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。     

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。     

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。     

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GMR磁传感器的钢丝绳励磁结构设计

为实现钢丝绳无损检测设备对钢丝绳局部缺陷（LF）和截面损失（LMA）的检测,在基于GMR传感器的基础上设计钢丝绳励磁装置。通过高灵敏度GMR传感器的多层排布方式来减小漏磁信号中的干扰。对励磁方式提出永磁励磁法与直流励磁法相结合的复合励磁法,可很好地调整励磁强度,同时分析了励磁装置中各参数对励磁性能的影响,给出信号检测电路,总体设计可满足钢丝绳无损检测设备对LF和LMA的检测要求。     

基于霍尔检测原理的大中型电机过电流保护研究

本文针对大中型电机的过电流和速断保护,基于霍尔检测原理,采用霍尔元件AN3503和磁线圈设计了一种用于大中型电机过电流保护的检测装置。系统以AT89C51单片机为核心,实现了对大中型电机及时有效并且具有良好隔离效果的过电流保护。并且具有稳定可靠,简单易行,操作方便,成本低的特点。     

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。     

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。     

2ACM型磁敏二极管——介绍一种新型磁电转换器件

一、磁敏二极管简介磁敏二极管是继霍尔元件和磁敏电阻之后发展起来的一种新型磁电转换元件。由于它有体积小、磁灵敏度高等优点,可广泛应用于磁场的检测、自动磁力探伤、工业自动化装置和电子技术以及国防工业的应用领域中。目前使用的半导体磁电转换元件只有霍尔元件及磁敏电阻。霍尔元体是根据霍尔效应原理制成的,这种元件的特点是它的输出     

钢丝绳内外部断丝损伤识别

针对钢丝绳断丝损伤检测以外部断丝损伤检测为主,对内部断丝损伤检测的研究较少且内外部断丝识别精度不高的问题,提出了一种钢丝绳内外部断丝损伤识别方法。通过钢丝绳损伤径向漏磁检测器采集钢丝绳断丝损伤产生的漏磁信号;采用双密度双树复小波变换对漏磁信号进行降噪处理;通过设置自适应阈值提取降噪信号的时域特征,同时提取原始漏磁信号的频域特征;采用基于类间距离和互信息的方法进行特征选择,即先对所有特征进行归一化处理,剔除标准差较大及类间距离较小的特征,然后计算特征之间的互信息,排除包含损伤信息较为相似的特征,最后计算特征中区分度最差的2种损伤类型,并从剔除的特征中收回这2种类型类间距离最大的特征;将保留的特征融合作为最优特征子集并输入BP神经网络进行分类识别。测试结果表明,该方法能识别钢丝绳内外部断丝损伤且识别准确率达97.8%。     

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％。     

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。     

螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统设计

针对现有钢丝绳损伤检测采用人工检查或定期换绳的方法,存在效率低、成本浪费严重及安全性差等问题,设计了螺线管式磁感应钢丝绳断丝检测系统。系统检测原理:当钢丝绳出现断丝时,磁导率会相应降低,磁阻变大,电感量减小,从而导致线圈磁场不平衡并产生感应电动势,根据该感应电动势的大小可判断出钢丝绳断丝的状况。试验结果表明,该系统克服了传统电磁检测技术不能精确检测钢丝绳内部出现断丝的缺陷,检测精度可达95%以上。     

单非晶丝磁芯双绕组新型磁传感器理论与实验研究

采用旋转水中淬火纺丝法制备的钴基非晶态合金丝作为磁敏感材料,提出了一种采用单非晶丝磁芯双绕组结构,多谐振荡桥励磁,对弱磁场进行检测的高灵敏度、高线性度新型磁传感器.通过建立敏感磁芯的理想磁滞回线模型并根据电路理论及电磁场理论,推出了传感器的输出信号与待测磁场、振荡桥元件参数、线圈匝数、敏感磁芯的磁参数及磁芯几何参数的关系,通过实验证实了在传感器线性检测区域内理论结果的正确性,从而为优化传感器性能提供了理论依据.文中给出了研制的磁传感器对外磁场的检测结果.     

霍尔开关集成电路在顺序控制器中的应用

<正> 霍尔开关集成电路(简称霍尔电路)是南京半导体器件总厂生产的一种新型的集成化磁敏器件,它是根据半导体硅材料的霍尔效应制成的.作为磁电转换器件的霍尔电路由霍尔元件、差分放大器、施密特触发器和输出器四部分组成,共原理方框图和输出特性曲线如图1所示.霍尔电路主要应用于无触点开关、位置传感、旋转传感和自动检测等方面.     

影响磁导率测试的电磁检测探头设计因素分析

为了实现对某型火炮关键零部件硬度的原位无损检测,提出了一种基于磁导率测试的硬度电磁检测探头。该探头以差动方式实现检测,它包括检测线圈和参考线圈,磁导率变化引起感应电压变化由电桥电路实现输出。在此基础上,进一步建立对应的电磁场—电路耦合仿真的有限元模型,深入分析了探头结构和尺寸、检测频率及后端电桥电路对检测性能的影响,其结果可为实际探头的制作提供理论指导。     

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。     

出舱稳定装置检测台的新型霍尔测速方法研究

阐述了一种非接触式出舱稳定装置检测台速度测试系统。该系统由非接触式双冗度磁开关霍尔传感器、电源监控电路、实时数据采集系统、PC计算机等组成,霍尔元件响应速度大于100kHz,并采用了机器周期小于150ns、单时钟周期指令的高速嵌入式微控制器,可以很好地模拟弹射椅发射时的飞机的飞行速度,提高了可靠性。采用的霍尔传感器为非漏磁的单片集成电路芯片,可以连续工作在温度高至150℃的环境中,在温度与电压同时变化的情况下仍然能够保持其稳定性。     

出舱稳定装置检测台的新型霍尔测速方法研究

阐述了一种非接触式出舱稳定装置检测台速度测试系统.该系统由非接触式双冗度磁开关霍尔传感器、电源监控电路、实时数据采集系统、PC计算机等组成,霍尔元件响应速度大于100kHz,并采用了机器周期小于150ns、单时钟周期指令的高速嵌入式微控制器,可以很好地模拟弹射椅发射时的飞机的飞行速度,提高了可靠性.采用的霍尔传感器为非漏磁的单片集成电路芯片,可以连续工作在温度高至1500C的环境中.在温度与电压同时变化的情况下仍然能够保持其稳定性.