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《太原理工大学》 2011年
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钢丝绳断丝在线检测装置的研究

陈娟  
【摘要】:钢丝绳作为一种牵引、承载部件,具有自重轻、弹性好等优点,在社会的各行各业都起着重要的作用。然而复杂的绳股结构、恶劣的工作环境,使得在实际应用中不可避免地发生断丝、锈蚀、磨损等各种故障,如果这些故障不能及时发现,会对人身及设备的安全造成重大的隐患,其中断丝是最常发生的,并且也是最难预测的。目前,在钢丝绳检测领域,许多场合还仍然使用最原始的人工目测法和定期强制更换法,这种检测方法不仅检测结果不准确还会造成资源的严重浪费,所以研究出一种智能的钢丝绳断丝检测装置刻不容缓。 本文通过对国内外钢丝绳断丝检测的现状进行了深入的研究,得知现阶段最常用的钢丝绳无损检测方法是漏磁检测法,即通过检测钢丝绳的漏磁量来检测钢丝绳的断丝情况,但是这种方法也存在缺陷:对内部断丝产生的微弱漏磁不能准确识别。基于此,本文提出了一种新型的钢丝绳断丝检测传感器——螺线管式钢丝绳断丝检测传感器。本文研究的主要内容如下: 首先,对钢丝绳国内外无损检测技术的发展史、常见故障以及报废标准进行了详细分析。总结了当前钢丝绳断丝检测的优缺点,提出了一种新的检测原理。 其次,本文重点研究了新型钢丝绳断丝检测传感器——螺线管式钢丝绳断丝检测传感器的检测原理,该传感器是在一个磁惰性管上绕有三组线圈,两侧的初级线圈反相串联,中央的次级线圈接系统的处理电路;两侧的初级线圈由交流电源激励,使这两个初级线圈所产生的磁场刚好是相反的,相反的磁场在管子中央的次级线圈处刚好相互抵消,从而使得次级线圈处的磁场接近零磁场。当钢丝绳出现断丝时,磁导率会突然降低,中央次级线圈就会失去平衡,继而产生电压,根据电压的大小,判断断丝的多少。基于此原理,设计了传感器模型,并确定了制作传感器所需线圈的匝数,尺寸大小,窗口面积等参数。 再次,在研制的新型传感器的基础上,设计了以MSP430F149单片机为控制核心的信号采集模块、上位机通信模块以及记录脉冲数判断断丝发生位置的距离检测模块。并对实现各模块功能所用电路图进行了详细的研究。同时,还对系统的各个模块进行了软件设计,达到对传感器信号的采集、处理、传输与存储。 最后,为了验证钢丝绳断丝检测装置的可行性,在实验室搭建了实验平台,在平台上进行了大量的测试实验;通过对实验数据的分析,验证了新型钢丝绳断丝检测传感器具有较好的操作性和较高的灵敏度,具有广阔的应用空间和市场推广价值。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH878.3

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