CN113484408A - 一种钢丝绳无损检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钢丝绳检测技术领域，具体而言，涉及一种钢丝绳无损检测装置，包括励磁组件、轭铁以及PCB板，其中：轭铁包括上轭铁以及下轭铁；励磁组件包括上励磁组件以及下励磁组件，上励磁组件设置在上轭铁的下方，与上轭铁连接，下励磁组件设置在下轭铁的上方，与下轭铁连接，上励磁组件与下励磁组件相对设置，中间形成钢丝绳检测通道；PCB板设置在上轭铁与下轭铁之间，检测时，PCB板套设在钢丝绳上。本发明采用永磁体叠加线圈的励磁组件，通过电压和电流的设定，可灵活调节磁场感应强度，以适应不同材质和直径钢丝绳的励磁需求和检测深度需求。

Description

一种钢丝绳无损检测装置

技术领域

本申请涉及钢丝绳检测技术领域，具体而言，涉及一种钢丝绳无损检测装置。

背景技术

钢丝绳，是设备承载所必须的主要柔性构件，在国民经济各领域得到广泛使用，使用量巨大。在《特种设备安全监察条例》所定义的“涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施”等特种设备中，后四类(所谓机电类设备)均大量使用了钢丝绳。钢丝绳的性能、质量时刻关系到大量设备和人员的安全。钢丝绳业已成为事故频发的重大危险源，钢丝绳疲劳、断丝、磨损、锈蚀等技术缺陷业已成为难测难防的重大隐患，为此，需要定期开展对在役钢丝绳的检测评估，以避免事故的发生。

电磁法是目前较为主流的钢丝绳缺陷检测方法，其原理是：通过励磁部件来磁化待测钢丝绳，当钢丝绳中出现不连续部位，将会产生漏磁，利用磁传感器采集漏磁信号就可实现对缺陷的表征评估，尽管国内外对此做了大量的研究和试验，并研制出了相应的装置，实现了表面缺陷及亚表面缺陷的定性测量，但电磁法钢丝绳缺陷检测技术仍存在一些问题。

由于钢丝绳应用领域不同，使用场合和加装部位各异，导致在现场检测时存在不同直径、不同材料规格的待测钢丝绳需要检测，不同直径、材料的钢丝绳在电磁法检测时所需要的磁化强度和传感器提离距离不同，而目前市面上存在的检测装置在出厂前磁化结构和检测探头已设定，因此只对特定规格的钢丝绳检测效果明显，这往往造成在检测多种规格的钢丝绳时需要购置多种特定的检测装置，无形中增加了检测成本和人员培训成本，且不能自行调节优化。此外，钢丝绳由多条钢丝股捻制而成，在检测时存在股波干扰，加上环境噪声，给小缺陷的检测判断带来困难。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种钢丝绳无损检测装置，采用永磁体叠加线圈的励磁组件，通过电压和电流的设定，可灵活调节磁场感应强度，以适应不同材质和直径钢丝绳的励磁需求和检测深度需求。

为了实现上述目的，本申请提供了一种钢丝绳无损检测装置，包括励磁组件、轭铁以及PCB板，其中：轭铁包括上轭铁以及下轭铁；励磁组件包括上励磁组件以及下励磁组件，上励磁组件设置在上轭铁的下方，与上轭铁连接，下励磁组件设置在下轭铁的上方，与下轭铁连接，上励磁组件与下励磁组件相对设置，中间形成钢丝绳检测通道；PCB板设置在上轭铁与下轭铁之间，检测时，PCB板套设在钢丝绳上。

进一步的，上励磁组件包括第一上永磁体、第一上感应线圈、第二上感应线圈以及第二上永磁体，其中：第一上永磁体和第一上感应线圈设置在检测通道的前端；第二上感应线圈和第二上永磁体设置在检测通道的后端。

进一步的，下励磁组件包括第一下永磁体、第一下感应线圈、第二下感应线圈以及第二下永磁体，其中：第一下永磁体和第一下感应线圈设置在检测通道的前端；第二下感应线圈和第二下永磁体设置在检测通道的后端。

进一步的，PCB板设置在检测通道的中间，包括上PCB板以及下PCB板。

进一步的，上PCB板和下PCB板均为半环形，可插接形成环形PCB板，检测时，环形PCB板套设在钢丝绳上，钢丝绳整体穿过环形PCB板。

进一步的，PCB板上环形阵列设置有磁传感器。

进一步的，PCB板上还设置有信号采集电路以及调理电路。

进一步的，还包括内筒直径垫套，内筒直径垫套设置在检测通道内。

本发明提供的一种钢丝绳无损检测装置，具有以下有益效果：

本发明采用永磁体和感应线圈组合的励磁方式对钢丝绳进行检测，即保留了线圈励磁灵活性好、可自由调节磁化强度的优势，又减轻了线圈易发热，内部缺陷难检测的问题，一定程度上减小了励磁组件的体积，并且满足了不同直径的励磁强度可调的需求；可插式半环形PCB板集成了高性能磁传感器阵列，结合信号差分处理技术使检测装置不仅具有较高的缺陷扫描检测分辨率和小缺陷检测精度，而且具有易更换性，便于根据不同直径钢丝绳调节传感器提离距离和PCB板的间隔距离，达到最优检测效果；可叠加的内筒直径垫套设计可使不同直径钢丝绳在检测装置中具有较好的间隙距离和检测稳定性，提高检测结果有效性和准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种钢丝绳无损检测装置进行大直径钢丝绳检测的示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种钢丝绳无损检测装置进行小直径钢丝绳检测的示意图；

图中：11-上轭铁、12-下轭铁、21-第一上永磁体、22-第一上感应线圈、23-第二上感应线圈、24-第二上永磁体、31-第一下永磁体、32-第一下感应线圈、33-第二下感应线圈、34-第二下永磁铁、41-上PCB板、42-下PCB板、5-磁传感器、6-钢丝绳、7-检测通道、8-内筒直径垫套。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-图2所示，本申请提供了一种钢丝绳无损检测装置，包括励磁组件、轭铁以及PCB板，其中：轭铁包括上轭铁11以及下轭铁12；励磁组件包括上励磁组件以及下励磁组件，上励磁组件设置在上轭铁11的下方，与上轭铁11连接，下励磁组件设置在下轭铁12的上方，与下轭铁12连接，上励磁组件与下励磁组件相对设置，中间形成钢丝绳检测通道7；PCB板设置在上轭铁11与下轭铁12之间，检测时，PCB板套设在钢丝绳6上。

具体的，本申请实施例提供的钢丝绳无损检测装置采用永磁体叠加感应线圈的励磁组件，通过电压和电流设定，可灵活调节磁场感应强度，以适应不同材质和直径钢丝绳6的励磁需求和检测深度需求。励磁组件主要用于产生感应磁场，并且可以随时调整磁场的感应强度。轭铁的设置主要起到导磁的作用。PCB板主要对通过的钢丝绳6进行漏磁信号的采集和差分处理，从而确定钢丝绳6是否存在缺陷。

进一步的，上励磁组件包括第一上永磁体21、第一上感应线圈22、第二上感应线圈23以及第二上永磁体24，其中：第一上永磁体21和第一上感应线圈22设置在检测通道7的前端；第二上感应线圈23和第二上永磁体24设置在检测通道7的后端。

进一步的，下励磁组件包括第一下永磁体31、第一下感应线圈32、第二下感应线圈33以及第二下永磁体34，其中：第一下永磁体31和第一下感应线圈32设置在检测通道7的前端；第二下感应线圈33和第二下永磁体34设置在检测通道7的后端。

具体的，励磁组件分为上下两组，包括2对4块蹄形永磁体，永磁铁优选为钕铁硼或钐钴材料，包括第一上永磁体21、第二上永磁体24、第一下永磁铁31以及第二下永磁铁34，第一上永磁体21和第一下永磁铁31相对设置，位于检测装置的前端，第二上永磁体24和第二下永磁铁34相对设置，位于检测装置的后端，上下永磁体之间会留有一定的空隙，形成检测通道7，检测时，钢丝绳6会整体穿过检测通道7，永磁铁结合轭铁和穿过的钢丝绳6，会在前后两端分别形成环形的闭合磁路，从而实现对钢丝绳6的质量进行检测，此外，每块永磁铁旁均设置有一个感应线圈，当对感应线圈通入直流电和交流电时会形成感应磁场，感应磁场叠加在永磁体的闭合磁路上，此时通过调节感应线圈的电流和电压的参数可以使通过的钢丝绳6的内部磁场强度增强和减弱，由于钢丝绳6内部磁场大小影响缺陷漏磁场的大小，并影响缺陷检测的深度，因此通过调节感应线圈的电流电压参数可使得不同直径、不同材质、不同磁导率钢丝绳6的励磁强度达到较好的检测效果，此外，永磁体的使用可减小感应线圈单独励磁时的热效应负担。

进一步的，PCB板设置在检测通道7的中间，包括上PCB板41以及下PCB板42。PCB板为可插接式半环形板，上PCB板41和下PCB板42插接套设在钢丝绳6的中间位置，主要用于对钢丝绳6进行漏磁信号的采集和差分处理，实现对钢丝绳6股波及外部噪声的硬件消噪，能够精确的检测出钢丝绳6上的微小缺陷。

进一步的，上PCB板41和下PCB板42均为半环形，可插接形成环形PCB板，检测时，环形PCB板套设在钢丝绳6上，钢丝绳6整体穿过环形PCB板。在本申请实施例中，采用上下两个可插接式的半环形PCB板，便于使用以及更换，可以根据待检钢丝绳6的直径大小选择不同内圈直径的环形PCB板，同时优选为两组PCB板，两组PCB板均插接套设在钢丝绳6上，并且两组PCB板之间的距离可以进行调整，使钢丝绳6缺陷的检测结果能够呈现出更好的效果。

进一步的，PCB板上环形阵列设置有磁传感器5。磁传感器5环形阵列设置在PCB板上，磁传感器5的提离距离可以进行调整，优选灵敏度高、体积小的隧道磁电阻传感器或霍尔传感器，主要用于采集钢丝绳6的漏磁信号，从而对钢丝绳6的缺陷进行检测评估。

进一步的，PCB板上还设置有信号采集电路以及调理电路。通过信号采集电路以及调理电路可以对磁传感器5采集到的漏磁信号进行差分处理并传输，后端数据处理模块通过接收到的数据信号可以进行钢丝绳6缺陷的判断。

进一步的，如图2所示，还包括内筒直径垫套8，内筒直径垫套8设置在检测通道7内。内筒直径垫套8设置在检测通道7内，主要用于固定小直径的钢丝绳6，内筒直径垫套8的厚度优选为1-2mm，可以多个垫套叠加使用，垫套与检测通道7之间还可以设置锁紧装置，主要用于将小直径的钢丝绳6固定卡紧在检测通道7内，使其在钢丝绳6检测抽拉过程中不会掉出，以保持不同直径钢丝绳6在检测装置中的间隙距离和稳定性。

采用本申请实施例提供的钢丝绳无损检测装置对钢丝绳6进行检测时，先根据钢丝绳6的直径，选择提离距离适合的PCB板，插接安转在检测装置的内部，并且检查电气连接的可靠性，然后根据钢丝绳6和检测通道7的直径，选择合适的内筒直径垫套8，加装垫套，拉动待测钢丝绳6穿过检测通道7时不至于配合过紧或过松，接着根据待测钢丝绳6的磁导率，以磁场仿真结果或检测经验为指导，调节感应线圈的电流和电压参数，使钢丝绳6内部励磁达到适宜饱和，最后接通电源，开始采集信号，拉动钢丝绳6，进行缺陷检测，通过后端数据处理模块进行缺陷反演，可进一步调节励磁参数或两环形PCB板的间隔距离，使钢丝绳6缺陷检测结果呈现较好效果，通过检测结果判断钢丝绳6是否存在质量缺陷。

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 (8)

1.一种钢丝绳无损检测装置，其特征在于，包括励磁组件、轭铁以及PCB板，其中：

所述轭铁包括上轭铁以及下轭铁；

所述励磁组件包括上励磁组件以及下励磁组件，所述上励磁组件设置在所述上轭铁的下方，与所述上轭铁连接，所述下励磁组件设置在所述下轭铁的上方，与所述下轭铁连接，所述上励磁组件与所述下励磁组件相对设置，中间形成钢丝绳检测通道；

所述PCB板设置在所述上轭铁与所述下轭铁之间，检测时，所述PCB板套设在钢丝绳上。

2.如权利要求1所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述上励磁组件包括第一上永磁体、第一上感应线圈、第二上感应线圈以及第二上永磁体，其中：

所述第一上永磁体和所述第一上感应线圈设置在检测通道的前端；

所述第二上感应线圈和所述第二上永磁体设置在检测通道的后端。

3.如权利要求1所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述下励磁组件包括第一下永磁体、第一下感应线圈、第二下感应线圈以及第二下永磁体，其中：

所述第一下永磁体和所述第一下感应线圈设置在检测通道的前端；

所述第二下感应线圈和所述第二下永磁体设置在检测通道的后端。

4.如权利要求1所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述PCB板设置在检测通道的中间，包括上PCB板以及下PCB板。

5.如权利要求4所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述上PCB板和所述下PCB板均为半环形，可插接形成环形PCB板，检测时，环形PCB板套设在钢丝绳上，钢丝绳整体穿过环形PCB板。

6.如权利要求5所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述PCB板上环形阵列设置有磁传感器。

7.如权利要求6所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，所述PCB板上还设置有信号采集电路以及调理电路。

8.如权利要求1所述的钢丝绳无损检测装置，其特征在于，还包括内筒直径垫套，所述内筒直径垫套设置在检测通道内。

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