论文部分内容阅读
钢丝绳广泛应用于矿山、冶金、交通运输、港口、旅游等国民经济各主要行业,发挥着极为关键的作用。钢丝绳是由多根钢丝捻制成绳股,再由多个绳股捻制成的柔性构件,复杂的绳股结构和恶劣的工作环境使其在使用中易于出现磨损、锈蚀、疲劳、断丝等损伤,导致其强度下降,造成安全隐患。运行中的钢丝绳一旦断裂,会造成非常严重的人员伤亡和经济损失。因此,钢丝绳安全检测的原理、方法、技术的研究是非常重要的课题,具有重大的社会、经济意义。
断丝是钢丝绳损伤的主要形式。本文应用电磁检测方法,对断丝损伤信号的产生和分布特征、损伤检测的传感器设计、信号处理电路进行了深入的研究和大量的实验,设计出了损伤信号数据采集系统。
钢丝绳的磁化是损伤信号产生的基础和前提。本文对永磁式周向均匀励磁的励磁器设计方法进行了深入的研究,建立了磁路计算模型,对影响励磁器性能的各种因素进行了分析,制作了实用的励磁器。计算和实验表明,采用高性能的钕铁硼永久磁铁材料和周向均匀励磁的结构形式,可以用很小的重量和体积,满足钢丝绳损伤检测的饱和磁化的要求。
断丝损伤漏磁场的分布特征与损伤模式直接相关。本文将钢丝绳断丝等效为磁偶,提出了利用等效磁偶理论对断丝漏磁场进行计算和解释的方法,并用等直径的钢丝制成钢丝束模拟钢丝绳,制作出各种断丝进行了检测实验,对断丝损伤的模式和相应的漏磁场特征之间的基本联系规律进行了研究总结。
本文采用高性能的集成霍尔元件对钢丝绳断丝漏磁场进行检测,提出了误差补偿和消除干扰信号的方法,设计了信号调理电路,并在试验中实现了对钢丝绳断丝损伤信号的检出和处理。
基于对断丝损伤漏磁场特征的研究,本文设计了以单片机AT89S52为核心的损伤信号数据采集系统,并实现了与上位机之间的通信,通过上位机实现了对数据采集系统的控制。