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。     

巴克豪森励磁检测传感器设计与仿真分析

针对铁磁性材料设计了一种基于巴克豪森效应的励磁检测传感器装置.为了验证所设计的励磁检测传感器中励磁装置的可行性,利用有限元电磁场仿真分析软件Ansoft对磁化器部分进行了有限元仿真,并分析了不同激励条件下的试样磁化效果.通过仿真结果可以得出:磁化装置符合设计要求,能够对试件进行有效的励磁;通过不同参数下的仿真结果得到,励磁电流幅值以及频率是影响励磁效果的关键因素,并且对于特定分析点,随着励磁电流的幅值减小以及频率的增加,试件磁感应强度基本呈现减小的变化趋势.     

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。     

电工钢片磁化曲线无损检测传感器研究

针对一种电工钢片磁化曲线无损检测传感器进行研究,该传感器利用磁通测量线圈和磁位计分别检测电工钢片特定区域的磁通和磁势,实现钢片磁化曲线的无损检测.为了实现传感器的优化设计,利用ANSYS软件对传感器进行二维和三维仿真实验.同时,通过仿真实验获得不同励磁载荷情况下磁通测 量线圈和磁位计的仿真测量值;对检测到的信号进行曲线拟合,求得被测电工钢片的基本磁化曲线.仿真实验验证了该传感器检测方案的正确性和优化设计的可行性,并为实际应用提供了根据.     

漏磁检测传感器提离值的一种快速估计方法

在漏磁无损检测中,传感器的提离值是影响检测信号大小的一项重要因素.文章在使用ANSYS软件仿真得到漏磁场数据的基础上,结合磁偶极子模型和粒子群优化算法提出一种对霍尔传感器提离值的快速估计方法,并研究了磁化条件及缺陷大小对估计精度的影响.仿真结果表明:提离值的估计误差能达到5%,仿真时间仅2秒,为漏磁检测的实际应用提供了有效的分析方法.     

励磁装置磁化效果的有限元仿真与相关实验

针对一种永磁多回路励磁装置,采用有限元分析工具对励磁装置2个主要尺寸变化时,棒状铁磁构件的内部和表面2 mm位置的磁场分布进行了数值计算,分析了励磁装置的磁化效果,对励磁装置结构进行了设计.实验中,采用高灵敏的巨磁阻传感器对尺寸变化时励磁装置的磁化效果进行了检测,有限元分析结果与实验结果定性符合,研究结果有助于励磁装置的进一步优化设计.     

基于分块核主成分分析和支持向量机的故障检测

针对工业系统监测数据为非线性,且难以辨识复杂工作过程中故障位置的问题,提出一种基于分块核主成分分析(BKPCA)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的集成故障检测方法.首先对系统监测变量进行分块,使用KPCA对每个分块在特征空间中建立T2和平方预测误差(SPE)统计量来实时监测系统健康状态,并使用LS-SVM对上述过程检测出来的故障数据进行再次判断.随后计算出现故障后计算每一分块的故障贡献率,进而确定发生故障的分块.由于采用了并行分块算法,可以较简单的确定故障发生位置,提高计算效率,同时LS-SVM方法的应用也可以提升故障检测的精度.使用田纳西-伊斯曼化工(TE)过程数据对本文所提方法进行仿真验证,试验结果表明所提方法取得了较好效果.     

钢管调质热处理过程热变形及温度场仿真分析

气瓶用钢管在调质热处理过程,为保证温度分布均匀,需采用钢板封堵钢管两端.为验证采用Q235钢板封堵钢管开展热处理的工艺安全性,利用体积微元法,提出了钢管热处理过程热变形数值分析方法.建立了仿真分析模型,开展了仿真计算,仿真结果表明封堵钢板最大塑性变形为25.6mm,封堵钢板及钢管最大应变均小于极限应变,仿真结果表明,上述热处理工艺可安全实施.热处理完成后实测封堵钢板变形值与仿真结果吻合较好,验证了所提仿真分析方法的正确性.结合所提出的温度场分析方法,分析了热处理过程中转炉时间段钢管温度变化,得到了不同测点温度随时间变化关系,为热处理工艺改进提供了指导.     

全状态参数最优控制的鲁棒自适应励磁控制

在backstepping励磁设计中,虚拟控制函数的参数缺乏最优约束,为了克服此不足,通过坐标变换得到了新的励磁系统动态模型和参数替换律,结合反馈线性化和最优控制策略,在不确定参数和外部干扰两种条件下,给出了具有全状态参数最优控制的鲁棒自适应励磁控制设计方法.为了验证所提方法的正确性,以具体军用电站励磁系统模型为例,进行了仿真实验.仿真结果表明该方法在保证系统鲁棒稳定性和L2增益干扰抑制的同时,可明显提高状态参数的收敛速度和优化控制能力.     

矿井提升机钢丝绳张力不平衡预测

在阐述了多绳摩擦提升机钢丝绳张力不平衡的危害问题的严重性后,使用Matlab建立新陈代谢模型、BP模型和灰色BP神经网络模型根据200组实测数据,分别对钢丝绳间张力不平衡最大百分值进行预测.通过对预测结果对比,确定灰色BP神经网络预测方式效果较好.2011.07.11