出现断丝、断股、腐蚀等损伤情况，各种损伤均会导致其周围的磁阻发生变化。激励源采用直流或交流电源，工作时A线圈和B线圈产生的磁力线大小相等方向相反，中间检测线圈产生感生电动势为零，无论是钢丝绳波动和移动，线圈均处于平衡状态，实现了干扰信号的剔除，保证了检测精度。正常的钢丝绳通过传感器安装位置时，传感器不会产生任何信号；当钢丝绳内部或外部出现断丝、锈蚀等情况时，钢丝绳的导磁性能发生变化，引起A或B线圈磁通量发生变化，打破磁通量的平衡，使检测线圈输出电动势正负变化。因为无论钢丝绳内部损伤还是外部损伤都会引起磁通量的变化，即无论是钢丝绳内部断丝和外部断丝该传感器均能测量出来，由于采用平衡原理，所以测量灵敏度非常高。经过后续差分放大电路和A/D模块与处理器连接，实现真正的直流放大器，钢丝绳运动速度和传感器输出信号的大小无关。

工控计算机站由专用机柜、工控计算机、专用钢丝绳数据处理软件、打印机、短信通知模块等组成。实时地将传感器扫描信号以图形方式直观显示、历史数据的查询、处理以及判断缺陷类型、生成检测报告等功能。

软件设计

软件系统主要通过数据的实时采集及显示，根据设置的参数，提供检测信息并报警及报告生成。采集模块包括采集探伤传感器和速度传感器信号、运行速度、测定钢丝绳接头形式、接头位置、缺陷自动编号、断丝面积计算等基本参数采集并实时显示数据信息。设置模块设定人机交互方式，如采集和通讯连接设置、传感器调试及基本参数设置、钢丝绳损伤程度判断条件、报警阈值设置等。数据库模块实现当前采集数据的浏览、整理以及与历史数据比较和查询功能，同时具备数据统计和分析、检测结果的打印及远程输出功能。进一步还将增加各类钢丝绳规格、典型钢丝绳损伤缺陷的波形特征参数库，以便实现自动化的定量评估。