CN103994998A - 钢丝绳无损探伤仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种钢丝绳无损探伤仪，解决了现有技术中无法对钢丝绳内部断丝和磨损进行定量检测的问题，钢丝绳无损探伤仪包括钢丝绳行走定位机构、漏磁通检测器、光检测器、光电编码器、嵌入式信号处理系统，所述钢丝绳行走定位机构设有钢丝绳通道，所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器固定于所述钢丝绳通道内壁的表面上，所述嵌入式信号处理系统固定于所述钢丝绳行走定位机构上，所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器连接所述嵌入式信号处理系统，采用漏磁通法技术和光学测定法技术相结合技术，对钢丝绳断丝、点蚀、磨损等缺陷进行信号特征提取和定量分析，实现对钢丝绳在线高速、高精度检测。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝绳探伤设备领域，特别是指钢丝绳无损探伤仪。
背景技术
钢丝绳是工程中主要的承载构件，广泛应用于煤炭、冶金、交通、运输、建筑、旅游等国民经济各主要行业和部门，其安全使用问题备受关注。长期以来人们对钢丝绳采用人工目测和定期更换的方法来避免事故的发生，但是人工目测法可靠性差且效率低，定期更换则造成巨大浪费。电磁检测是在二十世纪初开始应用，目前应用钢丝绳电磁无损检测可以对钢丝绳的金属截面积损失进行漏磁检测，能够检测出内部断丝和磨损，锈蚀程度以及钢丝绳变形等影响钢丝绳使用寿命的这些损伤。但目前电磁检测技术难以对钢丝绳内部断丝和磨损实现定量检测，检测精度低，当断丝和点蚀同时存在时，不能进行区分。另外，目前钢丝绳电磁无损检测仪器与上位机的通讯是有线连接，在环境比较恶劣的情况下难以实现信号的传输。
发明内容
本发明提出钢丝绳无损探伤仪，解决了现有技术中无法对钢丝绳内部断丝和磨损进行定量检测的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：钢丝绳无损探伤仪包括钢丝绳行走定位机构、漏磁通检测器、光检测器、光电编码器、固定于所述钢丝绳行走定位机构上的嵌入式信号处理系统，其特征在于：所述钢丝绳行走定位机构内设有钢丝绳通道，所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器固定于所述钢丝绳通道内壁的表面上，所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器连接所述嵌入式信号处理系统。
作为优选的技术方案，所述漏磁通检测器包括霍尔元件传感器和环状的永磁体；所述霍尔元件传感器镶嵌于所述环状永磁体的内圈上。
作为优选的技术方案，所述光检测器包括光源、透镜和CCD传感器；所述光源和所述透镜位于所述钢丝绳通道的一侧，所述光源位于所述透镜的焦点上：所述CCD传感器位于所述钢丝绳通道的另一侧。
作为优选的技术方案，所述嵌入式信号处理系统为ARM7嵌入式系统。
作为优选的技术方案，还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的液晶显示器；所述液晶显示器固定在所述钢丝绳行走定位机构上。
作为优选的技术方案，还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的声光报警器。
作为优选的技术方案，还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的无线网卡。
本发明同背景技术相比所产生的有益效果：
采用漏磁通法技术和光学测定法技术相结合技术，利用人工神经网络等人工智能技术对钢丝绳断丝、点蚀、磨损等缺陷进行信号特征提取和定量分析，实现对钢丝绳在线高速、高精度检测。采用光学测定法技术，解决传统电磁法不能同时分辨断丝和点蚀缺陷问题；采用光学测定法技术利用CCD成像原理精确测量钢丝绳外径尺寸，实现钢丝绳磨损情况进行精确定量分析，解决传统电磁方法不能对钢丝绳磨损情况实现定量分析问题；本系统同时通过无线网卡以无线方式与上位机进行数据传输，解决传统有线传输在恶劣环境下不能使用的问题，在上位机也可实现在线实时检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明钢丝绳无损探伤仪平面结构示意图。
图中：1-霍尔元件传感器；2-光电编码器；3-永磁体；4-液晶显示器；5-无线网卡；6-嵌入式信号处理系统；7-声光报警器；8-CCD传感器；9-钢丝绳；10-透镜；11-光源。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，钢丝绳无损探伤仪包括钢丝绳行走定位机构、漏磁通检测器、光检测器、光电编码器2、固定于钢丝绳行走定位机构上的嵌入式信号处理系统6。钢丝绳行走定位机构为机械结构体，主要功能是固定和沿绳滑动被检测的钢丝绳，钢丝绳行走定位机构内设有钢丝绳通道，钢丝绳通道呈管状，钢丝绳通道直径大于被检测钢丝绳9直径，以确保钢丝绳9通过时不接触通道管壁及固定于管壁的其他部件。检测时，被检测钢丝绳9需按一定速度穿过钢丝通道，相对速度范围为0.0～6.0m/s；速度控制在0.3～1.5m/s时，检测效果最佳。漏磁通检测器、光检测器、光电编码器2固定于钢丝绳通道内壁的表面上，钢丝绳9经过钢丝绳通道时，被漏磁通检测器和光检测器扫描，光电编码器2则会实时记录通过钢丝通道的钢丝绳长度。嵌入式信号处理系统6固定于钢丝绳行走定位机构上，在实际应用时，嵌入式信号处理系统6固定在钢丝通道外壁的表面上，漏磁通检测器、光检测器、光电编码器2的输出信号均输入嵌入式信号处理系统6。嵌入式信号处理系统6用于对漏磁通检测器和光检测器扫描获取的信号进行实时处理，嵌入式信号处理系统6首先将漏磁通检测器和光检测器的模拟信号通过AD转换变成数字信号，然后经嵌入式处理器利用人工神经网络等人工智能技术对钢丝绳9断丝、点蚀、磨损等缺陷进行信号特征提取和定量分析，获取钢丝绳的外观、缺陷波形、缺陷类型和数量等特征数据，利用光电编码器2的输出信号，嵌入式信号处理系统6可对包括缺陷在内的特征数据在钢丝绳9上进行定位。
钢丝绳无损探伤仪还包括与嵌入式信号处理系统6相连接的液晶显示器4，液晶显示器4固定在钢丝绳行走定位机构上；钢丝绳无损探伤仪还包括与嵌入式信号处理系统6相连接的声光报警器7；钢丝绳无损探伤仪还包括与嵌入式信号处理系统6相连接的无线网卡5，嵌入式信号处理系统6处理得到的特征数据可通过液晶显示器4进行显示，发现缺陷或出现故障时，声光报警器7进行报警。钢丝绳无损探伤仪还可通过无线网卡5将探测数据发送到其他计算机系统，漏磁通检测器包括霍尔元件传感器1和环状的永磁体3，霍尔元件传感器1镶嵌于环状永磁体3的内圈上。检测时，被检测钢丝绳9需从中心位置穿过漏磁通检测器。漏磁通检测器与的钢丝绳9间隙范围为2～20mm。当钢丝绳9和漏磁通检测器产生相对运动时，永磁体3就完成对钢丝绳9的轴向磁化，由霍尔元件传感器1将钢丝绳9上的漏磁场变化状况转变为电压信号传输给嵌入式信号处理系统6。光检测器包括光源11、透镜10和CCD传感器8，光源11和透镜10位于钢丝绳通道的一侧，光源11位于所述透镜10的焦点上；CCD传感器8位于所述钢丝绳通道的另一侧。检测时，光源11发出的光经过透镜10变成一束光柱照射在CCD传感器8上；被检测钢丝绳9穿过该光束，并在在CCD传感器8留下投影，CCD传感器8采集钢丝绳投影信息，将管信号转变成电压信号传输给嵌入式信号处理系统6。嵌入式信号处理系统为低功耗的ARM7嵌入式系统，支持广泛包括Windows CE、Linux、Palm OS等多种操作系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.钢丝绳无损探伤仪，包括钢丝绳行走定位机构、漏磁通检测器、光检测器、光电编码器、固定于所述钢丝绳行走定位机构上的嵌入式信号处理系统，其特征在于：
所述钢丝绳行走定位机构内设有钢丝绳通道；
所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器固定于所述钢丝绳通道内壁的表面上；
所述漏磁通检测器、所述光检测器、所述光电编码器连接所述嵌入式信号处理系统。
2.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
所述漏磁通检测器包括霍尔元件传感器和环状的永磁体；
所述霍尔元件传感器镶嵌于所述环状永磁体的内圈上。
3.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
所述光检测器包括光源、透镜和CCD传感器；
所述光源和所述透镜位于所述钢丝绳通道的一侧，所述光源位于所述透镜的焦点上：
所述CCD传感器位于所述钢丝绳通道的另一侧。
4.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
所述嵌入式信号处理系统为ARM7嵌入式系统。
5.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的液晶显示器；
所述液晶显示器固定在所述钢丝绳行走定位机构上。
6.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的声光报警器。
7.如权利要求1所述的钢丝绳无损探伤仪，其特征在于：
还包括与所述嵌入式信号处理系统相连接的无线网卡。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |