基于PCB线圈的钢丝绳无损检测技术研究

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钢丝绳在社会生产生活的诸多领域中都有着广泛的应用,其安全运行直接关系着人身安全,因此,对钢丝绳进行有效的检测,实时了解钢丝绳的运行状况,在发生事故前及时更换钢丝绳,具有重要的意义。传统的感应线圈的轴向跨度大,存在较大的平均效应,不利于对小宽度缺陷进行检测。本文设计了四种PCB线圈代替传统的感应线圈,作为漏磁检测传感器,并开发了一种长时间低漂移积分器,对PCB线圈的输出做积分处理,得到了钢丝绳的四种磁通信息,对钢丝绳的损伤进行了无损检测的研究。具体的工作包括了以下几方面的内容:首先,针对传统感应线圈所存在的轴向跨度大的局限性,设计了四种PCB线圈,这四种线圈可分别实现钢丝绳的四种磁通量的检测,为后续的漏磁数据的采集提供了硬件基础。其次,针对传统积分器存在着严重的零漂问题,设计了三种长时间低漂移积分器电路,并对比分析了其漂移特性及积分精度等性能指标,从中选取性能最优者作为PCB线圈检测的积分器,并通过等空间采样的方式采集了钢丝绳的漏磁信号。然后,利用PCB线圈结合前面设计的长时间低漂移积分器,采集了饱和励磁后钢丝绳的四种磁通量信号,并采用峰-峰值超限检测算法对采集的数据进行分析处理,得到了钢丝绳缺陷的定位信息,实现了缺陷的定位。最后,提取了钢丝绳磨损处检测信号的八种特征量,定量地分析这八种特征量与金属截面积损失之间的关系,依据这八个特征量与钢丝绳截面损失之间的关系实现了LMA的定量检测。
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