CN101021507A - 智能虚拟钢丝绳探伤仪 - Google Patents

Abstract

本发明用高强稀钍永磁及采用特殊方法绕制的高灵敏线圈式传感器，智能数据采集转换处理器，采用虚拟仪器技术平台与本发明配套智能软件，人机对话，定量探测钢丝绳断丝数量、断面损失率，有超限报警自动在钢丝绳上喷标记，无累计误差。采取高频采样，动态比较，运算，可准确检查钢丝绳内、外部断丝数量(精度1丝，特别是危险的疲劳造成断口小于0.5毫米断丝)及其所在位置；还可定量地检测钢丝绳由于内，外部锈蚀，磨损等造成金属断面损失率；实现了对钢丝绳锈蚀，磨损，断面损失率，断丝，损伤，接头滑动检测的一体化智能检测分析管理。配附图2所示的U型专用探头还可用于固定吊椅(箱，猴儿车)索道的钢丝绳不拆抱索器在线探伤。

Description

智能虚拟钢丝绳探伤仪

技术领域  本发明涉及一种能定量检测钢丝绳内外部断丝、断面损失率的无损智能在线检测装置。

背景技术  目前国内外各种类型的钢丝绳探伤仪很多，但都有共同毛病：都只能定性探测钢丝绳断丝，不能准确定量。对小断口断丝，特别是危险的小断口＜0.5毫米的疲劳断丝，钢绳接头滑动根本不能探测。用测距轮测距，累计误差大，分辨率低，测距轮打滑误差更大。(柏林索道长达19.5公里的钢丝绳，累计误差达800米)不能在钢丝绳上准确定位，维修不便。主磁通检测法LMA断面检测因采样分辨率低，上述探伤仪多用记录仪画曲线，分辨率更低，就是目前国内外最好虚拟探伤LMA定量分析能力：缺陷宽度≥50mm，锈蚀、磨损截面积损失量≥1％，LMA缺陷检出能力：缺陷宽度≥10mm，不能准确对断口＜0.5毫米的疲劳断丝定量。操作，调试、分析，查询不便，采样频率低，常漏采样。无智能，容易错误判断。固定抱索器吊椅(箱)索道，因钢绳上有固定抱索器探头通不过，探伤必须拆抱索器，费时费工，通常年检修时才检查严重影响安全生产。

目前探伤仪可靠性差，价格高。进口价格更高，(比国产的高数倍，每台几万到十多万美元)造成使用单位买不起，买了探伤仪不好用，还大多采用落后的人工检查。断绳事故时有发生。为了安全，本来还能用的钢绳也只得提前报废，造成巨大的浪费。针对上述问题我1995年研制发明专利号：ZL95100764.5微机智能钢丝绳探伤仪。实现了对钢丝绳锈蚀，磨损，断面损失率，断丝、接头滑动检测的一体化在线检测。但ISA总线工控机、DOS操作系统技术落后了，软硬件不能满足高速钢丝绳探伤需要。本发明采用新计算机技术、测控技术、新接口技术，采用虚拟仪器技术平台对原微机智能钢丝绳探伤仪系统进行创造性的改进，发明了本智能虚拟钢丝绳探伤仪。

发明内容  本发明原理是采用电磁原理检测钢丝绳的缺陷。主磁通测定法定量检测钢丝绳的金属横截面损失率(LMA检测法)，漏磁场测定法(FL检测法)，检查局部损伤。用高强稀钍永磁铁为磁源，高灵敏桥接线圈作探头，采用虚拟仪器技术平台，钢丝绳损伤信号经智能数据采集转换处理器：滤波、模数转换、程控放大、智能计算、分析、动态比较、判断处理。发现断丝、断面损失率有超限数据即报警，输出开关量信号，驱动自动喷漆装置在钢丝绳上直接打标记。本发明采取高频采样，动态比较，运算，可准确检查钢丝绳内、外部断丝数量(特别是危险的疲劳造成断口小于0.5毫米断丝)及其所在位置，钢绳接头滑动位置；还可定量地检测钢丝绳由于内，外部锈蚀、磨损等造成金属断面积损失率；按用户设定的条件在钢丝绳上打出标记。实现了对钢丝绳锈蚀，磨损，断面损失率，断丝，损伤，接头滑动检测的一体化在线检测。该仪器具有易掌握使用，便于学习提高。还有管理，分析等智能。利用探测所有探头能通过的钢管，元钢钢材等；配附图2所示的U型专用探头还可用于固定吊椅(箱)索道的钢丝绳在线探伤(不拆抱索器)。

下面结合附图进一步说明。

本发明由高强稀钍永磁探头，智能数据采集转换处理器，信号电缆和智能虚拟钢丝绳探伤仪主机及配套智能虚拟探伤软件构成。

智能虚拟钢丝绳探伤仪原理图系统结构框图附图1

附图1中：1.被测钢丝绳，2.高强稀钍永磁探头，3.智能数据采集转换处理器，4.智能虚拟钢丝绳探伤仪主机及配套智能虚拟钢丝绳探伤软件，5.自动喷漆装置，6.打印机，7.嵌入式钢丝绳安全检测系统。

高强稀钍永磁探头2检测到钢丝绳1的断丝、断面、距离等信号，经智能数据采集转换处理器3，及安在智能虚拟钢丝绳探伤仪主机4内的配套智能虚拟钢丝绳探伤软、硬件，高精数据采集放大处理，模数转换，智能运算，分析，动态比较，判断，模拟显示，贮存。发现有超限数据，输出开关量信号驱动自动喷漆装置5，在钢丝绳上直接打标记。软件自动生成探伤报告，可由打印机6打印。

对专用用户专用钢丝绳经调试标定压缩后，钢丝绳探伤检测信号经智能数据采集转换处理器3压缩输入到嵌入式钢丝绳安全检测系统7，对钢丝绳进行在线安全监测。该系统环境WINCE。智能虚拟钢丝绳探伤仪主机4作为嵌入式钢丝绳安全检测系统7的上位机，数据经无线、有线网络传输。

U型专用探头  附图2是U型专用探头。附图2中：1.架空索道固定抱索器，2.钢丝绳，3.高强稀钍永磁探头耐磨衬垫。4.高灵敏线圈：采用同心抗干绕特殊方法绕制，桥式接法提高灵敏度，线圈用环氧树脂浇铸绝缘防水以便在淋水场合使用。5.U型高强稀钍永磁铁，内孔耐磨衬垫3磨损后可更换。调节探头U型开口与钢丝绳2距离间隙以利通过固定在钢绳2上的固定抱索器1，这样智能虚拟钢丝绳探伤仪可在固定抱索器客运索道(煤矿猴儿车)正常运行时不折抱索器就能在线检测钢丝绳，以利安全。因U型专用探头结构与标准探头不同，标定要专门现场动态标定。

智能数据采集转换处理器  附图3中1.检测钢丝绳断丝断面信号输入，2.一级程控放大，3.二级程控放大，4.有源低通滤波，5.DC/DC电源，6.单片机，7.射极跟随器，8.基准电压调整，9.RS232电平转换，10.智能虚拟钢丝绳探伤仪。

高强稀钍永磁探头检测到的钢丝绳的断丝、断面等信号经智能数据采集转换处理器信号输入接口1输入，经5DC/DC电源供电，4有源低通滤波，模数转换及2、3一二级程控放大送单片机6运算分析处理。并送智能虚拟钢丝绳探伤仪处理，发现有超限数据，输出开关量信号。驱动自动喷漆装置5在钢丝绳上直接打标记。

本发明软件操作系统环境：WIN98，WIN2000，XP，虚拟仪器技术平台。

本专利软件采用图形化，结构化，模块化设计，介面友好。人机对话，操作简单，有操作提示，错误告警及容错功能，还可按可修改的设置条件报警、在钢绳上打标记，便于检修。探伤资料能综合查询、模拟显示、智能分析、检测数据波形曲线比较分析研究、压缩贮存。

智能虚拟钢丝绳探伤仪采集与分析系统主介面简介如下：

智能虚拟钢丝绳探伤采集与分析系统主介面见附图4

操作时只需将显示器上光标移到需要表中功能位置回车即可执行此功能。

智能虚拟钢丝绳探伤分析系统介面见附图5

智能虚拟钢丝绳探伤分析系统介面。

单击主介面附图4的“工具”下的“分析回放”菜单进入智能虚拟钢丝绳探伤分析系统介面窗口见附图5。单击“载入探伤数据”按钮载入探伤数据。探伤时的各种信息和参数将显示在“测试信息”栏。回放探伤数据必须使“回放曲线设置”栏的“断丝”或“断面”有效。限制回放波形范围，可设置“回放限制设置”栏的上限电压和下限电压。分析探伤数据可单击“断丝分析”或“断面分析”按钮。回放波形可通过“播放”按钮或拖动回放进度条。缩放波形可通过“缩放”栏的两个按钮来完成。查看断丝分析结果可使“断丝分析表”有效。

智能虚拟钢丝绳探伤标定介面  见附图6.

标定窗口主要完成探伤参数的标定。具体操作：单击主介面附图4的“工具”下的‘标定’菜单进入智能虚拟钢丝绳探伤标定系统介面，按菜单提示操作：1调整好基准。2设置好采样频率、标定类型(断丝、断面、距离)、增益等。3单击“开始采样”按钮，开始采样标定数据。4单击“停止采样”按钮，停止标定采样。5根据波形生成断丝表。6单击“保存标定参数”按钮保存参数。

标定是检测过程中的关键步骤，其目的是为了准确地测试读取钢丝绳金属断面损失占钢丝绳总金属断面的百分数值，以及断丝损伤情况定量标定。标定分为距离，断面损失率(以下简称断面)和局部损伤(以下简称断丝)，使用者按操作主菜单提示，人机对话，分别进行标定。本发明软件能在使用积累知识，自己会学习提高的智能，智能虚拟钢丝绳探伤仪出厂时安装调试按用户的钢绳型号、运行速度标定，一般用户不需标定。钢绳运行状态改变可用软件标定。只需输入合符运行状态(相同的钢丝绳型号和运行速度的)标定文件名即可。标定过数据均存入数据文件，探伤标定校正越多，智能虚拟钢丝绳探伤仪越准确，使用越方便。本发明还可不标定，直接将钢丝绳所有断面损失、断丝、距离信息全部采集波形图，事后分析处理。

Claims (4)

1，本发明用高强稀钍永磁及采用同心抗干绕特殊方法绕制，桥式接法提高灵敏度的高灵敏线圈式传感器，智能数据采集转换处理器，采用虚拟仪器技术平台与本专利配套的智能虚拟钢丝绳探伤软件，人机对话，定量探测钢丝绳断丝数量(精度1丝)、断面损失率，有超限报警自动在钢丝绳上喷标记，无累计误差的智能虚拟钢丝绳探伤仪。

2，权利要求1所涉及U型专用探头。能通过架空索道固定抱索器专用探头。不用拆卸抱索器就可以在线检测钢丝绳。

3，权利要求1所涉的智能数据采集转换处理器：集数据采集、滤波、程控放大、输入、输出智能处理功能的智能数据采集转换处理器。

4，权利要求1所涉及的与本专利配套的智能虚拟钢丝绳探伤软件。

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