[發(fā)明專利]一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置及檢測方法

有效

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111855748B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范偉;任仙芝;李兵;任尚坤
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 深圳市智旭鼎浩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44746
• 代理人: 周超

本發(fā)明公開了一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置及檢測方法，該裝置采用直流電源激勵線圈、交流電源激勵線圈和檢測信號線圈疊加纏繞在無磁塑料管上，待檢測鋼絲繩在無磁塑料管內(nèi)移動進(jìn)行損傷檢測；激勵源采用直流電源加交流激勵電源的雙電源激勵模式，可提高鋼絲繩損傷的檢測靈敏度；直流電源激勵線圈、交流電源激勵線圈和檢測信號線圈相互獨立，既簡單方便又穩(wěn)定可靠。本發(fā)明可以有效檢測和定位鋼絲繩的磨損、斷絲等損傷狀況，具有重要的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)

鋼絲繩作為人或物的承載和運輸部件，廣泛應(yīng)用于電梯、吊橋、索道、起重機、礦井、等領(lǐng)域，是工業(yè)領(lǐng)域的“生命線”。鋼絲繩在使用過程中會出現(xiàn)疲勞、銹蝕、磨損、斷絲甚至斷裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致其承載能力及可靠性下降，這直接關(guān)系著人民生命財產(chǎn)安全。所以，對鋼絲繩進(jìn)行無損檢測及壽命預(yù)測至關(guān)重要。

影響鋼絲繩壽命的主要因素很多。主要包括鋼絲繩的生產(chǎn)工藝因素、使用過程因素、過載狀況因素、銹蝕程度因素等。鋼絲繩在使用過程中，各類損傷都會明顯縮減鋼絲繩的壽命。機械損傷是鋼絲繩常見的損傷之一，主要表現(xiàn)為銹蝕、過載、磨損、斷絲等。斷絲主要包括疲勞斷絲、銹蝕斷絲、磨損斷絲、拉斷斷絲等類型；鋼絲繩磨損主要分為外部磨損和內(nèi)部磨損。外部磨損主要是鋼絲繩外表面與繩輪等物體表面反復(fù)摩擦的磨損。內(nèi)部磨損主要是鋼絲繩在使用時壓力集中在一側(cè)，鋼絲繩在彎曲時內(nèi)部鋼絲之間相互產(chǎn)生作用力，使得股與股之間、絲與絲之間的作用力不斷變化，導(dǎo)致鋼絲繩內(nèi)部發(fā)生磨損；過載因素(瞬間沖擊力過大)可造成鋼絲繩壽命縮減。過載使鋼絲繩會有微量的縮頸和局部的磨損，當(dāng)載荷超過鋼絲的塑性變形極限或瞬間沖擊力過大時，鋼絲繩就可能產(chǎn)生局部斷絲或整繩斷裂；銹蝕也是造成鋼絲繩壽命縮減的主要因素。由于鋼絲繩所處工作環(huán)境惡劣，與各類腐蝕性物質(zhì)發(fā)生作用，在其表層會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成溝紋。含有酸、堿腐蝕性的物質(zhì)將沖刷掉鋼絲繩表面和內(nèi)部的防腐油脂，會加速銹蝕過程。通常腐蝕損傷會超過正常磨損和疲勞影響對鋼絲繩的損傷。

鋼絲繩的損傷檢測大致可分為三類，截面損失檢測(LMA,Loss of MetallicArea)，即大面積的磨損、銹蝕和鋼絲繩繩徑縮細(xì)等；局部損傷檢測(LF,Local Flaw)，如斷絲、銹蝕等；結(jié)構(gòu)缺陷檢測(SF,Structure Fault)，即正常結(jié)構(gòu)的畸變，如松絲、變形等。目前鋼絲繩無損檢測的基本方法包括電磁漏磁檢測法、聲發(fā)射檢測法、超聲波檢測法、電流檢測法、電渦流檢測法、紅外檢測法、X射線檢測法和光學(xué)檢測法。目前現(xiàn)有的每種方法都各自存在局限性，不能滿足現(xiàn)代工業(yè)安全生產(chǎn)的高要求。本發(fā)明是設(shè)計一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測傳感器，可以高靈敏度地反應(yīng)鋼絲繩的損傷程度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有方式的不足，本發(fā)明提供了一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置及檢測方法，提出采用檢測靈敏度最高的電磁感應(yīng)檢測方法對鋼絲繩的損傷程度進(jìn)行檢測和評價。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置，包括直流電源、交流激勵電源、電壓信號檢測系統(tǒng)、直流電源激勵線圈、交流電源激勵線圈、檢測信號線圈和無磁塑料管，所述直流電源激勵線圈、交流電源激勵線圈和檢測信號線圈疊加纏繞在是無磁塑料管上；所述直流電源連接所述直流電源激勵線圈，所述交流激勵電源連接所述交流電源激勵線圈，所述電壓信號檢測系統(tǒng)連接所述檢測信號線圈。

一種基于上述的基于電磁互感的鋼絲繩損傷檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

S1.確定交流激勵電源的工作頻率：交流激勵電源向交流電源激勵線圈供電，分別將一根完好鋼絲繩和一根損傷鋼絲繩放入無磁塑料管，通過改變交流激勵電源的激勵信號頻率，并通過電壓信號檢測系統(tǒng)記錄兩根鋼絲繩的檢測信號隨交流激勵電源的激勵信號頻率的關(guān)系，兩根鋼絲繩的檢測信號之差的極大值處對應(yīng)的激勵信號頻率即是交流激勵電源的工作頻率；