基于BP神经网络的钢丝绳断丝损伤定量检测系统的设计

针对传统的钢丝绳断丝损伤定量检测系统检测精度不高的问题,提出了一种基于BP神经网络的钢丝绳断丝损伤定量检测系统的设计方案。该系统由漏磁检测与处理电路获取钢丝绳损伤信号,由光码盘控制单片机对损伤信号进行等空间采样,经单片机处理后的损伤信号再上传至工控机,由工控机调用Matlab软件进行BP神经网络的训练,得到权重矩阵和阈值矩阵,然后由单片机程序进行BP神经网络的前向计算,从而实现钢丝绳断丝损伤的判定。检测结果表明,该系统对钢丝绳断丝损伤的识别率达到了86.9%,具有一定的实用性。     

小波分析与神经网络在钢丝绳断丝处理中的应用

钢丝绳断丝检测信号中存在大量的噪声信号。在分析了钢丝绳断丝信号的特征后,利用小波分析算法的高分辨率特点,对钢丝绳断丝检测信号进行分解和重构,提取断丝特征信号;并采用基于BP神经网络算法的断丝识别,解决了断丝识别困难的问题。引入Matlab仿真软件对其进行验证,仿真结果表明,该方法对钢丝绳断丝信号的检测和识别十分有效,减小了钢丝绳断丝的误判率,提高了钢丝绳断丝检测的智能化程度。该方法成本低、效率高,具有一定的应用开发前景。     

钢丝绳断丝信号处理技术

针对目前国内各种钢丝绳检测仪器的不足之处,选定了钢丝绳断丝损伤信号识别的特征量,提出利用神经网络技术对检测信号进行分析处理,以提高检测的精度和灵敏度。并详细叙述了用BP网络建立钢丝绳断丝损伤识别模型的方法。     

STD总线在钢丝绳断丝检测系统中的应用

本文研究了钢丝绳内部及外部断丝处的漏磁特性，研制了断丝信号识别传感器，并探索了随机瞬态信号的捕捉方法，并利用STD工业控制计算机实现了在线实时监测钢丝绳的损伤状态，且可以数字形式显示或打印钢丝绳出现断丝处的位置以及断丝的根数。据此可估算钢丝绳的余留强度，以确保其安全运行。     

基于决策树的钢丝绳断丝定量识别

本文从考虑钢丝绳断丝情况的纷繁复杂性出发，提出了以模型识别技术中的二叉决策树理论为基础的钢丝绳断丝定量判别，从而通过对原始波形信号的特征量的提取，充分利用各特征量阈值，有效准确地判定港口，矿山在役纲丝绳断丝根数的工作状况。     

钢丝绳断丝损伤定量识别虚拟仪器系统开发

基于LabVIEW软件平台,开发了钢丝绳断丝损伤定量识别虚拟系统.该系统包括原始断丝损伤信号的数据采集和储存、波形回放、信号处理、数据库管理几个子系统,以模块化的方式构建了整个系统,各个功能模块既可以单独作用完成特定的模块功能又可以相互关联共同实现断丝的识别.通过实验室试验表明,以软件函数编程的方式实现的钢丝绳损伤定量...     

强噪声背景下钢丝绳损伤信号降噪方法

钢丝绳损伤信号是一种非平稳无周期性的冲击信号,其特征信号的降噪处理和特征提取成为亟待解决的难题。小波变换方法若小波基或者分解层数不适合,会在信号降噪的同时引入其他噪声干扰,影响信号处理与特征提取的效果。相较于小波变换方法,移位平均法只需要选择一定的移位窗宽即可实现对信号的有效降噪,但移位窗宽需要人为选择,盲目性大。针对上述问题,提出一种强噪声背景下钢丝绳损伤信号降噪方法。利用钢丝绳漏磁检测传感器采集不同类型的断丝数据,向信号中加入强高斯白噪声,以模拟强噪声背景;采用自适应移位平均法对钢丝绳损伤信号进行降噪,利用量子粒子群优化(QPSO)算法优化移位平均法的窗宽;将损伤信号的信噪比(SNR)作为适应度函数,通过QPSO算法使得损伤特征信号SNR最大化,从而实现最优信号降噪效果。实验结果表明,对于强噪声背景下的钢丝绳平稳和波动信号,相较于小波变换,自适应移位平均法的降噪效果更明显,信噪比更高,信号更为平滑。实测结果表明,对于现场采集的噪声相对弱一些的钢丝绳损伤信号,自适应移位平均法的降噪效果也比小波变换好,验证了自适应移位平均法具有较好的通用性。     

电梯钢丝绳漏磁检测及断丝信号采集系统设计

作为电梯系统的重要组成部分,钢丝绳的主要作用是牵引轿厢,由于钢丝绳的工作环境复杂且工作强度大,很容易出现锈蚀、磨损,若不及时处理可能引发安全事故。为保障电梯运行安全,相关工作人员需要定期检测钢丝绳,但常用的检测方式检测精度不高、检测设备体积过大。因此,相关工作人员尝试利用漏磁检测法对电梯钢丝绳进行无损检测,并基于该技术设计一整套钢丝绳断丝信号采集系统。     

基于漏磁原理的钢丝绳探伤仪影响因素研究

介绍了钢丝绳探伤仪漏磁检测原理,并使用有限元分析方法分析了传感器零件的材料、钢丝绳的提离距离及断丝根数等对基于漏磁原理的钢丝绳探伤仪检测结果的影响。分析结果表明,提离距离、断丝根数等因素对探伤仪检测结果影响较大,断丝角度、深度等因素影响较小。     

矿用钢丝绳损伤检测系统设计

矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象,可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况,甚至会对钢丝绳造成二次伤害,影响检测结果。针对该问题,基于超声波测距及强磁检测原理,设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系统采用超声测距装置检测钢丝绳表面断丝翘起幅度,若检测值超过限定距离则发出报警,若检测值未超过限定距离,则由强磁检测装置进一步探测钢丝绳损伤情况。测试结果表明,针对设置的20,30,35 mm钢丝绳表面断丝翘起幅度,该系统的检测误差基本上不超过±2mm,从而验证了该系统可有效、准确地检测钢丝绳表面断丝情况及断丝翘起幅度,避免了表面断丝翘起幅度过大对强磁检测装置等造成损伤。     

漏磁法钢丝绳断丝检测装置的设计

钢丝绳广泛运用运输等领域，长期连续使用断丝存在等问题，不能实时检测造成安全隐患。为解决此问题设计钢丝绳断丝检测装置，该装置包括探头、信号处理电路、单片机、报警器。探头包括拾磁元件和励磁元件两部分，拾磁元件采用线性霍尔元器件错位式无死角周向:排布，励磁元件产生磁场使钢丝绳内处于磁饱和状态。信.号处理电路采用差动滤波放大电路，减少霍尔传感器的静态干扰。实验结果表明当检测到钢丝绳断丝损伤时，差动放大器输出电压大于05V，单片机输出报警信号。     

小波变换用于钢丝绳断丝检测的研究

本文采用漏磁场探伤方法对钢丝绳断丝进行检测,该方法的原理是利用励磁磁场和缺陷(即钢丝断丝处)相互作用产生的漏磁场来检测钢丝绳断丝,并且利用霍尔元件能够准确地获取漏磁场信号.首次把声表面波式小波变换的重构器件应用于钢丝绳断丝检测中.发现声表面波器件的发射叉指换能器和接收叉指换能器的指条重叠包络均按照小波函数(如Morlet小波)包络设计时,从而得到声表面波器件的发射叉指换能器和接收叉指换能器的脉冲响应函数均等于小波函数,所以制作出了声表面波式小波变换的重构器件.该器件是一带通滤波器,其相对带宽是1.1%,所以该器件可有效滤除干扰信号.     

基于高光谱的钢丝绳断丝检测系统设计研究

研究钢丝绳断丝准确性检测系统,提高检测的准确率。钢丝绳的断丝极为细微,由于数量巨大,会存在断丝局部断丝混搭,容易造成光谱图像中断丝像素的虚连接,造成图像模糊。传统的基于图像融合的钢丝绳断丝检测方式,在图像连接位置对断丝图像的连接情况检查,由于像素虚连接的存在,会出现像素重叠或者扭曲的现象,造成断丝特征检测准确率过低。为了避免上述问题,提出了一种基于高光谱图像的钢丝绳断丝检测系统。完成对图像进行初始化处理,通过改进无缝融合算法对图像连接位置差异像素进行细丝像素虚连校验处理,提高连接位置像素的精度,准确对融合像素进行断丝检测。实验证明,改进检测系统能够提高检测的准确率,为货物装卸安全性能提供了保证。     

钢丝绳芯输送带可视断带诊断系统的研究

提出了一种钢丝绳芯输送带可视断带诊断系统的设计方案。该系统采用漏磁检测技术,由电磁传感器对钢丝绳芯输送带进行电磁检测;当检测出损伤部位时,下位机首先通过计算确定其坐标,然后控制X光检测部分移动至坐标处,对损伤区域进行拍照,图像信息由下位机传至上位机进行数据处理,确认其损伤并确定损伤类型后,在监控界面的相应坐标处显示报警,并显示损伤处的图像。现场测试结果表明,该系统较好地实现了钢丝绳芯输送带的可视化断带检测功能,准确性较高,误差小。     

基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪研究

针对目前钢丝绳探伤仪无法准确检测钢丝绳是否发生损伤的问题,基于漏磁检测法设计了一种基于霍尔元件的矿用钢丝绳探伤仪。采用永磁体磁化钢丝绳,当钢丝绳受损时损伤处会有漏磁产生,利用霍尔元件采集钢丝绳损伤处的漏磁信号,通过分析霍尔元件的输出电压波形判断钢丝绳是否存在损伤。为了进一步提高该探伤仪检测的准确度,优化了霍尔元件的轴向、周向和径向布置方式:利用Ansoft Maxwell对钢丝绳的磁化情况进行仿真,根据仿真结果确定霍尔元件的轴向布置方式,霍尔元件的轴向位置选择布置在探伤仪的中心位置;为了消除钢丝绳的股间效应,对霍尔元件的周向布置进行了计算与设计,当2个检测点的周向距离为29mm时可基本消除股间效应的影响;采用改变提离距离的方法研究了霍尔元件的径向布置,钢丝绳运动过程中会产生抖动,为防止钢丝绳与霍尔元件产生接触导致设备损坏,需根据钢丝绳的抖动情况选择合适的提离距离布置霍尔元件。实验结果表明,该探伤仪可以根据钢丝绳损伤处信号突变情况准确检测钢丝绳是否发生损伤。     

钢丝绳磁检测中漏磁场的有限元分析

为了考察钢丝绳断丝产生的漏磁感应强度大小,为磁检测系统中传感器的设计提供依据,采用有限元法计算了钢丝绳断丝产生的漏磁感应强度。结果表明:钢丝绳断丝产生的漏磁感应强度是沿着远离钢丝绳表面的方向减小的,利用有限元分析可为传感器的设计提供理论依据和参考。     

基于漏磁检测的矿用钢丝绳励磁装置

针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均会降低钢丝绳漏磁场磁感应强度,影响钢丝绳漏磁检测结果。但实际应用中矿用钢丝绳摆动幅度大且易污染,因此钢丝绳励磁装置的气隙和提离值不宜过小。在考虑工程适用的条件下,设置气隙为6 mm、提离值为5 mm,进一步仿真分析永磁体厚度与长度、磁极间距、衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响,发现永磁体厚度与长度对钢丝绳漏磁场影响最大,磁极间距对钢丝绳漏磁场影响较小,衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响可忽略不计。基于仿真结果并考虑经济性和便携性,设置钢丝绳励磁装置参数：永磁体厚度为10 mm、永磁体长度为30 mm、磁极间距为180 mm、衔铁厚度为10 mm。动态仿真结果表明,钢丝绳漏磁场磁感应强度峰峰值达0.9 mT,说明该励磁装置能够保证损伤处产生较高的漏磁。实验结果表明,漏磁信号在钢丝绳不同断丝处均出现了明显波动,说明该励磁装置具有良好的励磁效果,可准确检测出钢丝绳断丝损伤。     

基于单片机的钢丝绳无损探伤仪

本文说明了钢丝绳损伤的类型和无损检测的基本原理，介绍了一种采用MCS51单片机的双CPU的便携式钢丝绳无损探伤仪，该仪器采用主磁通法检测断面损失，采用漏通法检测局部损伤，可以检测出小于钢丝绳总横截面积0．1％的断面损失，对断丝等局部损伤的漏检率步于5％。     

矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法研究

采用电磁检测法检测矿用钢丝绳受损情况时,检测信号中含有大量噪声,且存在尖峰和突变干扰,增大了损伤识别难度,需要对原始检测信号进行降噪处理。常用的傅里叶变换无法处理运行中的钢丝绳检测信号,而小波变换因存在平移不变性较差、频带混叠等问题而影响检测准确度。提出了基于双树复小波变换的矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法。首先采用Q平移法构造双树复小波高低通滤波器,对原始信号进行3层双树复小波分解,得到高低频信号分量;然后采用最小极大方差软阈值方法对分解信号进行降噪处理;最后对降噪信号进行重构。在实验室环境下搭建了钢丝绳损伤检测试验平台,对基于双树复小波变换的钢丝绳损伤检测信号处理方法的降噪性能进行验证,结果表明:该方法可有效减少检测信号中的尖峰和突变数量,使信号平稳,降噪效果优于经典小波变换,且增大了奇异点处信号峰值,有利于后续特征提取。     

基于漏磁检测机理的钢丝绳小缺陷精确化识别系统研究

针对电磁检测法中钢丝绳小缺陷产生的漏磁信号比较微弱、往往容易漏检,采用STM32处理器及AD7606模数转换等器件设计了钢丝绳小缺陷精确化识别系统。在硬件上,采用了稳定的双励磁回路结构,多通道均匀密布的集成HALL元件拾取漏磁信号,经微弱信号放大滤波,小距离等间隔采样,高精度数据采集等方法提高信噪比;在软件上,采用了FFT、数字滤波剔除股波干扰。经试验表明,该系统能够较准确地检测钢丝绳上的小缺陷,同时也能检测大的缺陷,准判率大于90%,较好地满足了现场钢丝绳检测要求。