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。     

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。     

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%。     

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.     

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。     

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。     

钢丝绳在线不间断检测报警系统研究

钢丝绳的安全使用关系到企业财产和人民生命安全,针对钢丝绳在线不间断检测和对断丝进行实时报警的问题,采用虚拟仪器的方法,设计了钢丝绳在线不间断检测报警系统;系统传感器采用了磁性无损检测的方法,对钢丝绳进行无损探伤检测,检测系统能够在线地进行人工监控和自动监控,对断丝做出报警,其中,自动监控能够进行在线不间断检测;另外,系统能够进行局部损伤和金属截面积损耗的定量评估,并产生相应的报告;实验证明,该系统检测准确,操作方便,适合工况需求。     

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。     

利用广义尺寸链原理指导钢丝绳无损检测新型传感器参数设计

利用广义尺寸链原理指导钢丝绳无损检测新型传感器参数设计重庆建筑大学郭建１钢丝绳断丝和磨损检测方法简介钢丝绳被广泛地用于建筑、交通、运输、矿山、石油等行业。用户根据不同的受力状况和工作环境．选择不同规格的钢丝绳。钢丝绳受力使用时，组成钢丝绳的钢丝在拉应...     

基于矩形线圈水平分量磁场分析的脉冲漏磁检测研究

针对铁磁性材料金属的缺陷检测,提出了一种基于矩形线圈水平分量磁场分析的检测方法.在涡流和漏磁理论基础上,建立了矩形激励线圈检测仿真模型.仿真表明:矩形线圈的下方水平磁场平整,当线圈轴线与缺陷方向垂直时,线圈底部水平分量的磁场与缺陷形成90°夹角.在铁磁性金属材料中,铁和空气介质处相对磁导率不一致导致磁场的偏转,产生了较强的漏磁场.在非铁磁性金属中,磁感线在缺陷处分布较为平滑,并不存在漏磁现象.搭建了检测平台,并分别在缺陷边缘和上部放置了Hall和GMR巨磁阻传感器进行检测.实验结果表明:在铁板表面,z分量磁场是涡流场和漏磁场的矢量叠加,磁场强,但与缺陷深度并没有线性关系;x分量磁场是单一的漏磁场,与缺陷深度存在线性关系,可以对缺陷进行定量分析.     

脉冲漏磁检测技术中新型传感器设计及实验验证

漏磁检测法广泛应用于铁磁性材料的缺陷检测.应用有限元法对一新型脉冲漏磁传感装置下钢管缺陷产生的漏磁场进行了仿真分析,仿真结果表明提取缺陷漏磁场三维分量进行缺陷识别,相比较传统的提取一维或二维缺陷漏磁场分量而言,可获取更多有关缺陷尺寸、位置等信息,提高对缺陷的识别能力.采用所设计的新型脉冲漏磁传感器,对脉冲漏磁三维检测分量信号进行了分析,由三维检测信号峰值扫描波形可有效识别缺陷,并评估缺陷长度、深度等信息;实验结果与仿真分析有较好的一致性.     

Magnetic field analysis of induction motor for optimal cooling duct design

It is important to understand the leakage flux distributions to get a better design of induction motors. Computer simulation using the finite element method (FEM) is an important tool for achieving this objective. This paper presents a method for calculating the steady-state leakage flux distributions in induction motors. FEM is used here to study the field behavior of an induction motor in terms of magnetic vector potential (MVP), which allows the easy determination of flux and flux density. Because of complexity of the domain, triangular elements, due to their flexibility to fit in any irregular geometry are used. With the help of MVP distribution obtained use of these elements have been made to study the effect of shape of the cooling duct on the rotor laminations of an induction motor. An optimum modified shape of ventilating hole is thus obtained without having any adverse effect on MVP and flux density.     

T-形磁通集聚器磁场放大特性及影响因素研究

针对微型磁传感器对弱磁场测量灵敏度低的问题,利用软磁材料对外磁场的集聚放大作用来提高磁测系统的灵敏度。重点针对T-形磁通集聚器的轴向磁场放大特性及影响因素进行了分析,并设计了相应的磁通集聚器并进行试验测试。试验表明所设计的T-形磁通集聚器具有很好的磁场线性放大作用,可用于提高弱磁场的测量精度。磁力线在磁通集聚结构内部流动的过程中发生了磁通泄漏现象;T-形磁通集聚器对外部磁场放大了约21倍;磁通集聚器的相对磁导率及空气间隙与外部磁场的放大倍数都呈非线性的关系,结构的长宽之比与外部磁场的放大倍数呈单调递增关系,结构厚度对其几乎没有影响。该研究结果能够为磁通集聚器结构设计及优化方面提供一定的参考价值。     

基于蚁群神经网络的油气套管裂缝缺陷检测

提出一种基于蚁群神经网络的漏磁信号定量分析方法.首先,通过有限元仿真,分析和确定了漏磁信号中能够反映裂缝缺陷参数的各个特征量;其次,通过对蚁群算法原理的研究,建立了以漏磁信号为对象的神经网络模型;最后,模拟实际检测中不同缺陷信号的特征量作为网络输入,并对网络性能进行测试.实验结果验证了蚁群神经网络的可行性,并且能明显改...     

管道内部漏磁检测的仿真与实验研究

基于管道漏磁检测原理,以Φ325mm规格的管道内检测器为研究对象,运用有限元分析方法建立漏磁场的数学模型,采用ANSYS软件建立漏磁检测装置的二维实体模型,应用静态磁场仿真方法,计算分析矩形缺陷产生的漏磁信号与磁力线分布。并通过内检测器搭建的漏磁信号检测平台,采集由霍尔传感器阵列采集得到的多通道缺陷漏磁信号,分析对比两组实验数据,结果表明:数值仿真与实验数据的变化趋势一致。     

漏磁法测量钢板厚度的有限元分析

阐述了漏磁法测量钢板厚度的原理,介绍了有限元法在磁分析中的应用,并通过仿真分析了漏磁法的可行性,结果表明:采用聚磁件可大大提高传感器的灵敏度,利用有限元分析可为传感器的优化设计提供理论依据和参考。     

不同铁心模型对绕组累积效应影响的仿真对比

铁芯是变压器主磁通的传输路径,在变压器磁场相关仿真建模中铁芯模型是不可缺少的部分。采用有限元法建立片状仿实型、矩形均匀化、圆柱型三种不同铁芯模型,通过施加短路电流激励获得了不同模型下漏磁通密度、电磁力密度变化规律和分布对比。最后以实际片状仿实型铁芯模型作参考,对绕组累积效应变形量进行仿真对比,仿真结果为矩形和圆柱型铁芯的误差均在10%以内,表明在提高变压器相关仿真效率问题时,矩形和圆柱型铁芯可提供建模方法参考。     

Design of a PCB stator coreless axial flux permanent magnet synchronous motor based on a novel topology Halbach array

A novel topology Halbach permanent magnet array is proposed and applied to the design of a printed circuit board (PCB) axial flux permanent magnet (AFPM) motor. Compared with the traditional coreless AFPM motor, this novel topology for a Halbach permanent magnet array PCB stator AFPM motor has larger air-gap magnetic flux density and air-gap flux per pole. The magnetic flux leakage is effectively reduced, and the air-gap magnetic density is close to the sine wave. Results of the finite element analysis and prototype experiments verify the feasibility and effectiveness of the novel Halbach permanent magnet array PCB stator motor. A reference basis and practical value for the design of the PCB AFPM motor are provided.

     

Improved performance of the micro planar double-axis fluxgate sensors with different magnetic core materials and structures

As a classic weak magnetic field sensor, the fluxgate sensors have great potential application in many fields. This paper presents four kinds of the micro planar double-axis fluxgate sensors based on the MEMS technologies, which have different core materials and core structures. The core materials include electroplated permalloy, Co-based amorphous ribbon and Fe-based amorphous ribbon, and the core structures include single-layer open magnetic loop structure and double-layer closed magnetic loop structure. The sensor with closed double-layer Fe-based ribbon core exhibits a best sensitivity of 238 V/T due to reducing the magnetic flux leakage. The results show that the magnetic core with closed magnetic loop, high permeability and high saturation induction density will help increase the sensitivity of the micro double-axis fluxgate sensor.