CN109341767A - 钢丝绳安全检测实验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳安全检测实验台，包括支撑架，在所述的支撑架上设有钢丝绳加载模拟系统、钢丝绳检测系统、实验台综合控制系统；钢丝绳加载模拟系统用于向钢丝绳施加一定的拉力，且通过拉力传感器检测拉力的大小；钢丝绳检测系统包括钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器、钢丝绳探伤装置以及检测驱动装置；所述的检测驱动装置驱动所述的钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器或钢丝绳探伤装置沿着设置支撑架上的导轨规律的往复运动，实现对钢丝绳的检测；实验台综合控制系统对钢丝绳施加拉力大小的控制、钢丝绳检测装置的运动、实验台启停进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝绳无损检测与故障诊断相关技术领域，具体是一种钢丝绳安全检测实验台。
背景技术
钢丝绳由于其强度高、柔软性高、耐腐蚀性好、能够承受多种载荷和变载荷以及工作平稳可靠等许多优点，被广泛应用于电梯起重、矿井提升、冶金、建筑、机械、航空航天等诸多领域。钢丝绳在生产加工、运输以及工作使用中，由于生产工艺的缺陷、保管不良和工作环境的恶劣等原因，往往造成钢丝绳的轻微损伤。钢丝绳的轻微损伤是发生在钢丝绳比较大的损伤像断丝、磨损、腐蚀等之前。轻微损伤不断加剧，就会导致钢丝绳强度降低，甚至突然断裂，危及人员生命和生产安全。全球因钢丝绳引起的事故不胜枚举，在目前缺少科学的诊断方法和仪器的情况下，只能加强人工检查和定期更换钢丝绳。但是经过一些权威机构的现场采样分析发现：大约70％以上被更换的钢丝绳很少或者基本没有强度损耗，一半以上被更换的钢丝绳仍然处于强度90％以上。可见定期更换又会造成钢丝绳使用的巨大浪费。
实际上，钢丝绳在工作过程中，一方面受到环境和载荷的作用，不可避免的使其产生各种损伤和材质劣化，导致其剩余强度降低，安全系数减小；另一方面，在钢丝绳强度一定的情况下，钢丝绳实际受到的张力是变化的。所以钢丝绳安全与否取决于它受损伤后的剩余强度和实际受力状况。目前，国内外许多专家学者开展了大量的卓有成效的研究。钢丝绳的安全诊断一般从两个方面进行：一是基于漏磁无损检测原理；二是接触式拉压传感器测张力。但是国内目前钢丝绳无损检测实验台的搭建仍处于摸索阶段，仍然未出现较为完备的实验平台。现存钢丝绳实验台主要问题有(1)一般是在空载状态下对钢丝绳进行检测，没有在受载情况下进行实验；(2)钢丝绳检测的具体直径受到限制(3)钢丝绳故障种类检测受到限制等等。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种可以对钢丝绳施加0-20T拉力并检测钢丝绳各种损伤的安全检测实验台，实现了在不同受载情况下钢丝绳的损伤检测。
本发明采用的技术方案如下：
钢丝绳安全检测实验台包括支撑架，在所述的支撑架上设有三大系统，分别是钢丝绳加载模拟系统、钢丝绳检测系统、实验台综合控制系统；
所述的钢丝绳加载模拟系统用于向钢丝绳施加一定的拉力，且通过拉力传感器检测拉力的大小；
所述的钢丝绳检测系统包括钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器和钢丝绳探伤装置以及检测驱动装置；所述的检测驱动装置驱动所述的钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器和钢丝绳探伤装置沿着设置支撑架上的导轨规律的往复运动，实现对钢丝绳的检测；
所述的实验台综合控制系统对钢丝绳施加拉力大小的控制、钢丝绳检测装置的运动、实验台启停进行控制。
进一步的，所述的钢丝绳加载模拟系统包括伺服螺杆加载装置和拉力传感器；所述的伺服螺杆加载装置包括伺服电机、减速器与螺杆拉力机；所述的伺服电机通过减速机减速后为螺杆拉力机提供动力；所述的螺杆拉力机为钢丝绳施加一定的力；通过实验台综合控制系统控制施加拉力的大小；所述的拉力传感器可以测得拉力机具体的拉力数值。
本发明所提供的钢丝绳强度检测器主要包括一个外壳，在外壳的内部设有励磁机构、检测机构；在外壳的两端安装有磁极端盖；所述的磁极端盖内部设有供钢丝绳穿过的通孔；
所述的励磁机构主要包括励磁线圈、外层衬套，所述的励磁线圈缠绕在外层衬套上，所述的外层衬套安装在外壳内圈，通电时产生磁场，磁感线通过两端的磁极端盖进入到钢丝绳中；这样励磁线圈作为励磁源，两端的磁极端盖与钢丝绳组成闭合磁回路，实现闭路式励磁功能；
所述的检测机构主要包括检测线圈、内层衬套，所述的检测线圈缠绕在内层衬套上，所述的内层衬套设置在外层衬套内圈；钢丝绳从内层衬套中穿过，当钢丝绳中磁通量变化时，检测线圈会产生电流，输出至信号预处理电路。
本发明所提供的钢丝绳张力检测器，主要由励磁机构、检测机构、电路板三部分组成；
所述励磁机构主要包括励磁线圈、铁芯和磁极，所述的励磁线圈缠绕在铁芯上，所述的磁极安装在铁芯两端，在所述的磁极上设有供钢丝绳穿过的通孔；
所述的检测机构安装在励磁机构的下方，其主要包括霍尔元件、两个聚磁环、衬套，所述的衬套两端固定在两个磁极之间，衬套的内圈供钢丝绳穿过；所述的两个聚磁环镶嵌在衬套外圈，两个聚磁环间距刚好为霍尔元件的长度大小，两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间放置霍尔元件，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件检测到，所述的霍尔元件与信号处理电路相连。
进一步的，所述的衬套由上半圆柱形衬套和下半圆柱形衬套组成，每个聚磁环由上半聚磁环和下半聚磁环组成，上半聚磁环嵌套在上半圆柱形衬套外圈；下半聚磁环嵌套在下半圆柱形衬套外圈；在两个半圆柱形衬套闭合时，所述聚磁环也刚好闭合，且两个半圆柱形的衬套闭合在一起后形成供钢丝绳穿过的空间。
进一步的，所述的磁极包括上部分和下部分，上部分磁极和下部分磁极通过连接件连接在一起后，形成供钢丝绳穿过的孔。
进一步的，所述的两个半圆柱形的衬套的分界面与磁极上、下部分的分界面在同一个平面上；上半圆柱形的衬套固定在磁极的上部分，下半圆柱形的衬套固定在磁极的下部分。
本发明公开的钢丝绳探伤传感器，包括定心轮以及两个半壳体，每个所述半壳体由外衔铁和衬套组成，所述外衔铁为半圆环形，所述衬套为阶梯半圆拱形，所述外衔铁嵌在衬套上，所述的两个半壳体可扣合在一起内部形成用于放置钢丝绳圆柱形空心区；所述定心轮分布在半壳体两端，每端设置一个，用于不同直径的钢丝绳在传感器中的中心定位；在每个所述的衬套左、右两端还镶嵌有半环形的永久磁铁和内衔铁，所述的永久磁铁位于内衔铁的内圈，所述的内衔铁位于外衔铁内圈；当两个半壳体合在一起时，两个极性相反的永久磁铁形成一个磁环，內衔铁也扣合形成整环，永久磁铁、內衔铁和外衔铁连接在一起形成闭合磁路，共同将钢丝绳磁化到饱和状态；每个所述衬套中间设置有两个带有半桥路的半环形聚磁环，每个衬套的两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间设置霍尔元件，聚磁环收集的漏磁信号通过桥路被霍尔元件感应，形成电压信号输出。
进一步的，衬套两端上各设置有一个凹槽I，中间设置两个凹槽II、一个凹槽III，凹槽I的宽度与永久磁铁和内衔铁的宽度相等，使永久磁铁和内衔铁正好嵌在凹槽I上。
聚磁环的半环宽度和凹槽II相等，聚磁环的半桥路正好卡在凹槽III里，使带有半桥路的半环形聚磁环正好嵌在凹槽II和凹槽III内，两个聚磁环在凹槽II和凹槽III上形成磁桥路，磁桥路中间放置霍尔元件。两个半壳体合并时，每个衬套中间形成一个磁桥路，两个磁桥路的霍尔元件同时输出感应电压信号，传输到电路板上。
进一步的，衬套两端的内侧间距等于外衔铁的宽度，使外衔铁正好嵌在衬套上；两个所述的外衔铁的两侧均通过合页连接，合页配合锁紧插销实现两者相对位置的固定。
本发明的有益效果：
(1)就目前国内钢丝绳无损检测与故障诊断实验台较为单一的情况下，本实验台可以对有效地检测钢丝绳的剩余强度、钢丝绳的张力大小以及钢丝绳的损伤大小。
(2)目前国内钢丝绳检测实验台大多是空载状态下进行损伤检测，本实验台实现了受载情况下对钢丝绳进行无损检测，更加贴近钢丝绳实际使用状态。
(3)实验台设置三种了检测传感器，可对钢丝绳进行不同的损伤检测，包括断丝和金属截面积损失等故障。
(4)本实验台可进行钢丝绳拉伸疲劳测试。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1：钢丝绳安全检测实验台正三轴侧图；
图2：钢丝绳安全检测实验台主视图；
图3：钢丝绳安全检测实验台俯视图；
图4：钢丝绳强度检测器正三轴图；
图5：钢丝绳强度检测器剖视图；
图6：钢丝绳强度检测器侧视图；
图7：钢丝绳张力检测器正三轴图；
图8：钢丝绳张力检测器的剖视图；
图9：钢丝绳张力检测器的侧视图；
图10：钢丝绳探伤装置外壳半开状态示意图；
图11：钢丝绳探伤装置衬套结构示意图；
图12：钢丝绳探伤装置扣合状态的左视图；
图中：1支撑架，2拉力传感器，3钢丝绳，4驱动导轨，5检测装置，6检测装置更换架，7伺服驱动电机I,8螺杆拉力机，9减速器，10伺服驱动电机II；
5.1.1磁极端盖，5.1.2内层衬套，5.1.3励磁线圈，5.1.4检测线圈，5.1.5外层衬套，5.1.6外壳；
5.2.1磁极，5.2.2铁芯，5.2.3尼龙板，5.2.4励磁线圈，5.2.5聚磁环，5.2.6聚磁环，5.2.7衬套，5.2.8磁极，5.2.9霍尔元件。
5.3.1定心轮，5.3.2外衔铁，5.3.3航空插头，5.3.4衬套，5.3.5永久磁铁，5.3.6內衔铁，5.3.7合页，5.3.8聚磁环，5.3.9电路板，5.3.10凹槽，5.3.11凹槽，5.3.12凹槽，5.3.13锁紧插销。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中所述的衬套可选择尼龙衬套。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种钢丝绳安全检测实验台。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，钢丝绳安全检测实验台包括一个支撑架1，在支撑架1上设置有三大系统：钢丝绳加载模拟系统、钢丝绳检测系统、实验台综合控制系统。通过这三大系统依次实现对钢丝绳加载、损伤检测和采集数据、实验台控制。
钢丝绳受力加载系统包括两部分，一是伺服螺杆加载装置，二是拉力传感器2。伺服螺杆加载装置包括伺服电机10、减速器9与螺杆拉力机8。通过伺服螺杆加载装置可以对钢丝绳施加0-20T的力，通过控制系统可以控制施加拉力的大小。拉力传感器可以测得拉力机具体的拉力数值，方便拉力大小的控制。
钢丝绳检测系统包括钢丝绳检测装置5与检测驱动装置两部分。本实验台对于钢丝绳检测装置提供了三种装置，分别是钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器和钢丝绳探伤装置以及检测驱动装置；所述的检测驱动装置驱动所述的钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器或者钢丝绳探伤装置沿着设置支撑架上的导轨4规律的往复运动，实现对钢丝绳的检测；
检测驱动装置包括驱动电机7通过丝杠驱动一个滑块沿着导轨4移动，所述的滑块与不同的更换架进行配合，实现不同检测器的检测。
在使用时，钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器和钢丝绳探伤装置单独使用，例如：需要对钢丝绳强度进行检测时，就在导轨上安装钢丝绳强度检测器实现钢丝绳强度检测；需要对钢丝绳的张力进行检测时，就在导轨上安装钢丝绳张力检测器实现钢丝绳张力检测；需要对钢丝绳进行探伤检测时，就在导轨上安装钢丝绳探伤装置，实现对钢丝绳的探伤检测。
由于钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器和钢丝绳探伤装置的形状不同，因此每个检测装置可设置一个配套的更换架6；在更换不同的检测装置时，直接取下更换架，换上其他检测装置配套的更换架即可。
实验台综合控制系统实现对钢丝绳施加拉力大小的控制、钢丝绳检测装置的运动、实验台启停等控制。
如图4-图6所示，本发明中提出的基于励磁效应的钢丝绳强度检测器，其整体外形为一个圆柱形结构，其主要包括一个外壳5.1.6，在外壳的内部设有励磁机构、检测机构；在外壳5.1.6的两端安装有磁极端盖1；外壳5.1.6为一个圆筒形结构，其两端敞口；
磁极端盖5.1.1为一个圆柱形结构，在其中心位置设有供钢丝绳穿过的通孔；其材料使用导磁性能优良的工业纯铁。励磁机构主要包括励磁线圈5.1.3、外层衬套5.1.5，外层衬套5.1.5的外圈设有向内凹的凹槽；所述的励磁线圈5.1.3缠绕在外层衬套的凹槽内，所述的外层衬套安装在外壳内圈，通电时励磁线圈5.1.3产生磁场，磁场通过两端的磁极端盖与钢丝绳连接，这样励磁线圈作为励磁源，两端的磁极端盖与钢丝绳组成闭合磁回路，实现闭路式励磁功能；
所述的检测机构主要包括检测线圈5.1.4、内层衬套5.1.2，内层衬套5.1.2的外圈设有向内凹的凹槽；所述的检测线圈5.1.4缠绕在内层衬套的凹槽内，所述的内层衬套设置在外层衬套内圈；
使用时，钢丝绳从一个磁极端盖5.1.1进入，然后穿过内层衬套5.1.2；从另一个磁极端盖穿出；给励磁线圈5.3.3通电，励磁线圈5.3.3产生磁场，磁场通过两端的磁极端盖与钢丝绳连接，这样励磁线圈5.3.3作为励磁源，两端的磁极端盖5.1.1与钢丝绳组成闭合磁回路，实现闭路式励磁功能；当钢丝绳中磁通量变化时，检测线圈会产生电流输出至信号预处理电路；通过信号处理电路对电流的检测，实现对钢丝绳剩余强度的检测；
进一步的，所述的磁极端盖5.1.1安装在检测器两端，磁极端盖5.1.1内径可根据检测钢丝绳直径进行更换匹配。
进一步的，所述的内层衬套5.1.2和外层衬套5.1.5选用不具有导磁性但具有一定韧性的尼龙材料。
进一步的，所述的励磁线圈和检测线圈使用带有绝缘漆包线的铜丝，检测线圈铜丝直径越小，检测效果越佳。
进一步的，所述的外壳5.1.6采用导磁性能优良的工业纯铁，既可以屏蔽外界干扰信号，又可以吸收磁极散发的磁场，提高了信噪比。
进一步的，所述的励磁线圈5.1.3、检测线圈5.1.4与电路板之间均采用屏蔽线缆连接，屏蔽线缆与电路板之间采用航空插头连接，这样方便电路的连接，电路板的信号输出线使用信号屏蔽电缆。
进一步优选的，所述的内层衬套5.1.2、外层衬套5.1.5以及外壳5.1.6同轴安装。
检测线圈在工作时，要避免带电、带磁以及易导磁器件的靠近。采用外接调压设备供电时，要保证设备供电电压的稳定，以免导致检测信号的不稳定。
本发明的励磁线圈可采用便携式电源或大体积变压电源供电，信号的发出可采用有线也可以根据实际使用情况加入无线发射模块，实现无线传输。
如图7-图9所示，本发明所提供的旁路励磁方式的钢丝绳张力检测器，主要由励磁机构、检测机构、电路板三部分组成；
励磁机构主要包括励磁线圈5.2.4、铁芯5.2.2、磁极5.2.1，励磁线圈5.2.4缠绕在铁芯5.2.2上，磁极5.2.1安装在铁芯5.2.2两端，磁极5.2.1与钢丝绳接触面处进行刨分(具体见图7)，待钢丝绳穿过磁极后，将刨分的上盖安装在磁极上。这样，铁芯、磁极、钢丝绳形成闭合磁回路，磁场由励磁线圈5.2.4生成，磁场大小由励磁线圈的电流大小控制。励磁线圈5.2.4采用绝缘漆包铜线，相同的励磁线圈体积和励磁电流情况下，铜丝的直径越细励磁效果越好。铁芯与磁极选择导磁性能较好的工业纯铁。在结构尺寸上要保证整个磁回路中铁芯和磁极的横截面积都大于或等于钢丝绳本身的横截面积，保证励磁达到测量所需的磁化效果。
检测机构主要包括霍尔元件5.2.9、聚磁环5.2.5、聚磁环5.2.6，衬套5.2.7。聚磁环5.2.5和衬套5.2.7均采用刨分式结构，方便安装。衬套为阶梯半圆柱形结构，聚磁环5.2.5和5.2.6嵌在衬套5.2.7上，当衬套5.2.7闭合时，聚磁环也刚好闭合，钢丝绳从衬套5.2.7中间穿过，钢丝绳中的磁场被聚磁环收集。衬套5.2.7上的一对聚磁环5.2.5和聚磁环5.2.6之间的间距刚好为霍尔元件5.2.9的长度大小，这样两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间放置霍尔元件5.2.9，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件5.2.9检测到，霍尔元件的输出信号经电路板上的信号预处理电路输出能够达到A/D设备识别范围的电压信号；
使用聚磁环，可以完整的收集到通过钢丝绳的磁场信号，提高了检测信号的准确性，通过桥路的设计使传感器只需要两个霍尔元件就可以实现对磁场信号的检测，优化了后续信号预处理中过多的信号叠加引起的信号混叠问题。
磁极5.2.1上部覆盖一尼龙板5.2.3，尼龙板5.2.3上可以放置电路板、电源、指示灯等。电路板主要完成励磁线圈供电、检测电路供电、霍尔元件输出信号的预处理等功能。电路板的供电电源可以放置在尼龙板上，也可以外接大体积的供电设备，但不能超过电路的额定状态；信号的发出可采用有线也可以根据实际使用情况加入无线发射模块，实现无线传输。
励磁线圈5.2.4、霍尔元件5.2.9与电路板之间均采用屏蔽线缆连接，屏蔽线缆与电路板之间采用航空插头连接，这样方便电路的连接，电路板的信号输出线使用信号屏蔽电缆。
霍尔元件5.2.9检测的是磁信号，检测器在工作时，要避免带电、带磁以及易导磁器件的靠近。采用外接调压设备供电时，要保证设备供电电压的稳定，以免导致检测信号的不稳定。
具体的，衬套5.2.7由上半圆柱形衬套和下半圆柱形衬套组成，每个聚磁环由上半聚磁环和下半聚磁环组成，上半聚磁环嵌套在上半圆柱形衬套外圈；下半聚磁环嵌套在下半圆柱形衬套外圈；在两个半圆柱形衬套闭合时，所述聚磁环也刚好闭合，且两个半圆柱形的衬套闭合在一起后形成供钢丝绳穿过的空间。
具体的，磁极5.2.1包括上部分和下部分，上部分磁极和下部分磁极通过连接件连接在一起后，形成供钢丝绳穿过的孔；励磁线圈、铁芯以及上半圆柱形衬套安装在上部分磁极上；下半圆柱形衬套安装在下部分磁极上；在上部分磁极上还开设有两个通孔，用于支撑铁芯5.2.2的两端；
两个半圆柱形的衬套5.2.7的分界面与磁极5.2.1上、下部分的分界面在同一个平面上；上半圆柱形的衬套固定在磁极的上部分，下半圆柱形的衬套固定在磁极的下部分。
钢丝绳张力检测器采用上述可分离式设计，对于在役钢丝绳的可以直接检测，无需停工，避免了因检测造成的工作间断和效益损失。
利用上述张力检测器装置对钢丝绳张力进行张力检测的检测方法，如下：
将磁极的上部分与励磁线圈、铁芯以及上半圆柱形的衬套相连，形成检测器的上半部分；将磁极的下部分与下半圆柱形的衬套相连；形成检测器的下半部分；
将检测器的上半部分与现役钢丝绳的上半部分配合，将检测器的下半部分与现役钢丝绳的下半部分配合；然后通过连接件将两部分连接；
给励磁线圈通电，铁芯、磁极、钢丝绳形成闭合磁回路，磁场由励磁线圈生成，磁场大小由励磁线圈的电流大小控制；然后移动钢丝绳张力检测器
两个聚磁环之间形成桥路，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件检测到，霍尔元件的输出信号经电路板上的信号预处理电路输出能够达到A/D设备识别范围的电压信号；根据电压信号的大小获得钢丝绳的强度大小。
如图10-图12所示，基于聚磁效应的可分离式钢丝绳探伤装置，包括四个定心轮5.3.1、两个半壳体；
所述四个定心轮，分布在传感器两端，每端设置一对，用于不同直径的钢丝绳在传感器中的中心定位；
每个半壳体由外衔铁5.3.2和衬套5.3.4组成，所述外衔铁5.3.2为半圆环形，所述衬套为阶梯半圆拱形，所述外衔铁5.3.2嵌在衬套5.3.4上，两个外衔铁5.3.2扣合在一起并通过合页5.3.7连接，此时两个衬套5.3.4也扣合在一起，两个半壳体合成传感器的壳体，壳体内部形成圆柱形的空心区，可以放置钢丝绳。
所述外壳体设有航空插头5.3.3，用于信号线的连接，所述衬套两端嵌有半环形的永久磁铁5.3.5和内衔铁5.3.6，当半壳体合在一起时，两个极性相反的永久磁铁5.3.5形成一个磁环，內衔铁5.3.6也扣合形成整环，永久磁铁5.3.5、內衔铁5.3.6和外衔铁5.3.2连接在一起形成闭合磁路，共同将钢丝绳磁化到饱和状态。
所述衬套中间设置带有半桥路的半环形聚磁环5.3.8，每个衬套的两个聚磁环5.3.8之间形成桥路，桥路中间设置霍尔元件，聚磁环收集的漏磁信号通过桥路被霍尔元件感应，形成电压信号输出。
所述衬套中间设置有电路板，电路板用螺丝固定到衬套上，对霍尔元件的输出信号进行调零和放大，电路板上焊有航空插头，与外壳体上的航空插头公母连接，输出预处理后的信号。
进一步的，衬套两端各上设置凹槽5.3.10，中间设置两个凹槽5.3.11、一个凹槽5.3.12，凹槽5.3.10的宽度与永久磁铁和内衔铁的宽度相等，使永久磁铁和内衔铁正好嵌在凹槽5.3.10上。
聚磁环的半环宽度和凹槽5.3.11相等，聚磁环的半桥路正好卡在凹槽5.3.12里，使带有半桥路的半环形聚磁环正好嵌在凹槽5.3.11和凹槽5.3.12内，两个聚磁环在凹槽上形成磁桥路，磁桥路中间放置霍尔元件。两个半壳体合并时，每个衬套中间形成一个磁桥路，两个磁桥路的霍尔元件同时输出感应电压信号，传输到电路板上。基于聚磁效应的可分离式钢丝绳探伤装置采用可分离式设计，对于工况上钢丝绳的可以直接检测，无需停工，避免了因检测造成的工作间断和效益损失。
进一步的，衬套5.3.4两端的宽度等于外衔铁的宽度，使外衔铁正好嵌在衬套上。
进一步的，衬套5.3.4采用分离式设计，聚磁环与衬套中间凹槽对应，根据被检测钢丝绳的直径不同更换不同厚度的衬套和不同大小的聚磁环。
进一步的，卸掉合页的锁紧插销，并将外衔铁从衬套拔出，即可实现传感器的拆装以及衬套和聚磁环的更换。
进一步的，对于不同直径范围钢丝绳的检测，都是用同样的电路板进行信号预处理，有利于检测的统一性。
利用上述损伤探测装置对钢丝绳损伤进行检测的使用方法如下；
步骤一拔掉锁紧插销，打开探伤传感器，将探伤传感器套在需要检测的钢丝绳上，使钢丝绳置于衬套的空心区内；
步骤二扣合两个半壳体，插上锁紧插销，通过调整螺母使定心轮卡在钢丝绳上，完成钢丝绳在探伤装置内的定心；
步骤三通过移动探伤装置来实现对钢丝绳的损伤检测；当钢丝绳有断丝或磨损时，聚磁环收集到损伤所产生的漏磁信号，并经磁桥路被霍尔元件感应，通过电路板进行基本的处理，由航空插头完成损伤信号的输出。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.钢丝绳安全检测实验台，包括支撑架，其特征在于，在所述的支撑架上设有钢丝绳加载模拟系统、钢丝绳检测系统、实验台综合控制系统；
所述的钢丝绳加载模拟系统用于向钢丝绳施加一定的拉力，且通过拉力传感器检测拉力的大小；
所述的钢丝绳检测系统包括钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器、钢丝绳探伤装置以及检测驱动装置；所述的检测驱动装置驱动所述的钢丝绳强度检测器、钢丝绳张力检测器或钢丝绳探伤装置沿着设置支撑架上的导轨规律的往复运动，实现对钢丝绳的检测；
所述的实验台综合控制系统对钢丝绳施加拉力大小的控制、钢丝绳检测装置的运动、实验台启停进行控制。
2.如权利要求1所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的钢丝绳加载模拟系统包括伺服螺杆加载装置和拉力传感器；所述的伺服螺杆加载装置包括伺服电机、减速器与螺杆拉力机；所述的伺服电机通过减速机减速后为螺杆拉力机提供动力；所述的螺杆拉力机为钢丝绳施加一定的力；通过实验台综合控制系统控制施加拉力的大小；所述的拉力传感器可以测得拉力机具体的拉力数值。
3.如权利要求1所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的钢丝绳强度检测器包括一个外壳，在外壳的内部设有励磁机构、检测机构；在外壳的两端安装有磁极端盖；所述的磁极端盖内部设有供钢丝绳穿过的通孔；
所述的励磁机构主要包括励磁线圈、外层衬套，所述的励磁线圈缠绕在外层衬套上，所述的外层衬套安装在外壳内圈，通电时产生磁场，磁感线通过两端的磁极端盖进入到钢丝绳中；这样励磁线圈作为励磁源，两端的磁极端盖与钢丝绳组成闭合磁回路，实现闭路式励磁功能；
所述的检测机构主要包括检测线圈、内层衬套，所述的检测线圈缠绕在内层衬套上，所述的内层衬套设置在外层衬套内圈；钢丝绳从内层衬套中穿过，当钢丝绳中磁通量变化时，检测线圈会产生电流，输出至信号预处理电路。
4.如权利要求1所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的钢丝绳张力检测器，主要由励磁机构、检测机构、电路板三部分组成；
所述励磁机构主要包括励磁线圈、铁芯和磁极，所述的励磁线圈缠绕在铁芯上，所述的磁极安装在铁芯两端，在所述的磁极上设有供钢丝绳穿过的通孔；
所述的检测机构安装在励磁机构的下方，其主要包括霍尔元件、两个聚磁环、衬套，所述的衬套两端固定在两个磁极之间，衬套的内圈供钢丝绳穿过；所述的两个聚磁环镶嵌在衬套外圈，两个聚磁环间距刚好为霍尔元件的长度大小，两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间放置霍尔元件，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件检测到，所述的霍尔元件与信号处理电路相连。
5.如权利要求4所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的磁极包括上部分和下部分，上部分磁极和下部分磁极通过连接件连接在一起后，形成供钢丝绳穿过的孔。
6.如权利要求5所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的衬套由上半圆柱形衬套和下半圆柱形衬套组成，每个聚磁环由上半聚磁环和下半聚磁环组成，上半聚磁环嵌套在上半圆柱形衬套外圈；下半聚磁环嵌套在下半圆柱形衬套外圈；在两个半圆柱形衬套闭合时，所述聚磁环也刚好闭合，且两个半圆柱形的衬套闭合在一起后形成供钢丝绳穿过的空间。
7.如权利要求6所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的两个半圆柱形的衬套的分界面与磁极上、下部分的分界面在同一个平面上；上半圆柱形的衬套固定在磁极的上部分，下半圆柱形的衬套固定在磁极的下部分。
8.如权利要求1所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，所述的钢丝绳探伤传感器，包括定心轮以及两个半壳体，每个所述半壳体由外衔铁和衬套组成，所述外衔铁为半圆环形，所述衬套为阶梯半圆拱形，所述外衔铁嵌在衬套上，所述的两个半壳体可扣合在一起内部形成用于放置钢丝绳圆柱形空心区；所述定心轮分布在半壳体两端，每端设置一个，用于不同直径的钢丝绳在传感器中的中心定位；在每个所述的衬套左、右两端还镶嵌有半环形的永久磁铁和内衔铁，所述的永久磁铁位于内衔铁的内圈，所述的内衔铁位于外衔铁内圈；当两个半壳体合在一起时，两个极性相反的永久磁铁形成一个磁环，內衔铁也扣合形成整环，永久磁铁、內衔铁和外衔铁连接在一起形成闭合磁路，共同将钢丝绳磁化到饱和状态；每个所述衬套中间设置有两个带有半桥路的半环形聚磁环，每个衬套的两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间设置霍尔元件，聚磁环收集的漏磁信号通过桥路被霍尔元件感应，形成电压信号输出。
9.如权利要求8所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，衬套两端上各设置有一个凹槽I，中间设置两个凹槽II、一个凹槽III，凹槽I的宽度与永久磁铁和内衔铁的宽度相等，使永久磁铁和内衔铁正好嵌在凹槽I上；
聚磁环的半环宽度和凹槽II相等，聚磁环的半桥路正好卡在凹槽III里，使带有半桥路的半环形聚磁环正好嵌在凹槽II和凹槽III内，两个聚磁环在凹槽II和凹槽III上形成磁桥路，磁桥路中间放置霍尔元件。两个半壳体合并时，每个衬套中间形成一个磁桥路，两个磁桥路的霍尔元件同时输出感应电压信号，传输到电路板上。
10.如权利要求8所述的钢丝绳安全检测实验台，其特征在于，衬套两端的内侧间距等于外衔铁的宽度，使外衔铁正好嵌在衬套上；两个所述的外衔铁的两侧均通过合页连接，合页配合锁紧插销实现两者相对位置的固定。
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