[發(fā)明專利]一種鋼絲繩探傷系統(tǒng)及其探傷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010713524.0
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111855794A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢陽;劉景毅;李燕南;李定朋;高秀衛(wèi);高新春
• 申請（專利權(quán)）人: 國創(chuàng)時代（北京）地磁導(dǎo)航通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83;G01B11/16;G01B11/30;G01B11/08
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• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┮环N鋼絲繩探傷系統(tǒng)，包括殼體、GMI磁傳感器、屏蔽層、軸角編碼器、數(shù)據(jù)終端以及服務(wù)器；其中，所述殼體具有用于通過鋼絲繩的通孔，所述GMI磁傳感器正面設(shè)置有探頭，所述屏蔽層設(shè)置在GMI傳感器探頭的背面。本申請還提供一種使用如所述的鋼絲繩探傷系統(tǒng)的探傷方法，其步驟為：所述數(shù)據(jù)終端通過軸角編碼器獲得鋼絲繩上檢測點的位置信息、通過GMI磁傳感器獲得檢測點的磁場信息，同時記錄檢測點磁場信息時的時間信息；將檢測點的位置信息與對應(yīng)的磁場信息m_i組幀形成測量數(shù)據(jù)幀；將測量數(shù)據(jù)幀歸一化形成比對數(shù)據(jù)幀，將比對數(shù)據(jù)幀與服務(wù)器中儲存的損傷模板進行比對，通過比對結(jié)果判斷損傷情況。本申請?zhí)岣吡虽摻z繩探傷效率和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及鋼絲繩探傷領(lǐng)域，尤其是指一種基于金屬磁記憶探傷原理、使用GMI磁傳感器檢測鋼絲繩損傷的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，鋼纜是起重、運輸、提升及承載等重大裝備與重要設(shè)施中的主要組件，被廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、建筑、水利、旅游、港口碼頭、交通運輸、航空航天、石油鉆探、軍事工業(yè)等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。鋼纜一般由鋼絲、股繩、襯芯等元件所組成，當(dāng)鋼纜在受到拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)時，每根鋼絲、每股扭繩以及襯芯各自和相互之間要產(chǎn)生滑動摩擦，特別是鋼纜經(jīng)過滑輪受力彎曲時，鋼絲之間的摩擦更為嚴重，同時，鋼纜在卷筒和滑輪的槽溝中也會產(chǎn)生較大的摩擦，鋼絲表面會逐漸被磨損，甚至有可能從圓形磨損成半圓形，磨損后的鋼絲更加容易折斷。其中，鋼纜在使用過程中，其缺陷主要表現(xiàn)為以下三方面:

1)斷絲:是鋼絲繩使用壽命末期的常見現(xiàn)象，由彎曲疲勞和磨損引起。

2)變形:常常是機械損傷的結(jié)果，如果嚴重，會極大影響鋼絲繩強度。

3)銹蝕:由于缺乏潤滑而被腐蝕，是比磨損更為嚴重的傷害，而且銹蝕常常發(fā)生在內(nèi)部，不易發(fā)現(xiàn)。

而在具體應(yīng)用中，當(dāng)每一捻距中的斷絲根數(shù)超過一定數(shù)量時，出于安全性考慮，鋼纜就不能再使用，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)鋼絲斷絲情況，可能會出現(xiàn)安全隱患問題。長期以來，由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、惡劣的使用環(huán)境和損傷的不可修復(fù)性，鋼絲繩的使用和管理始終是各企業(yè)設(shè)備管理的難點，甚至是“盲點”。鋼絲繩也成為企業(yè)安全生產(chǎn)的重大隱患，多年來事故不斷。

根據(jù)目前查詢的技術(shù)文獻和專利資料，在鋼絲繩探傷方面，采用的方法主要有以下二種：

a)使用勵磁線圈和磁感應(yīng)線圈組合而成的漏磁探傷裝置；

b)使用勵磁線圈和霍爾元件組合而成的漏磁探傷裝置。

a)和b)方法均使用勵磁線圈產(chǎn)生磁場，檢測時使用磁感應(yīng)線圈或者霍爾傳感器，其中，線圈是最早出現(xiàn)的磁傳感器之一，其工作原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)穿過線圈回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，需要注意的是，線圈的感應(yīng)電壓只與磁通變化率有關(guān)，而與磁通量本身的大小無關(guān)，因此，如不采用其它的裝置(如使得線圈旋轉(zhuǎn)的裝置)，線圈無法測量磁場的絕對值大小。同樣的原因使得線圈作為傳感器再漏磁檢測中使用，檢測速度的大小會直接影響線圈的輸出，給檢測帶來不利的影響，另外，其體積較大。霍爾傳感器則頻響帶寬較窄、功耗較大，且其靈敏度較低，一般在1～5mV/G，只適宜于漏磁大的測量場合。因此，線圈和霍爾傳感器均存在靈敏度低、測量精度差的缺點，并且這種類型的產(chǎn)品勢必體積大、重量輕，安裝、使用和維修不方便。

而其它的比如采用攝像頭、超聲波探傷的方法，在電梯、起重機的具體應(yīng)用場景在基本原理上都是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本申請一種鋼絲繩探傷系統(tǒng)，包括殼體、GMI磁傳感器、屏蔽層軸角編碼器、數(shù)據(jù)終端以及服務(wù)器；

其中，所述殼體具有用于通過鋼絲繩的通孔，所述GMI磁傳感器設(shè)置在所述通孔的外壁上；

所述GMI磁傳感器正面設(shè)置有探頭，所述探頭包括用于獲取磁場信息的非晶絲和線圈，所述GMI磁傳感器的正面朝向鋼絲繩；