[發(fā)明專利]一種永磁體可徑向調(diào)節(jié)的鋼絲繩探傷儀

有效

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• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113155951B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田劼;王偉;孫鋼鋼;馬建武;田壯;張磊;李陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N27/85
• 分類號: G01N27/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種永磁體可徑向調(diào)節(jié)的探傷儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其檢測原理。所述探傷儀包括拉桿、螺旋副、霍爾檢測電路等結(jié)構(gòu)。拉桿固定在外殼的內(nèi)腔中，螺旋副與拉桿配合，通過轉(zhuǎn)動螺旋導(dǎo)桿帶動拉桿軸向移動，拉桿沿徑向設(shè)有5個楔形結(jié)構(gòu)，每個楔形結(jié)構(gòu)分別對應(yīng)一個楔形槽，永磁體安裝在楔形槽上，楔形槽攜載永磁體將拉桿的軸向移動轉(zhuǎn)換為永磁體的徑向移動，以調(diào)節(jié)永磁體的徑向提離值。霍爾檢測電路安裝在探傷儀的內(nèi)襯上，每個霍爾檢測電路分為五組霍爾元件，每個永磁體在軸向分量上對應(yīng)一組霍爾元件。當(dāng)檢測鋼絲繩時，為了避免由于永磁體剩磁過大，減少剩磁對霍爾元件檢測性能的影響，該探傷儀可以根據(jù)目標(biāo)鋼絲繩的繩徑調(diào)節(jié)永磁體的提離值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼絲繩無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及探傷儀內(nèi)部的永磁體的徑向移動技術(shù)方法。

背景技術(shù)

鋼絲繩是一種以優(yōu)質(zhì)鋼絲為主要原料經(jīng)多根或多股鋼絲捻制而成的撓性繩索，由于其具有自重輕、強度高、承載能力大、彎曲柔韌性好、傳動噪聲小和結(jié)構(gòu)多樣性等特點，因而被廣泛應(yīng)用于煤炭開采、港口運輸、架空索道、深海石油開采、高層電梯等領(lǐng)域[1]。鋼絲繩按照應(yīng)用背景的不同，可以分為航空用鋼絲繩、石油用鋼絲繩、電梯用鋼絲繩、漁業(yè)用鋼絲繩和礦用鋼絲繩等。

鋼絲繩的安全使用具有重要的社會效益和經(jīng)濟效益。鋼絲繩無損檢測研究對鋼絲繩的安全使用和避免巨大的經(jīng)濟浪費具有重要意義。鋼絲繩無損檢測方法有很多種，包括無損檢測常用的超聲波檢測法、射線檢測法、電渦流檢測法、電磁檢測法以及機械檢測法、聲學(xué)檢測法、電流檢測法、光學(xué)檢測法等。直到目前，電磁檢測法是當(dāng)前公認(rèn)的最實用的檢測方法之一。

根據(jù)電磁檢測法的工作原理不同，其磁化方式分為交流磁化、直流磁化、永磁磁化。交流磁化檢測精度低，傳感器容易發(fā)熱且操作麻煩；直流磁化雖然具有勵磁強度可調(diào)整的優(yōu)點，但是設(shè)備重量較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且工作時還需提供配套的直流供電設(shè)備。由于兩者的局限性，近年來這兩種方法已逐步淘汰。而永磁磁化檢測裝置體積小，重量輕，使用便捷，檢測成本低，特別是近年來新型永磁材料的開發(fā)與應(yīng)用，使得其優(yōu)勢更明顯，因此磁檢測法中大量使用永磁磁化的方式。

本文主要對應(yīng)用廣泛的永磁體作為磁化方式的鋼絲繩探傷儀所存在的通用問題做出解決方案。目前存在的永磁式鋼絲繩探傷儀中，大多數(shù)探傷儀都是使用固定勵磁源對鋼絲繩進行磁化飽和，沒有針對永磁體與目標(biāo)鋼絲繩的磁化磁感應(yīng)強度可調(diào)節(jié)的問題做出較好的解決。如實用新型專利《便攜式鋼絲繩檢測裝置》(CN208313892U)和實用新型專利《鋼絲繩檢測儀組件》(CN207163809U)，經(jīng)過大量現(xiàn)場實驗經(jīng)驗表明，永磁體式鋼絲繩探傷儀在使用過程中，由于永磁體通常采用稀土永磁體，如：釹鐵硼永磁體N38、釹鐵硼永磁體N48等材料，且該類型的永磁體具有較高的磁能積和較高的矯頑力，在探測不同標(biāo)稱直徑的鋼絲繩時，由于無法調(diào)節(jié)永磁體自身剩磁的大小以適應(yīng)不同的工況需求，因此當(dāng)檢測繩徑小于探傷儀已安裝永磁體設(shè)計的最大探測繩徑時，在霍爾元件檢測區(qū)域內(nèi)將會產(chǎn)生除鋼絲繩自身缺陷外的附加漏磁場，當(dāng)霍爾元件處于該類型的混合漏磁場時，對鋼絲繩的損傷檢測精度將會受到影響。其次，當(dāng)檢測繩徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于已安裝永磁體設(shè)計的最大探測繩徑時，探傷儀與鋼絲繩在氣隙中的漏磁將超過霍爾元件標(biāo)定工作磁場范圍，會導(dǎo)致霍爾元件失去漏磁與輸出電壓的比列關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種永磁體可徑向調(diào)節(jié)的鋼絲繩探傷儀，通過永磁體徑向距離調(diào)節(jié)裝置及時的調(diào)整探傷儀內(nèi)部永磁體與目標(biāo)鋼絲繩的徑向距離，從而解決永磁體提供的磁感應(yīng)強度與目標(biāo)鋼絲繩相互匹配的問題。

在本發(fā)明中采用選擇型號為N48的釹鐵硼永磁體，在探傷儀中主磁通方向為徑向且為多回路勵磁，使鋼絲繩可以得到均勻的飽和磁化效果。依靠永磁體、鋼絲繩和外殼，使儀器內(nèi)部實現(xiàn)完整的磁通路。釹鐵硼永磁體可以快速磁化動態(tài)運行的鋼絲繩，且不受鋼絲繩速度的影響。當(dāng)磁路中的鋼絲繩內(nèi)部或者外部出現(xiàn)局部損傷或者截面積損傷時，由于鋼絲繩磁化飽和，部分磁場溢出，在損傷處形成漏磁場，再經(jīng)霍爾電路檢測，從而達到檢測鋼絲繩的健康狀況。