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。     

励磁器磁极布置及提离值的确定

介绍钢丝绳故障电磁监测方法所涉及的永久磁铁励磁装置的设计方法.为了研究磁极布置方式对钢丝绳通过时产生的励磁效果,用ansoft maxwell软件进行仿真,确定了N-N-S-S磁极布置方式具有最好的磁化效果,该方式下钢丝绳的磁感应强度B接近2 T,满足将钢丝绳磁化至饱和状态B≥1 T的要求.利用磁偶极子理论和有限元分析,采用MATLAB软件仿真不同提离值下的漏磁场强度,利用Ansoft maxwell软件进一步验证,结合实际工况,确定了传感器在钢丝绳径向安装、提离值的范围2～3 mm时监测效果较好.在实验室搭建电梯钢丝绳检测实验台,对所做的仿真研究进行实验验证,该N-N-S-S励磁器磁极布置方式及2.5 mm的提离值有较好的应用效果.     

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。     

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.     

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。     

矿井提升载荷监测装置的设计

针对大部分煤矿采用定期停产检查或者更换钢缆等方法来确保提升机钢丝绳的运行安全的情况,设计了一种矿井提升载荷监测装置。该装置采用称重传感器实时测试钢丝绳张力值信号,该信号经初步处理后以无线电磁波方式传输到安装在井口的无线信号接收模块,由该模块再将该信号传输到工控机进行数据处理并输出控制信号。同时,该装置可检测定量斗关闭、箕斗到位等开关量参数,这些参数与检测到的钢丝绳张力值相配合,可实现对过载、卡罐、张力不平衡等故障的判断,并进行相应的报警。实际应用表明,该装置能监测到提升机系统的过载、卡罐、张力不平衡等故障,确保了提升机系统的运行安全。     

基于现场总线式焊缝检测复合传感器设计

介绍了一种传感器前置的焊缝检测与跟踪控制方法.由GMR电桥和涡流传感器构成焊缝检测复合传感器,GMR电桥进行高度检测,涡流传感器的差动测量绕组进行焊缝中心偏差检测.通过补偿绕组对测量绕组输出信号进行补偿,消除错边对相位和幅值的影响;通过软件校正方法,消除高度变化对信号幅度的影响.建立FIFO数据队列保存焊炬与前置传感器...     

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.     

基于无线射频传输的钢丝绳无损检测系统设计

针对复杂环境下钢丝绳无损检测的要求,设计和建立了一种基于无线射频传输的分布式检测系统。首先,各数据采集节点将钢丝绳的漏磁信号通过无线射频方式传送到数据接收节点;然后,由数据接收节点将信号通过串口传送给主机;最后,由主机对各点采集的信号进行集中处理。实验结果表明:系统能准确地检测到钢丝绳附近的漏磁信号。     

机车励磁调节器智能检测系统的模块化设计

通过对传统机车用励磁调节器检测过程的研究,在原有测试系统物理硬件的基础上,采用计算机智能测试技术,设计了一套用于检测机车用励磁调节器的智能检测系统。励磁调节器及信号发生器信号经一单片机采集,经串口输入到计算机中,并开发了基于MATLAB的软件对信号进行处理。从而获得励磁调节器多项静态与动态参数,给出是否合格的信息。该系统的开发提高了励磁调节器检测的精度和速度。     

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。     

基于巨磁电阻传感器的磁珠检测方法

根据多层膜巨磁电阻(GMR)传感器检测速度快、灵敏度高、仪器易于小型化的特点,比较了不同磁场激励方式与输出信号处理方法,采用电桥电压与激励磁场双调制的检测方法,提高了传感器的信噪比,实现了微米磁珠的定量检测和纳米磁珠的定性检测.     

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。     

Spin valve sensors for ultrasensitive detection of superparamagnetic nanoparticles for biological applications

We present giant magnetoresistance (GMR) spin valve sensors designed for detection of superparamagnetic nanoparticles as potential biomolecular labels in magnetic biodetection technology. We discuss the sensor design and experimentally demonstrate that as few as approximately 23 monodisperse 16-nm superparamagnetic Fe(3)O(4) nanoparticles can be detected by submicron spin valve sensors at room temperature without resorting to lock-in detection. A patterned self-assembly method of nanoparticles, based on a polymer-mediated process and fine lithography, is developed for the detection. It is found that sensor signal increases linearly with the number of nanoparticles.     

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。     

钢丝绳在线智能检测系统的设计与实现

钢丝绳的完好程度直接关系到人身和设备安全。针对目前钢丝绳检测中自动化程度低及安全性评估较为薄弱的状况,采用霍尔元件阵列检测钢丝绳表面漏磁场,以数字信号处理器TMS320F2812为控制核心,设计并实现了钢丝绳在线智能检测系统。试验及应用表明:该系统性能稳定可靠,适应较为恶劣的现场检测环境,能够在线自动识别钢丝绳缺陷,并对钢丝绳状况做出定量评估。     

一种新型磁阻式传感器在漏磁检测中的应用

与传统的磁性传感器相比,巨磁阻传感器具有灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、体积小、价格低等优点。随着纳米技术的发展,巨磁阻传感器必将成为这些传统磁性传感器的替代品。介绍了巨磁阻传感器的原理及其在缺陷漏磁信号检测中的应用,表明采用巨磁阻传感器的检测系统可以检测到管道壁上的微小缺陷。     

面向钢丝绳缺陷检测的图像预处理方法

钢丝绳在使用过程中可能会出现断丝、蜷曲变形,甚至瞬间断裂造成严重的安全事故.传统依靠人工目检的方式正在被新的检测技术替换.图像检测方式的准确性和便利性普遍得到行业认可,但成像设备受到光线、成本、安装距离等因素限制,无法提供到后级处理单元足够的图像信噪比,带来误检、漏检的可能.因此,本文将C-BM3D去噪算法引入到钢丝绳...     

基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性标定方法

目前磁传感器多用于对静态或准静态磁场环境的测试,当被测磁场矢量快速变化时,磁传感器的动态特性成为影响其测量精度的关键因素。针对测试现场环境中难于产生标准的高频交变激励磁场源致使磁传感器动态特性无法准确快速标定的难题,提出一种基于带电直导线周围磁场的磁传感器动静态特性现场快速标定方法。首先提出并构建了一种基于带电直导线的标准宽频带磁场发生器,采用毕奥-萨伐尔定律分析了带电直导线周围磁场分布规律;其次通过在长直导线中加载典型交变激励电流,产生典型交变磁场,采用系统辨识方法实现对磁传感器动态特性标定;最后对某矢量磁传感器测量系统进行了时域、频域动态模型标定。实验表明所提出的磁传感器动态模型标定方法具有简便、快速、高效、准确的优点,便于工业现场对各类磁传感器进行动静态特性标定。