基于聚磁技术的钢丝绳损伤电磁检测传感器研究

发布时间：2020-12-14 04:49

　　钢丝绳具有优良的挠性和承载能力,被广泛应用在煤矿、港口、电梯等领域中。由于钢丝绳的使用环境多较为恶劣、且工作强度大,在使用过程中会出现断丝、磨损、锈蚀等多种类型的损伤,这些损伤在积累到一定程度后就会有发生断裂的可能,这就会影响到钢丝绳使用现场的安全生产。因此开发出一种能够有效检测出在役钢丝绳损伤情况的传感器就成为了安全生产的关键。本文首先对损伤检测方法进行研究,并设计了传感器。根据钢丝绳局部损伤和金属截面积损失型损伤两种类型损伤的特性,对比多种检测方式的优缺点,分别选择电磁检测法和集成线性霍尔元件作为检测方法和检测元件。对传感器主磁回路结构进行设计,采用永磁体作为励磁元件,多回路导磁方式传导磁通,同钢丝绳共同组成完整的磁回路。其次对钢丝绳损伤表面漏磁场进行了研究。利用有限元仿真软件对设计的磁回路进行仿真优化,使其达到磁化饱和钢丝绳的目的。分别得出钢丝绳表面漏磁场随局部损伤和金属截面积损失型损伤的变化规律,验证了通过检测钢丝绳表面漏磁场得出钢丝绳损伤状态的可行性,并得出钢丝绳表面漏磁场磁通密度与损伤程度呈线性相关的结论。为了抑制股波噪声对检测信号的干扰,将聚磁技术应用至传感器的磁场收集中... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钢丝绳的常见损伤

（a）Zawada 公司 MD120 型传感器 （b）Intron Plus Ltd 公司 MH 20-40 型探头图 1.3 高性能钢丝绳损伤检测传感器另外国外的一些学者也在该领域取得了许多研究成果，PeterkaP 等[25]通过应用实例分析了起重用钢丝绳损伤原因，并在微观金相层面上解释了易损伤钢丝绳的特性，为钢丝绳的制作工艺改进起了指导作用；Basak D 等[26]花费 7 年的时间观察缆车系统中的钢丝绳，描述出钢丝绳损伤的渐变状态；W.Batko 等[27]通过小波变换将检测信号的能量特征用于辅助识别钢丝绳损伤；Jomdecha C 等[28]针对主磁通检测法仅检测径向漏磁通的不足，对主磁通检测方式进行了优化，并将感应线圈封装至印刷电路板上，实现了轴向、径向和切向三个方向的漏磁场检测，对大直径钢丝绳上的微小缺陷得到了很好的检测效果，但这种方法受钢丝绳速度影响较大；CalvinT 等[29]将振动施加到钢丝绳上，通过电容式加速度计测量不同的振动类型，采用快速傅里叶变换分析实验数据，但还是会出现漏检的情况；Fedorko G 等[30]将电磁检测的方法运用至钢丝传送带的检测中，并运用有限元分析软件分析了传送带磁化后的特征及磁通泄露情况；Radovanovic 等[31]对使用低

第二章 钢丝绳损伤形态及检测方法类型的钢丝绳在结构上具有一定的差别，产生损伤的表现形式也种钢丝绳的结构、损伤形式出发，提取不同类型损伤的特征，并对常检测方法进行介绍，分析其优缺点，最终选择合适的损伤检测方法绳的结构和分类是由优质碳素钢丝作为基础单元绕制而成，具有很高的拉伸强度性使其具有的抗拉强度远大于相同直径的钢棒，且表面弹性系数仅吸收冲击[50]。图 2.1 所示为钢丝绳的典型结构，由绳股沿绳芯绕制丝绳的主要组成部分，是钢丝绳具有较强抗拉强度的保证。


本文编号：2915846