矩形线圈钢丝绳捻距涡流检测研究

发布时间：2024-04-24 20:40

　　捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废,对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据,提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测,机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题,提出用涡流法对钢丝绳捻距进行检测。为扩大细长钢丝绳结构表面磁场的覆盖面积,利用矩形线圈组成的差分电桥进行检测。对钢丝绳捻距双矩形差分电桥涡流检测进行有限元分析,差分电压实部变化曲线中相邻波峰或者波谷的间距为钢丝绳的股间隙,一个捻距扫描范围内出现的波峰和波谷数量与钢丝绳的股数相对应。矩形线圈上、下边电流元感应的涡流会在钢丝绳表面对消,对消效应越小,钢丝绳捻距检测灵敏度越高。为提取试验中的有用信号,利用集合经验模态分解对扫描信号进行后处理。当相关系数较大时,相邻波峰或波谷的间距为钢丝绳捻距。当相关系数较小时,一个捻距内的波峰或波谷数与有限元分析结果吻合。涡流法得到的捻距与理论捻距的最大相对误差为2.38%。

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【部分图文】：

图16×19+IWRC钢丝绳示意图

钢丝绳结构复杂，一般由若干根绳股围绕绳芯螺旋捻制而成[1-2]。图1为6×19+IWRC钢丝绳的示意图，其中编号1-6是钢丝绳各捻制绳股，某一绳股围绕绳芯旋转一周(360°)的起止点间直线距离为钢丝绳捻距。捻距是钢丝绳生产和使用性能的主要评价参数之一。在钢丝绳生产制造过程中，牵引....

图2矩形线圈对消效应示意图

图2所示是矩形线圈对消效应的示意图。涡流检测中对矩形线圈通以交变电流时，图2a中长边a段与b段内电流大小相等、相位差180°。a段和b段内电流感应的磁场会在钢丝绳表面产生大小相等、方向相反的涡流，a段和b段下方的涡流变化比较缓慢，随着距a段和b段中心距离的增大，涡流强度逐渐变小，....

图3双矩形线圈差分检测电路示意图

图3是利用两个矩形线圈Z1和Z2和两个固定电阻R1和R2组成的差分电桥，a端和d端为电桥的输入端，用于激励源的输入。b端和c端为电桥的输出端，用于电压信号的输出。两个矩形线圈的尺寸相同。对差分电路通以正弦交流信号I,Z1和Z2会分别产生原磁场H1和H2。当双矩形线圈差分探头在钢丝....

图4钢丝绳双矩形线圈捻距涡流检测仿真模型

仿真中选定的钢丝绳型号为6×19+IWRC，直径为8.00mm，长度为180.00mm，捻距为60.00mm，单根钢丝直径约为0.44mm。设置激励信号频率为80.00kHz，幅值为1.00A。对于相对磁导率为10.00，电导率为1.00Ms/m，相对介电常数为1.....

本文编号：3963478