强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法。为减少钢丝绳在线探伤工作量，提供一种直观、准确、便于人工复检、有利于推广应用的钢丝绳在线无损探伤系统及方法，本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，还包括N个摄像头(或高速数码照像机)，上述摄像头均匀围绕在钢丝绳周围，上述摄像头通过信号线与控制主机的信号输入端相接，各个摄像头中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°～A°，其中N为正整数，且2≤N≤5；A、B均为正数，且A≤15。本发明还涉有相应的钢丝绳在线无损探伤的方法。本发明具有工作量少、直观、准确、便于人工复检、有利于推广应用的优点，适用各种采矿企业。
【专利说明】强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法。
【背景技术】
[0002]煤矿开采中人员、设备进出矿井都需要借助绞车升降系统。工作时钢丝绳需要承担沉重的负担，如果绞车升降系统钢丝绳一旦出现断裂事故，必将发生重大事故。如果能在钢丝绳出现事故前，提前发现钢丝绳出现破损严重的情况，就可在钢丝绳出现断绳事故前及时更换钢丝绳，就能有效避免严重事故的发生。
[0003]钢丝绳无损检测技术是一项发展了百余年的技术，其作用是通过技术手段，无损伤地检测出钢丝绳中存在的缺陷，国内外的各类标准和规范中都要求使用该类仪器来检查钢丝绳的损伤状况。但是，钢丝绳探伤仪的使用仍不理想。
[0004]很多煤矿宁肯采取费时、费力的人工检测进行钢丝绳在线检测，也不相信现有钢丝绳无损检测技术，高价购入的钢丝绳无损检测都成了摆设。但是现有煤矿使用的钢丝绳长达几百米甚至上千米，只能用肉眼一寸一寸地检查，耗时长，占用绞车升降系统的使用时间，而且无论谁长时间盯着移动的钢丝绳，都容易眼花，从而影响钢丝绳在线检查的准确性。
[0005]煤矿使用钢丝绳，一般使用不超过两年，不管是否出现损坏，就全部更换。煤矿用绞车升降系统(俗称天车)所用钢丝绳价值一般都要四五百万元左右，这种仅靠使用年限决定是否更换的方式，一方面存在很大浪费，另一方面也不一定能保证安全，有时如果使用不正确的话，钢丝绳用一年左右就出现磨损、钢丝断裂、变型、扭曲异常情况。
[0006]有些煤矿比较谨慎，每隔一段时间，就从绞车上截取一段钢丝绳，进行拉伸实验，检验该段钢丝绳的承拉能力。截取时只能从钢丝绳的端部截取，只能代表钢丝绳局部承拉能力，在使用过程中，钢丝绳各部分的磨损、锈蚀情况均不相同，局部不能全局。而且每截取一段，钢丝绳就短一截，正常使用的绞车不可能总是截取。
[0007]如何设计出一种更加准确、更加直观，便于复检，更容易取得用户信任，利于推广应用的钢丝绳在线检查系统和方法，是钢丝绳在线探伤从业者迫切需解决的问题。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是如何得到钢丝绳的完整影像，减少钢丝绳在线检查的工作量，提供一种直观、准确、便于人工复检、有利于推广应用的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头，上述摄像头均匀围绕在钢丝绳周围，上述摄像头通过信号线与控制主机的信号输入端相接，各个摄像头中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N为正整数，且2彡N彡5 ;A、B均为正数，且A ^ 15。
[0010]利用前强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0011]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，通过N个摄像头对钢丝绳进行拍摄，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将摄像头拍得的影像信息与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内；
[0012]②.每个摄像头拍摄的帧图为取一组，每组帧图中每隔时间段T选取一帧，T =2XBX (tan Z A) +V，将各组选取的各个帧图依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记为F2……Fn;
[0013]③.控制主机逐条扫描N条纵向钢丝绳图像FpF2......Fn，找出每条纵向钢丝绳图像匕$……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常帧图对应的异常时刻&，形成各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻％的数集；
[0014]④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0015]⑤.控制主机将各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻t ,的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻％的数集，并依照L z= (t z— t J X V，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区、I条波形图显示区和I条位置参数显示区，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像匕七……Fn中对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
[0016]控制主机分别在每个摄像头拍摄的帧图中每隔时间T选取一帧，(T =2XBX (tan Z A)+V)，组成N条完整的纵向钢丝绳图像，利用控制主机从中选出含有异常点的帧图，通过磁检测发现的异常点波形图段找出这些异常对应的拍摄时刻(简称异常时刻)，并计算出每个异常时刻在网丝绳上对应的异常点的摄像头从不同角度拍摄照片，同时显示该异常点的磁检测波形图段。如此设计，人们就可以从多角度观察任何一异常点，结合该异常点的磁检测波形图段，综合判断、相互佐证，还可以通过异常点对应的位置参数，在钢丝绳上人工查找到该异常点。这一方面使钢丝绳在线检测更加准确，另一方面也加深了人们对本发明的信心，便于本发明技术推广应用。
[0017]本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统的另一种方案，它包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机，上述高速数码照像机均匀围绕在钢丝绳周围，上述高速数码照像机通过信号线与控制主机的信号输入端相接，各个高速数码照像机中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N为正整数，且2彡N彡5 ;A、B均为正数，且A彡15。
[0018]利用前述强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0019]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，将高速数码照像机设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2XBX (tan ZA) +V，通过N个高速数码照像机对钢丝绳进行拍摄，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将高速数码照像机拍得的数码照片与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内；
[0020]②.控制主机将各高速数码照像机拍摄的各个数码照片分别按时间依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记为匕、F2……Fn;
[0021]③.控制主机逐条扫描N条纵向钢丝绳图像FpF2......Fn，找出每条纵向钢丝绳图像匕七……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的数码照片标记为异常照片，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常照片对应的异常时刻tx，形成各个纵向钢丝绳图像匕、F2……Fn的异常时刻tx的数集；
[0022]④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0023]⑤.控制主机将各个纵向钢丝绳图像F1A2……Fn的异常时刻t ,的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻％的数集，并依照L z= (t z— t J X V，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区、I条波形图显示区和I条位置参数显示区，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像匕七……Fn中对应的数码照片、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
[0024]用高速数码照像机代替摄像头，并使高速照像机的拍照频率与钢丝的运转速度相适应，使同一高速数码照像机拍出的所有照片排起来后，不多不少恰好是一条完整的钢丝绳的影像。如此设计，图像更清晰。
[0025]本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统的另一种方案，它包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头，上述摄像头均匀围绕在钢丝绳周围，上述摄像头通过视频信号线与控制主机的视频信号输入端相接，每个摄像头横向取景宽度为钢丝绳的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A°，各个摄像头中心至钢丝绳中心的距离均为B，其中N为正整数，且2彡N彡6 ;A、B均为正数，且A彡15。
[0026]利用前述强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0027]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，通过N个摄像头对钢丝绳进行摄像，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将摄像头拍得的影像信息与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内；
[0028]②.控制主机将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，每隔时间段T选取一帧，其中T = 2XBX (tan Z A) +V，将选取的各个模拟完整展开帧图依次排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图；
[0029]③.控制主机扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集；
[0030]④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0031]⑤.控制主机将^的数集和％的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= (t z- 10) XV，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出图像显示区、波形图显示区和位置显示区，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
[0032]如此设计，先把N个环绕钢丝绳的高速数码照机同一时刻拍到照片合并一段钢丝绳圆周面展开图，然后，将所有钢丝绳圆周面展开图按拍摄先后顺序排列成一条纵向钢丝绳圆周面展开图，控制主机扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中的异常点，显示器的屏幕上只显示一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图、磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图和异常点的位置参数。如此设计，更直观，更醒目。
[0033]作为优化，控制主机将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图时，以图片各股在绳芯上缠绕形成的螺旋槽为拼接依据。即以一幅帧图为基础，对相邻帧图多次纵向错位微调，每次微调不超过螺旋槽的纵向宽度，累计纵向微调不超过螺旋槽的螺距长度，直致将相邻帧图上的螺旋槽纹路拼接达到最好状态。如此设计，可以得到更真实的钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图。
[0034]本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统的另一种方案，它包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机，上述高速数码照像机均匀围绕在钢丝绳周围，上述高速数码照像机通过视频信号线与控制主机的视频信号输入端相接，每个高速数码照像机横向取景宽度为钢丝绳的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A0，各个高速数码照像机中心至钢丝绳中心的距离均为B，其中N为正整数，且2 < N < 6 ;A、B均为正数，且A < 15。
[0035]利用前述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0036]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，将高速数码照像机设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2XBX (tan ZA) +V，通过N个高速数码照像机对钢丝绳进行摄像，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将高速数码照像机拍得的数码照片与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内；
[0037]②.控制主机将同一时间拍摄的N个数码照片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图；
[0038]③.控制主机扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集；
[0039]④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0040]⑤.控制主机将^的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= (t z- 10) XV，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出图像显示区、波形图显示区和位置显示区，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。用高速数码照像机代替摄像头，图像更清晰。
[0041]本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法具有工作量少、直观、准确、便于人工复检、有利于推广应用的优点，适用各种采矿企业。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]下面结合附图对本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法作进一步说明:
[0043]图1是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统电路线框图；
[0044]图2是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法的实施方式一中钢丝绳与摄像头的位置关系示意图。
[0045]图3是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统实施方式一的显示器显示的界面示意图(一)一一含完整纵向钢丝绳图像；
[0046]图4是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统实施方式一的显示器显示的界面示意图(二)一一含钢丝绳上异常点对应的纵向钢丝绳图像帧图；
[0047]图5是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统实施方式二的中钢丝绳与摄像头的位置关系不意图；
[0048]图6是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统实施方式三、四的部分纵向钢丝绳圆周面展开图；
[0049]图7是本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统及方法实施方式三、四的的显示器显示的界面示意图。
[0050]图3、4、7中圆形指示圈内为异常点，粗线段表示锈蚀钢丝。
[0051]图中:1为磁探伤传感器、2为控制主机、3为存贮装置、4为显示器、5为摄像头、6为钢丝绳、7为高速数码照像机、8为螺旋槽、10为图像显示区、9、为钢丝绳的钢丝、11为波形图显示区、12为位置显示区。
【具体实施方式】
[0052]实施方式一:如图1、2，本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器1、控制主机2、存贮装置3和显示器4，磁探伤传感器I包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳6从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机2的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机2的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头5，上述摄像头5均匀围绕在钢丝绳6周围，上述摄像头5通过信号线与控制主机2的信号输入端相接，各个摄像头5中心至钢丝绳6中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N = 3 ;A、B均为正数，且A彡15。
[0053]利用前述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0054]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器I对经过的钢丝绳6进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳6的移动速度V，通过N个摄像头5对钢丝绳6进行拍摄，从钢丝绳6起始端到钢丝绳6终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为、，终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机2将摄像头5拍得的影像信息与磁探伤传感器I测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置3内；
[0055]②.每个摄像头5拍摄的帧图为取一组，每组帧图中每隔时间段T选取一帧，T =2XBX (tan Z A) +V，将各组选取的各个帧图依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记SFp F2……Fn，如图3所示。
[0056]③.控制主机2逐条扫描N条纵向钢丝绳图像FpF2......FN，找出每条纵向钢丝绳图像Fp F2……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常帧图对应的异常时刻tx，形成各个纵向钢丝绳图像匕、F2……Fn的异常时刻tx的数集；
[0057]④.控制主机2扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0058]⑤.控制主机2将各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻t ,的数集和t ,的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻％的数集，并依照L z= (t z— t J X V，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区10、I条波形图显示区11和I条位置参数显示区12，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像FpF2……Fn中对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数，如图4所示。
[0059]实施方式二:本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统包括磁探伤传感器1、控制主机2、存贮装置3和显示器4，磁探伤传感器I包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳6从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机2的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机2的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机7，上述高速数码照像机7均匀围绕在钢丝绳周围，上述高速数码照像机通过信号线与控制主机2的信号输入端相接，各个高速数码照像机7中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N = 2 ;A、B均为正数，且A彡15，如图5所示，略。
[0060]利用前述强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0061]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器I对经过的钢丝绳6进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳6的移动速度V，将高速数码照像机7设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2XBX (tan Z A) + V，通过N个高速数码照像机7对钢丝绳6进行拍摄，从钢丝绳6起始端到钢丝绳6终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为、，终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将高速数码照像机7拍得的数码照片与磁探伤传感器I测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内；
[0062]②.控制主机2将各高速数码照像机7拍摄的各个数码照片分别按时间依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记为F1' F2……Fn;
[0063]③.控制主机2逐条扫描N条纵向钢丝绳图像F1'F2......Fn，找出每条纵向钢丝绳图像匕、F2……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的数码照片标记为异常照片，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常照片对应的异常时刻tx，形成各个纵向钢丝绳图像Fp F2……Fn的异常时刻t x的数集；
[0064]④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0065]⑤.控制主机将各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻t ,的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻％的数集，并依照L z= (t z— t J X V，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区、I条波形图显示区和I条位置参数显示区，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像匕七……Fn中对应的数码照片、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
[0066]与实施方式一相比，实施方式二用高速数码照像机7代替了摄像头5，同时钢丝绳在线无损探伤方法也因上述硬件变化，作适应性调整。
[0067]实施方式三:本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统包括磁探伤传感器1、控制主机2、存贮装置3和显示器4，磁探伤传感器I包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳6从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头5，上述摄像头5均匀围绕在钢丝绳6周围，上述摄像头5通过视频信号线与控制主机2的视频信号输入端相接，每个摄像头5横向取景宽度为钢丝绳6的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A°，各个摄像头5中心至钢丝绳6中心的距离均为B，其中N = 4 ;A、B均为正数，且A彡15。
[0068]利用前述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0069]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器I对经过的钢丝绳6进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，通过N个摄像头5对钢丝绳6进行摄像，从钢丝绳6起始端到钢丝绳6终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为、，终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机2将摄像头5拍得的影像信息与磁探伤传感器I测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置3内；
[0070]②.控制主机2将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，每隔时间段T选取一帧，其中T = 2XBX (tan ZA)+V，将选取的各个模拟完整展开帧图依次排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图，如图6所示。
[0071]③.控制主机2扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集；
[0072]④.控制主机2扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0073]⑤.控制主机2将^的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= (t z- 10) XV，计算出该异常时刻％在钢丝绳6上对应的异常点到钢丝绳6起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机2在显示器4屏幕上划分出图像显示区10、波形图显示区11和位置显示区12，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数，如图7所示。
[0074]控制主机2将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图时，以图片中各股在绳芯上缠绕形成的螺旋槽8为拼接依据。
[0075]实施方式四:本发明强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统包括磁探伤传感器1、控制主机2、存贮装置3和显示器4，磁探伤传感器I包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳6从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机7，上述高速数码照像机7均匀围绕在钢丝绳6周围，上述高速数码照像机7通过视频信号线与控制主机2的视频信号输入端相接，每个高速数码照像机7横向取景宽度为钢丝绳6的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A°，各个高速数码照像机7中心至钢丝绳6中心的距离均为B，其中N=5 ;A、B均为正数，且A彡15。
[0076]利用前述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤:
[0077]①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器I对经过的钢丝绳6进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，将高速数码照像机7设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2XBX (tan Z A) + V，通过N个高速数码照像机7对钢丝绳6进行摄像，从钢丝绳6起始端到钢丝绳6终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机2将高速数码照像机7拍得的数码照片与磁探伤传感器7测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置3内；
[0078]②.控制主机2将同一时间拍摄的N个数码照片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图，参见图6。
[0079]③.控制主机2扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集；
[0080]④.控制主机2扫描磁探伤传感器I检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集；
[0081]⑤.控制主机2将^的数集和t y的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= (t z- 10) XV，计算出该异常时刻％在钢丝绳6上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机2在显示器屏幕上划分出图像显示区10、波形图显示区11和位置显示区12，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数，参见图7。
[0082]控制主机2将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图时，以图片各股在绳芯上缠绕形成的螺旋槽8为拼接依据。
【权利要求】
1.一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头，上述摄像头均匀围绕在钢丝绳周围，上述摄像头通过信号线与控制主机的信号输入端相接，各个摄像头中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N为正整数，且2彡N彡5 ;A、B均为正数，且AS 15。
2.利用权利要求1所述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤: ①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，通过N个摄像头对钢丝绳进行拍摄，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将摄像头拍得的影像信息与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内； ②.每个摄像头拍摄的帧图为取一组，每组帧图中每隔时间段T选取一帧，T=2XBX (tan Z A) +V，将各组选取的各个帧图依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记为F2……Fn; ③.控制主机逐条扫描N条纵向钢丝绳图像FpF2……Fn，找出每条纵向钢丝绳图像匕、F2……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常帧图对应的异常时刻tx，形成各个纵向钢丝绳图像FpF2……?,的异常时刻tx的数集； ④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集； ⑤.控制主机将各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻t,的数集和t ,的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= αζ—%)χν，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区、I条波形图显示区和I条位置参数显示区，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像FpF2……Fn中对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
3.一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机，上述高速数码照像机均匀围绕在钢丝绳周围，上述高速数码照像机通过信号线与控制主机的信号输入端相接，各个高速数码照像机中心至钢丝绳中心的距离均为B，其纵向取景视角均为-A°?A°，其中N为正整数，且2彡N彡5 ;A、B均为正数，且A彡15。
4.利用权利要求3所述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤: ①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，将高速数码照像机设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2 X B X (tan Z A) + V，通过N个高速数码照像机对钢丝绳进行拍摄，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为、，终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将高速数码照像机拍得的数码照片与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内； ②.控制主机将各高速数码照像机拍摄的各个数码照片分别按时间依次排列，形成N条完整的纵向钢丝绳图像，分别记为Fp F2……Fn; ③.控制主机逐条扫描N条纵向钢丝绳图像FpF2……Fn，找出每条纵向钢丝绳图像匕、F2……Fn中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的数码照片标记为异常照片，记录并统计该纵向钢丝绳图像中异常照片对应的异常时刻&，形成各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻％的数集； ④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集； ⑤.控制主机将各个纵向钢丝绳图像FpF2……Fn的异常时刻t,的数集和t ,的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= αζ—%)χν，计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出N条图像显示区、I条波形图显示区和I条位置参数显示区，分别用于顺序显示与各个异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点在N条纵向钢丝绳图像FpF2……Fn中对应的数码照片、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
5.一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个摄像头，上述摄像头均匀围绕在钢丝绳周围，上述摄像头通过视频信号线与控制主机的视频信号输入端相接，每个摄像头横向取景宽度为钢丝绳的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A°，各个摄像头中心至钢丝绳中心的距离均为B，其中N为正整数，且2彡N彡5 ;A、B均为正数，且A彡15。
6.利用权利要求5所述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤: ①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，通过N个摄像头对钢丝绳进行摄像，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为V终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将摄像头拍得的影像信息与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内； ②.控制主机将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，每隔时间段T选取一帧，其中T = 2XBX (tan ZA) +V，将选取的各个模拟完整展开帧图依次排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图； ③.控制主机扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集； ④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集； ⑤.控制主机将^的数集和ty的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻t z的数集，并依照Lz= (t z- t0)XV,计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出图像显示区、波形图显示区和位置显示区，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
7.根据权利要求6所述的钢丝绳在线无损探伤的方法，其特征在于:控制主机将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图时，以图片各股在绳芯上缠绕形成的螺旋槽为拼接依据。
8.一种强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，包括磁探伤传感器、控制主机、存贮装置和显示器，磁探伤传感器包括壳体、强磁铁、磁敏感元件、A/D转换电路和钢丝绳测速装置，壳体上设有通孔或沟槽，强磁铁和磁敏感元件设置在通孔或沟槽内壁上，钢丝绳从通孔或沟槽中通过，磁敏感元件通过A/D转换电路与控制主机的磁感应信号输入端相接，钢丝绳测速装置的速度信号输出端与控制主机的钢丝绳速度信号输入端相接，其特征在于:其还包括N个高速数码照像机，上述高速数码照像机均匀围绕在钢丝绳周围，上述高速数码照像机通过视频信号线与控制主机的视频信号输入端相接，每个高速数码照像机横向取景宽度为钢丝绳的N分之一圆周，且左右对称，纵向取景视角为-A°?A°，各个高速数码照像机中心至钢丝绳中心的距离均为B，其中N为正整数，且2 < NS 5 ;A、B均为正数，且A ^ 15。
9.利用权利要求8所述的强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统进行钢丝绳在线无损探伤的方法，包括下述步骤: ①.启动本强磁-图像联合钢丝绳在线无损探伤系统，通过磁探伤传感器对经过的钢丝绳进行在线无损探伤，同时通过钢丝绳测速装置检测钢丝绳的移动速度V，将高速数码照像机设置为自动拍摄，拍摄间隔时为T = 2 X B X (tan Z A) + V，通过N个高速数码照像机对钢丝绳进行摄像，从钢丝绳起始端到钢丝绳终止端，进行拍摄、检测，并记录拍摄/检测时刻t，起始端对应的拍摄/检测时刻为、，终止端对应的拍摄/检测时刻为ty，控制主机将高速数码照像机拍得的数码照片与磁探伤传感器测得的磁感应信号同步存贮到存贮装置内； ②.控制主机将同一时间拍摄的N个数码照片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图，将各个模拟完整展开帧图按拍摄时间顺序排列，形成一条完整的纵向钢丝绳圆周面展开图； ③.控制主机扫描纵向钢丝绳圆周面展开图，找出其中钢丝纹路出现断裂、松脱、扭曲及其他突变的帧图标记为异常帧图，记录并统计该异常帧图对应的异常时刻tx，形成异常时刻tx的数集； ④.控制主机扫描磁探伤传感器检测出的磁感应信号波形图，找出异常的波形图段和波形图段对应的异常时刻ty，记录并予统计异常时刻ty，形成异常时刻ty的数集； ⑤.控制主机将^的数集和ty的数集进行合并，统一为与异常点一一对应异常时刻tz的数集，并依照Lz= (t z- t0)XV,计算出该异常时刻tz在钢丝绳上对应的异常点到钢丝绳起始端的距离Lz，作为异常点的位置参数，控制主机在显示器屏幕上划分出图像显示区、波形图显示区和位置显示区，分别用于顺序显示与各个异常点在纵向钢丝绳圆周面展开图上对应的帧图、在磁感应信号波形图上对应的异常波形图段及该异常点对应的位置参数。
10.根据权利要求9所述的钢丝绳在线无损探伤的方法，其特征在于:控制主机将同一时间拍摄的N个帧图片按顺序依次拼接成一帧钢丝绳圆周面的模拟完整展开帧图时，以图片各股在绳芯上缠绕形成的螺旋槽为拼接依据。
【文档编号】H04N7/18GK104515777SQ201510017644
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月14日 优先权日:2015年1月14日
【发明者】朱述川, 孟怀, 陈电星, 时会, 苏印杭, 赵慧杰, 王力, 田素海, 陈端庭, 吴建曲, 戴葆青 申请人:兖州煤业股份有限公司, 济宁康华机电科技有限公司