CN1129320A - 微机智能钢丝绳探伤仪 - Google Patents

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Abstract

本发明采用高强稀钍永磁铁，用高灵敏线圈桥接作探头。汉字菜单，人机对话，智能探伤；定量检测钢丝绳断丝和断面损失率，用霍尔等距脉冲传感器准确测距、定位、超限报警，并自动在钢丝绳上喷漆打标记，无累计测距误差。具有综合分析、判断、查询、模拟显示、压缩贮存、综合管理等智能。专用自行探头，不拆卸抱索器可在线检测固定式吊箱式客运索道钢丝绳、固定钢丝绳。还能检测能通过探头的圆钢、钢管等钢材，并可作记忆示波器等用。

Description

微机智能钢丝绳探伤仪
本发明涉及一种能定量检测钢丝绳内外部断丝断面损失的无损智能在线检测装置。
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，钢绳接头滑动根本不能探测。用测距轮则距，累计误差大，分辨率低，测距轮打滑误差更大。(如达竹矿务局柏林索道长达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。上述探伤仪都用记录仪画曲线，不能准确定量。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，影响生产危及安全。
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，还大都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。
针对上述问题我们用微电子技术，研制了本发明JGST型微机智能钢丝绳探伤仪。应用高级计算机语言编程，全汉字菜单操作，人机对话，采取高频采样，智能分析、动态比较、运算，可准确检查钢丝绳内、外部断丝(包括疲劳造成小断口断丝)及其所在位置；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；按用户设定的条件在钢丝绳上打出标记(喷各种色标记)；实现了对钢丝绳锈蚀、磨损、断损、断丝、损伤、接头滑动检测的一体化在线检测。还可探测所有探头能通过的钢管、元钢等钢材；还可当高级示波器使用(能贮存波形)，数据传输；配专用探头还可用于固定吊椅(箱)钢丝绳在线探伤(不用拆抱索器，探头能通过抱索器)等功能。
本发明采用主磁通测定法检查断面损失，漏磁场测定法检查局部损伤。在绝磁外壳内装入高强稀钍永铁，高灵敏线圈作探头经V/I转换送本发明的主机放大处理，用全汉字菜单人机对话操作的智能软件，智能计算、分析、动态比较、判断、模拟显示、贮存、打印。发现有超限数据即报警，在钢丝绳上直接打标记。
本发明用高强稀钍永磁及高灵敏线圈式传感器、霍尔等距离脉冲传感器、高精度数据采集转换，应用高级微机语言编程，全汉字菜单操作，人机对话，介面十分友好的智能软件标定、调试、操作、数据处理、分析、模拟显示、压缩存贮、综合查询；维护、管理方便。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(疲劳造成小断口断丝)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；按用户设定的条件在钢丝绳上打出标记(喷各种色标记)。实现了对钢丝绳锈蚀、磨损、断损、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。不但探测所有探头能通过的钢管、元钢钢材等；还可当高级示波器使用(能贮存波形)；配附图3所示的专用探头还可用于固定吊椅(箱)索道的钢丝绳在线探伤(不用拆抱索器，探头能通过抱索器)；配附图6用直流电机驱动的自行探头，可探测不动钢丝绳，如建筑预应力衍架拉紧钢丝绳；试验室微机智能钢丝绳探伤仪标定试验；用汽油机驱动的探头可作索道自行检修车等功能。
下面结合附图进一步说明。
本发明由传感探头、主机、数据采集、转换器、信号电缆和系统软件构成。见说明书附图1为微机智能钢丝绳探伤仪系统结构框图。
附图1中：1高强稀钍永磁探头，2、被测钢丝绳，3高灵敏传感线圈，4霍尔等距离脉冲传感器，5自动喷漆装置，6数据采集接口板，7微机智能钢丝绳探伤仪主机，8数据I/V转换器，9显示器，10键盘，11声光报警装置，12数据传输接口装置，13打印机接口。
探头检测到的断丝、断面、距离信号经数据I/V转换器8，电流电压转换(将电压信号转换为电流信号为了适应数据远传)，及安装在微机智能钢丝绳探伤仪主机7内的接口板经6高精数据采集放大处理，A/D模数转换，再经主机7内，用智能软件，智能计算、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11声光报警和自动喷漆装置5，在钢丝绳上直接打标记。软件自动生成探伤报告，可打印、经电话线传输。
专用探头
附图3是专用探头。图3中31非导磁机壳，32耐磨内孔衬套，33高灵敏线圈，34调节板，35滑轮定位导向装置。
图3中31非导磁机壳，用铝合金也可用耐磨高强度工程塑料制成，内装32耐磨内孔衬套，磨损后可更换。33为高灵敏线圈，线圈采用同心抗干绕特殊方法绕制，桥式接法提高灵敏度，34调节板上开有条形孔，调节探头开口大小使之可顺利通过固定在钢绳上的固定抱索器，这样智能探伤仪可在客运索道正常运行时不折抱索器就能在线检测钢丝绳，以利安全。35为减少线圈与钢绳中心变动，以减少误差，而采用的三滑轮定位钢丝绳导向装置。在探测有固定抱索器钢绳时，以钢绳下面为基准。导向定位轮两轮在钢丝绳的下方。抱索器吊杆从探头开口中通过。在探测普通无抱索器的钢绳时可将探头侧开口间隙调为0，导向定位轮两轮在钢绳上方，即以钢绳上面为基准探伤以提高灵敏度。线圈用环氧树脂浇铸绝缘防水以便在井下淋水场合使用。
自行探头
见附图6，附图6中61直流电机，62主动驱动轮，63压轮。
附图6探头定位轮35中的一个改为由直流电机61驱动的主动轮，其驱动方法是直流电机61轴上装一个主动轮62，63是压轮。当63压紧62和35时直流电机驱动轮62和35转动而使探头在钢绳上直线运动。其运行速度由微机智能钢丝绳探伤仪调节其直流电压控制，使探头与钢绳相对运动，可探测不动的钢丝绳。如双线索道的承载绳，建筑钢衍架下的预应力拉紧钢绳等。即可作试验室标定探伤仪标定各种型号钢丝绳研究用。也可改用汽油机驱动作为双线索道承载绳自行探伤及检修用。
自动喷漆装置
见附图4，41，电磁铁；42，小抱箍；43，市售喷漆筒。
用小抱箍42将电磁铁41固定在市售喷漆筒43上。调节小抱箍位置使电磁能压开喷漆盖，喷漆能顺利喷出。智能探伤仪按用户设定条件(如货运索道钢丝绳每一捻距内断大于3丝要检修，要在钢丝绳上打标记)发现有合符条件的数据，报警输出开关动作，自动喷漆装置通电，电磁铁压开喷漆喷咀，在钢丝绳上喷上彩色标记，定位准确，没有累计误差，方便检修。
霍尔等距离脉冲传感器
见附图5，51小磁钢，52霍尔开关元件，53园环，54钢绳驱动装置高速轴，55电动机，56减速器，57钢丝绳驱动轮。
将小磁钢51等距均布安装在与钢绳驱动装置的高速轴54同步转动的园环53上，小磁钢接近霍尔元件52，其开关动作，作外部脉冲输入检测钢绳长度。标定脉冲系数＝标定时实测钢绳运行距离/标定时检测到该脉冲的个数。分辨率应小于0.5毫米。
I/V转换器及数据采集接口板
参见附图2，图2中1高强稀钍永磁探头，4霍尔等距离脉冲传感器，5是自动喷漆装置，6为数据采集接口板，7微机智能钢丝绳探伤仪主机，8数据I/V转换器，11声光报警装置，CT1～4CZ1～4是电插头插座。R1电阻，R固定电阻，Δ为运算放大代号。
I/V，A/D，D/A模数转换工作原理，D/A与CPU的接口参见潘新明著〖微型计算机控制技术〗人民邮电出版社(第二版)。
I/V转换是为了远距离传输，如探头距主机只几米，可直接不经电压电流转换。
接口板6是将I/V输出信息经CT3/CZ3输入模数转换放大处理，XS140针插头线送主机，智能软件处理。输出开关量信息经SX2，20针插头线送CZ4/CT4输出，驱动声光报警装置11和喷色打标记装置5在钢丝绳上打标记。
软件及菜单操作
系统环境：386、486、586及其兼容计算机，内存2MB以上，VGA显示器。主频33MHZ以上。操作系统DOS5.0以上。
软件采取结构化、模块化设计。介面友好，菜单新颖，色采鲜明，有操作、错误及修改提示及容错，调试等功能。全汉字采单，人机对话，操用简单，有操作提示，错误告警及容错功能，可打印数据，还可按可修改的设置条件报警、在钢绳上打标记，便于检修。能移动，多单位使用。探伤资料能综合查询，统计，作图，模拟显示、分析、压缩贮存。
操作菜单(管理菜单略)简介如下：
             表1探伤操作主菜单
初始化 探伤 转换 模拟显示 退出系统
断丝增益调节 显示参数 数据转换 图形显示
断面增益调节 录报警限 备用一 显示表格
备用 采样选择 备用二
距离标定 压缩策略 进入管理
断面标定 综合探伤
断丝标定
每步操作都有提示，只需按提示步骤操作，如有错误按提示纠错即可。
管理详见管理主菜单表2
表2JGST型微机智能钢丝绳探伤仪管理主菜单
1录入查询 2探伤操作 数据转换 4帮助 5模拟显示 5素道管理 6数据通信 7管理信息 退出
1单位数据 1初始化 1数据转换 查说明书 1柏林索道 1运行台帐 断据通信 集成生成
2钢绳数据 2标定 2数据压缩 探伤报告 2长江索道 2维修台帐 传真 莱单生成
3探伤数据 3修改参数 3数据删除 进入CCED 3渠江索道 3探伤台帐 无人值守 窗口生成
4探伤合同 4采释选择 4压缩存盘 进入WPS 4白端评 4设备管理 文字编缉 报表生成
5综合探伤 5释放显示 探伤报告 5科达试验 5财务管理 电话簿 图形生成
6模拟显示 返回 6探钢管 6人事管理 帮助 设备管理
7显示表格 7探元侧 7劳资管理 系统设置 学习五笔
8数据转换 8记忆示波 8托索轮维 工具软件
9退出系统 9竖井探伤 9钢绳维修 索道计算
10螺衍架绳 10材料管理 建筑预算
11返目主单 11返回系统 辅助设计
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。
仪器标定
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(以下简称断面)和局部损伤(以下简称断丝)，使用操作主菜单分别进行标定。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。标定过的模拟图形，数据均存入数据文件，探伤标定校正越多，智能探伤仪越准确，使用越方便。

Claims (8)

1，本发明采用高强稀钍永磁铁为磁源，用高灵敏线圈桥接作探头传感器，汉字菜单，人机对话智能探伤、定量探测钢丝绳断面损失率和断丝数量(精度1丝)，用霍尔等距脉冲传感器，准确测距、定位。有超限报警，并自动在钢丝绳上喷漆，无累误差。
2，权利要求1所涉及探头侧面开口，能跨过客运架空索固定抱索器的专用探头，不用拆卸抱索器就可在线检测钢丝绳的专用探头。
3，权利要求1所涉及的自动在钢丝绳上喷漆的自动喷漆装置。
4，权利要求1所涉及装在与钢绳同步的驱动装置上的霍尔等距脉冲传感器。
5，权利要求1所涉及的与本发明配套的全汉字菜单智能探伤软件。
6，权利要求1所涉及的自行探头。
7，权利要求1所涉及的V/I转换器。
8，权利要求1所涉及的数据采集接口板。
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