CN208255134U - 一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，包括：环境磁传感器：所述环境磁传感器设置于所述钢丝绳附近，并用于探测钢丝绳探伤环境中的高频磁场变化情况；磁屏蔽装置，所述磁屏蔽装置为两端开有通孔的空心圆柱体，所述磁屏蔽装置用于屏蔽环境中的低频及直流磁场信号；磁补偿装置：所述磁补偿装置包括稳恒电流源、补偿线圈及补偿电路。现有技术抗磁干扰能力不足，在狭小及强磁干扰环境中难以实现对探测目标的有效无损检测，本实用新型通过设置磁屏蔽装置屏蔽测量环境中静态的磁场变化，通过设置环境磁传感器及磁补偿装置对测量环境中动态的实时环境磁场变化及时反馈，进而可以有效去除环境中的静态磁场及动态磁场干扰，保证了钢丝绳探伤的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢丝绳探伤领域，具体涉及一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统。
背景技术
钢丝绳被广泛应用于各种起重运输、机械传动、船舶牵引，矿井提升，运输索道等领域。在使用过程中的磨损、断丝、锈蚀、疲劳等损伤严重影响生产安全甚至危及设备和人身安全，造成巨大经济损失和不良的社会影响。对钢丝绳的定期及在线检测十分重要。
磁检测法是目前检测钢丝绳最为有效和经济的方法之一，主要分为漏磁检测和剩磁检测两类方法。其中剩磁检测方法由于重量轻，功耗低，测量信噪比较高等优点，是目前应用较为广泛的一种磁检测方法。剩磁检测法采用先对钢丝绳励磁，再测量撤掉外加磁场后的钢丝绳剩磁的方式进行钢丝绳无损探伤。励磁机构和磁测机构一般需要间隔足够大的距离，以保证磁测过程中磁传感器不受励磁磁场影响。当设备应用于狭小、复杂环境场景如电梯内部钢丝绳监测等，磁传感器受到环境干扰明显，出现漏报误报，甚至不能正常工作。
现有的磁探伤设备一般没有抗磁干扰措施。个别采取抗磁干扰的手段主要是通过采用磁传感器阵列，建立简单磁干扰模型和反演方法来消除外界环境的磁干扰。这种手段适用于消除远场干扰或者同源点源干扰，但是对多点磁干扰源近场干扰，以及复杂磁干扰频谱的磁噪声影响不能有效消除。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，以提高钢丝绳探伤的准确性。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，包括：
环境磁传感器：所述环境磁传感器设置于所述钢丝绳附近，并用于探测钢丝绳探伤环境中的高频磁场变化情况，钢丝绳运行时，先经过所述环境磁传感器，再经过磁测传感器阵列，所述磁测传感器阵列沿钢丝绳的径向分布，用于探测钢丝绳的损伤情况，所述环境磁传感器到所述钢丝绳外表面的垂直距离大于所述磁测传感器阵列到所述钢丝绳外表面的垂直距离；
磁屏蔽装置：所述磁屏蔽装置为两端开有通孔的空心圆柱体，所述钢丝绳穿过所述通孔，所述磁屏蔽装置由多层软磁材料叠加而成，所述磁屏蔽装置具有容纳所述磁测传感器阵列的容纳腔，所述磁屏蔽装置用于屏蔽环境中的低频及直流磁场信号；
磁补偿装置：所述磁补偿装置包括稳恒电流源、补偿线圈及补偿电路，所述稳恒电流源给所述环境磁传感器及补偿线圈提供电源；所述补偿线圈密绕于所述磁屏蔽装置的外表面上，所述补偿线圈的圆心与所述空心圆柱体的轴线重合；所述补偿电路接收所述环境磁传感器传回的磁场信号，并计算所需实时补偿磁场，并产生相应电流作用于所述补偿线圈。
在钢丝绳检测过程中，环境磁场会受到多种干扰源的影响，其中有自然界磁场的变化，有附近轮机等电流驱动机构的电流产生的磁场源，还有钢丝绳在行进过程中附带轿厢等铁磁性物质靠近远离钢丝绳探测装置时造成的磁场变化。这些变化包含了多种频率成分和强度特点。通过环境磁场传感器对实时捕捉高频磁场变化并将磁化信号通过负反馈电流加载到磁补偿装置，使得环境磁场中高频部分可以充分被磁补偿装置抵消；磁屏蔽装置则通过对低频及直流环境磁场信号的屏蔽有效去除环境磁场中缓慢变化部分对钢丝绳磁测的影响。通过对环境磁场的动态及静态变化同时屏蔽去除，确保了钢丝绳探伤的准确性。
优选的，所述环境磁传感器与所述磁测传感器阵列在钢丝绳运行方向上的间隔距离大于30cm。这样可以有效避免环境磁传感器对磁测传感器阵列的干扰，且能确保将环境中的高频磁场变化充分抵消，提高钢丝绳探伤的准确性。
优选的，所述环境磁传感器到所述钢丝绳外表面的垂直距离大于10cm。这样既可以避免钢丝绳抖动对环境磁传感器的干扰，也能够确保环境磁传感器的探测范围在需要抵消的环境磁场范围内。
优选的，所述通孔的内壁与所述钢丝绳外表面的垂直距离为0.5cm～1cm。通孔与钢丝绳外表面的垂直距离原则上为越小越好，这样有利于形成一个相对密闭的屏蔽空间，使屏蔽效果更好，但是钢丝绳在运行过程中，难免会发生抖动，在该距离范围内可以即保证屏蔽效果，又避免钢丝绳对磁屏蔽装置的碰撞。
优选的，所述环境磁传感器的型号与所述磁测传感器阵列的传感器型号相同。这样可以进一步减少干扰因素，确保钢丝绳探伤的准确。
优选的，所述多层软磁材料的层数为至少3层。这样可以使磁屏蔽装置的屏蔽效果更好。
更优选的，所述多层软磁材料为3层，从外向内依次为硅钢片、坡莫合金、硅钢片。
本实用新型的有益效果是：现有技术抗磁干扰能力不足，在狭小及强磁干扰环境中难以实现对探测目标的有效无损检测，本实用新型通过设置磁屏蔽装置屏蔽测量环境中静态的磁场变化，通过设置环境磁传感器及磁补偿装置
对测量环境中动态的实时环境磁场变化及时反馈，进而可以有效去除环境中的静态磁场及动态磁场干扰，保证了钢丝绳探伤的准确性。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施例的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统的立体结构示意图；
图2是图1中磁屏蔽装置的横截面图；
图3是图1中磁屏蔽装置的剖面图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
如图1所示，本实施例中磁屏蔽系统包括：环境磁传感器2、磁屏蔽装置3、磁补偿装置，其中磁补偿装置包括补偿线圈5，补偿电路4，稳恒电流源，其中，稳恒电源与补偿电路4集成安装，故图中未示出，补偿线圈5密绕于磁屏蔽装置3的外表面。
如图2～3所示，磁屏蔽装置3为两端开有通孔31的空心圆柱体，磁屏蔽装置3由3层软磁材料叠加而成，从外向内依次为硅钢片、坡莫合金、硅钢片。在其他实施例中，可以采用其它软磁材料进行叠加，软磁材料的层数也可根据项目需要灵活决定。
钢丝绳1穿过通孔31，磁屏蔽装置3的内部具有容纳磁测传感器阵列6的容纳腔32。本实施例中，磁测传感器阵列6的个数为4个，沿着钢丝绳1的径向分布，以完成对钢丝绳1的探伤，通孔31的内壁距离钢丝绳1的外表面距离为0.8cm，这样既可以使磁屏蔽装置3尽量密闭，又不影响钢丝绳1的运行。
本实施例中，环境磁传感器2与磁测传感器阵列6中磁传感器的型号相同，且环境磁传感器2距离钢丝绳1的垂直距离为15cm，环境磁传感器2与磁测传感器阵列6在钢丝绳1运行方向上的间隔距离为40cm。
本实施例的磁屏蔽系统在运行时的工作原理如下：
钢丝绳1在运行时，首先会经过环境磁传感器2，这时如果检测环境中的磁场发生变化，例如缆车的轿厢发生抖动等具体情况，环境磁传感器2将实时捕捉高频磁场变化，并将磁化信号反馈至补偿电路4，补偿电路4将负反馈电流加载到补偿线圈5，使得环境磁场中高频部分可以充分被补偿线圈5抵消；钢丝绳1继续向前运行，会通过通孔31进入磁屏蔽装置3，磁屏蔽装置3进一步的对低频及直流环境磁场信号的进行屏蔽，有效去除环境磁场中缓慢变化部分对钢丝绳磁测的影响。此时环境中的静态磁场及动态磁场干扰均被有效去除，位于磁屏蔽装置3内的磁测传感器阵列6实时对钢丝绳1的损伤情况进行探查，这时，磁测传感器阵列6测得的结果可以保证是钢丝绳真实的损伤情况，提高了钢丝绳探伤的准确性。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可有其他多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，包括：
环境磁传感器：所述环境磁传感器设置于所述钢丝绳附近，并用于探测钢丝绳探伤环境中的高频磁场变化情况，钢丝绳运行时，先经过所述环境磁传感器，再经过磁测传感器阵列，所述磁测传感器阵列沿钢丝绳的径向分布，用于探测钢丝绳的损伤情况，所述环境磁传感器到所述钢丝绳外表面的垂直距离大于所述磁测传感器阵列到所述钢丝绳外表面的垂直距离；
磁屏蔽装置：所述磁屏蔽装置为两端开有通孔的空心圆柱体，所述钢丝绳穿过所述通孔，所述磁屏蔽装置由多层软磁材料叠加而成，所述磁屏蔽装置具有容纳所述磁测传感器阵列的容纳腔，所述磁屏蔽装置用于屏蔽环境中的低频及直流磁场信号；
磁补偿装置：所述磁补偿装置包括稳恒电流源、补偿线圈及补偿电路，所述稳恒电流源给所述环境磁传感器及补偿线圈提供电源；所述补偿线圈密绕于所述磁屏蔽装置的外表面上，所述补偿线圈的圆心与所述空心圆柱体的轴线重合；所述补偿电路接收所述环境磁传感器传回的磁场信号，并计算所需实时补偿磁场，并产生相应电流作用于所述补偿线圈。
2.如权利要求1所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述环境磁传感器与所述磁测传感器阵列在钢丝绳运行方向上的间隔距离大于30cm。
3.如权利要求1所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述环境磁传感器到所述钢丝绳外表面的垂直距离大于10cm。
4.如权利要求1所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述通孔的内壁与所述钢丝绳外表面的垂直距离为0.5cm～1cm。
5.如权利要求1～4任一所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述环境磁传感器的型号与所述磁测传感器阵列的传感器型号相同。
6.如权利要求1～4任一所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述多层软磁材料的层数为至少3层。
7.如权利要求6所述的用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统，其特征在于，所述多层软磁材料为3层，从外向内依次为硅钢片、坡莫合金、硅钢片。
Priority Applications (1)
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| CN201820965123.2U CN208255134U (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统 |
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| CN201820965123.2U CN208255134U (zh) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | 一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108459076A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-08-28 | 河北布鲁克科技有限公司 | 一种用于钢丝绳探伤的磁屏蔽系统 |
| CN111579851A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-25 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种基于磁场效应的缓冲层烧蚀电流带电检测系统和方法 |
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