[發明專利]一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201910633705.X
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110208338A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 張東來;段孝哌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G01N27/24
• 分類號: G01N27/24;G01N27/22
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 羅志偉

本發明提供了一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測裝置，包括測量待測曳引鋼帶電容值的微電容測量采集電路，所述微電容測量采集電路包括以待測曳引鋼帶為介電質的電極板組件和電容采集電路，所述電容采集電路包括電容數字轉換芯片和單片機，所述單片機通過所述電容數字轉換芯片與所述電極板組件連接，所述電容數字轉換芯片讀取所述電極板組件的待測曳引鋼帶電容值，并將該待測曳引鋼帶電容值發送給所述單片機，所述單片機將待測曳引鋼帶電容值與正常曳引鋼帶電容值進行比較，通過電容的變化量和變化趨勢來判斷待測曳引鋼帶是否出現損傷。本發明還提供了一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測方法。本發明的有益效果是：實現了曳引鋼帶的無損檢測。

技術領域

本發明涉及無損檢測，尤其涉及一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測裝置與方法。

背景技術

在傳統的鋼絲繩無損檢測當中，從一開始的肉眼和生活經驗檢測曳引鋼帶的內部故障，到利用漏磁檢測方法、磁致伸縮等方法對曳引鋼帶進行無損檢測，其都不能完全的檢測出曳引鋼帶內部的斷絲、銹蝕、磨損等情況，通過檢測曳引鋼帶的漏磁信號對鋼帶損傷進行檢測，存在的問題是僅對于鐵磁性鋼帶有效，且對曳引鋼帶軸向裂紋損傷需要設計特殊的勵磁結構才能獲得較理想的檢測結果。并且部分方法與待測對象進行接觸，會導致待測對象受到沒必要的損傷。

因此，如何更好的實現曳引鋼帶的無損檢測是本領域技術人員所亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測裝置與方法。

本發明提供了一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測裝置，包括測量待測曳引鋼帶電容值的微電容測量采集電路，所述微電容測量采集電路包括以待測曳引鋼帶為介電質的電極板組件和電容采集電路，所述電容采集電路包括電容數字轉換芯片和單片機，所述單片機通過所述電容數字轉換芯片與所述電極板組件連接，所述電容數字轉換芯片讀取所述電極板組件的待測曳引鋼帶電容值，并將該待測曳引鋼帶電容值發送給所述單片機，所述單片機將待測曳引鋼帶電容值與正常曳引鋼帶電容值進行比較，通過電容的變化量和變化趨勢來判斷待測曳引鋼帶是否出現損傷。

作為本發明的進一步改進，所述電極板組件的外層包裹有屏蔽層，所述電極板組件包括至少兩塊規格相同的與待測曳引鋼帶平行布置的電極板，任意兩塊電極板之間組成以待測曳引鋼帶為介電質的電容器。

作為本發明的進一步改進，其中一塊電極板為源電極板，該源電極板接激勵電壓V，其余電極板均為檢測電極板，檢測電極板為虛地狀態。

作為本發明的進一步改進，所述電容數字轉換芯片的型號為AD7746，所述單片機的型號為MK60。

本發明還提供了一種基于微電容的曳引鋼帶無損檢測方法，通過電容數值的變化和電容量的變化趨勢來判斷待測曳引鋼帶是否出現損傷。

作為本發明的進一步改進，布置多塊與待測曳引鋼帶平行的規格相同的電極板，待測曳引鋼帶為任意兩塊電極板之間的介電質，通過電容數字轉換芯片讀取任意兩塊電極板的待測曳引鋼帶電容值，并將該待測曳引鋼帶電容值發送給單片機，通過單片機將待測曳引鋼帶電容值與正常曳引鋼帶電容值進行比較，通過電容的變化量和變化趨勢來判斷待測曳引鋼帶是否出現損傷。

作為本發明的進一步改進，通過利用麥克斯韋方程等電磁公式，建立微電容測量曳引鋼帶傳感器的數學模型，利用數值分析進行求解得出電容的計算公式，利用ANSYS仿真軟件建立基于微電容的曳引鋼帶無損檢測數學模型，并利用有元分析方法對基于微電容的曳引鋼帶無損檢測數學模型進行剖分，并分析其電場強度、電容測量，利用仿真軟件模擬出曳引鋼帶的缺陷故障，并利用電容值的變化和變化趨勢區分出來。