专利名称：一种用于钢丝绳断丝在线检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢丝绳断丝检测装置，特别是一种采用电磁式钢丝绳断丝在线检测装置的技术方案。
背景技术：
钢丝绳作为物料搬运设备中的关键部件广泛应用于工矿和交通，尤其是矿山提升、舰船码头及旅游索道等各个行业。然而在长时间使用过程中往往会出现腐蚀和断丝等缺陷，如不及时发现，将会带来严重的后果。因此，准确检测钢丝绳损伤状况具有十分重要的现实意义。现有钢丝绳断丝仍多由人工目测来检测，目测在线检测钢丝绳断丝在许多工况是无法实现的，需要将钢丝绳全部更换下来再进行人工检查，这样会造成两种情况一是有的钢丝绳尽管未到更换期，但损伤已严重，急需更换却得不到更换，从而引发各种事故，无法完全消除安全隐患；二是根据钢丝绳的满负荷安全运行时间，设定钢丝绳的定时更换期，保证更换期内钢丝绳的安全可靠性，此时更换的钢丝绳还能继续使用，就会造成很大浪费。依据铁磁材料高导磁性进行钢丝绳断丝检测是普遍使用的检测装置，如 CN2015034134的一种“钢丝绳磁探伤仪的传感器”；公开号为CN101839891A的一种“钢丝绳的探伤装置”；公开号为CN101109729 A的一种“钢丝绳断绳定量探伤仪”等等，采用漏磁检测装置检测钢丝绳的断丝，主要有感应线圈，霍尔元件和磁阻传感器构成。使用该检测装置检测时检测不到钢丝绳内部的断丝，主要原因是内部断丝产生的漏磁被外部的钢丝短路掉了，漏磁信号很弱甚至不会向外发散任何漏磁信号，漏磁装置检测不到钢丝绳的内部断丝情况。
发明内容
针对上述现有钢丝绳检测装置利用漏磁检测时的不足，本发明提供一种磁感应钢丝绳断丝在线检测装置。为了实现上述目的，本发明所采取的措施是一种磁感应钢丝绳断丝在线检测装置，该装置包括高频交流电源和磁惰性中空管，断丝信号感应单元、信号预处理单元，数据处理与传送单元以及断丝位置定位检测单元；其特征是一磁惰性中空管长度方向对应部分形成两个方向相反大小相等的对应交变磁场，使中部形成一零磁场，并构成感应磁场，感应磁场的对应方向的交变磁场是由一高频交流电源产生。在上述的技术方案中，所述磁惰性中空管是铜管或铝管；所述交变磁场是由第一感应线圈和第二感应线圈构成的两个相对应的方向相反大小相等的交变磁场；所述在两个相对应的交变磁场中间的零磁场上设置有一第三感应线圈；所述第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈由直径相同的漆包铜线缠绕的三组线圈；所述磁惰性管子上相对应的第一感应线圈和第二感应线圈的匝数相等；所述第一感应线圈和第二感应线圈反向串联构成闭合回路，回路中间并接一个高频交流电源；所述感应电动势的大小与钢丝绳断丝的多少成正比；所述第三感应线圈感应的断丝信号输入预处理单元；所述在磁惰性中空管的一端设置有光电编码器和同轴滚轮；所述由支架把光电编码器固定在磁惰性中空管的一端，支架上还连接有弹簧装置。本发明一种磁感应钢丝绳断丝在线检测装置，与现有技术相比，其所具有的特点是该装置不仅能够检测钢丝绳外部的断丝，还能够准确地检测出钢丝绳的内部断丝，断丝检测的灵敏度高，为钢丝绳的安全使用提供准确可靠的评判依据，是现有钢丝绳在线检测的一种结构简单，使用方便，检测精准，安全可靠的断丝在线检测装置。
图1是本发明钢丝绳断丝在线检测装置结构示意图。图2是本发明信号预处理电路框图。图3是本发明数据处理与传送电路框图。图4是本发明程序流程图。图中1 第一感应线圈；2 第二感应线圈；3 第三感应线圈；4 高频交流电源；5 磁惰性中空管；6 滚轮；7 转轴；8 光电编码器；9 弹簧；10 支架；11 钢丝绳。
具体实施例方式结合附图对本发明的具体实施方式
做出进一步的详细说明，使本专业的技术人员能够按照本具体实施方式
实际做出一种磁感应钢丝绳断丝在线检测装置，其具体实施方式
如下
图1所示，对于本发明断丝信号感应单元，在实际实施中，要将该单元即带有三个线圈绕组的惰性管子套在待测的钢丝绳11上，固定好。断丝信号感应单元的详细制作过程在一长度为L直径为D的磁惰性(如铜或铝等材料)管子5上用直径为d的漆包铜线绕三组线圈，管子5两端的第一感应线圈1和第二感应线圈2的匝数相等，均为m匝，且二者反向串联成闭合回路，在其中间加一电压为U频率为F的高频交流电源4 ；管子5中间的是第三感应线圈3，它的匝数为N2匝。第三感应线圈3用来感应检测钢丝绳11断丝信号，在钢丝绳11未断丝时其输出信号为零；当有钢丝绳11断丝的位置通过螺线管时，其输出信号不为零，第三感应线圈3就会产生相应的感应电动势，感应电动势的大小与钢丝绳11断丝的多少成正比，表征此时的断丝情况。这个弱感应电压信号进入信号预处理单元，经过放大、整流、滤波、调理和变送后，预处理单元将第三感应线圈3的微弱信号变成单片机能够处理的电压信号，通过A/D端口的采集，最后感应的断丝信号被送入到MSP430单片机中。断丝位置定位检测单元包括光电编码器8和同轴滚轮，光电编码器8的转轴7上固定连接着一个直径为D同轴滚轮6。由支架10将光电编码器8固定在磁惰性中空管5的一端，支架上还连接有一弹簧9的装置，弹簧9的装置保证当钢丝绳11运动时，滚轮6能有效贴合在钢丝绳11表面。当钢丝绳11运动的时候，会驱动滚轮6随之旋转，从而带动光电编码器8也旋转并发出序列脉冲。发出的脉冲信号经处理后进入MSP430单片机，产生单片机可接受的中断脉冲信号。软件程序通过计算从检测起始到发生断丝位置处产生的总脉冲数，由公式S = χ α可以实现断丝精确定位，公式中S就为断丝发生处与始测点之间的距离，为测得的脉冲数，a为每个脉
权利要求
1.一种用于钢丝绳断丝在线检测装置，其含有高频交流电源和磁惰性中空管，断丝信号感应单元、信号预处理单元，数据处理与传送单元、断丝位置定位检测单元，其特征是一磁惰性中空管(5)长度方向对应部分形成两个方向相反大小相等的对应交变磁场， 使中部形成一零磁场，并构成感应磁场，感应磁场的对应方向的交变磁场是由一高频交流电源产生。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于一磁惰性中空管(5)是铜管或铝管。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于交变磁场是由第一感应线圈(1)和第二感应线圈(2)构成的两个相对应的方向相反大小相等的交变磁场。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于感应磁场是由交变磁场间的零磁场设置一第三感应线圈(3)形成。
5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于第一感应线圈(1)、第二感应线圈(2)和第三感应线圈(3 )是由直径相等的漆包铜线缠绕的三组线圈。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于磁惰性管子(5)上相对应的第一感应线圈(1) 和第二感应线圈(2)的匝数相等。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于第一感应线圈(1)和第二感应线圈(2)反向串联构成闭合回路，回路中间并接一个高频交流电源。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于感应磁场形成感应电动势的大小与钢丝绳断丝的多少成正比。
9.如权利要求4所述的装置，其特征是第三感应线圈(3)感应的断丝信号输入预处理单元。
10.如权利要求1所述的装置，其特征是在磁惰性中空管(5)的一端设置有光电编码器 (8)和同轴滚轮(6)。
11.如权利要求1所述的装置，其特征是由支架(10)将光电编码器(8)固定在磁惰性中空管(5 )的一端，支架(10 )设置有弹簧(9 )装置。
全文摘要
一种用于钢丝绳断丝在线检测装置是一磁惰性中空管长度方向对应部分形成方向相反大小相等的对应交变磁场，使中部形成一零磁场，并构成感应磁场，感应磁场的对应方向的交变磁场是由一高频交流电源产生。本发明装置不仅能够检测钢丝绳外部的断丝，还能够准确地检测出钢丝绳的内部断丝，其结构简单，使用方便，检测精准，灵敏度高。
文档编号G01N27/82GK102200528SQ201110083308
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者吕青, 周义仁, 张妍, 韩晓霞 申请人:太原理工大学