钢丝绳断丝检测系统的制作方法

本发明涉及钢丝绳缺陷检测，具体的，涉及钢丝绳断丝检测系统。

背景技术：

1、钢丝绳是由许多钢丝拧制成绳股，再由若干绳股围绕绳芯捻制成绳。由于其结构的特殊性决定了它具有许多优点：弯曲性能好、强度高、弹性好、承受冲击能力强、自重轻、工作平稳。因此，钢丝绳广泛应用于矿山、交通运输、港口等国民经济各主要行业，已成为很多生产过程和作业环境中不可缺少的重要设备。尤其在港口提升机构作业中，钢丝绳更是发挥着关键作用，其能否安全可靠的发挥性能，对整个提升系统能否正常工作起着决定性的作用。由于港口的工作环境比较复杂，使其在使用中易于出现磨损、锈蚀、疲劳、断丝等损伤，导致其强度下降，造成安全隐患，运行中的钢丝绳一旦断裂，会造成非常严重的人员伤亡和经济损失。

2、因此，定期对钢丝绳进行检测尤为重要，目前检测钢丝绳缺陷最常用的方法是漏磁检测法，其原理为：将永久磁铁作为励磁元件，通过永久磁铁产生磁场沿钢丝绳轴向磁化钢丝绳，一旦钢丝绳存在缺陷，当其通过这一磁化场时，则会在钢丝绳表面产生漏磁场，通过磁敏元件检测出这一漏磁变化量，进而判断钢丝绳的缺陷。但永久磁铁的场强低，磁场均匀性较差，且磁场不可控制，导致对钢丝绳的缺陷检测精度差。

技术实现思路

1、本发明提出钢丝绳断丝检测系统，解决了相关技术中钢丝绳缺陷检测精度差的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、钢丝绳断丝检测系统，包括磁场激励电路、漏磁检测电路和主控单元，所述磁场激励电路用于产生磁场，所述漏磁检测电路连接所述主控单元，所述磁场激励电路包括电容c2、开关管q3、开关管q2、电阻r1、电容c1、励磁线圈l1、开关管q1、开关管q4和电阻r3，

4、所述电容c1的第一端连接信号发生电路，所述电容c2的第二端连接所述开关管q2的控制端，所述电容c2的第二端连接所述开关管q1的控制端，开关管q2的控制端连接所述开关管q3的第一端，所述开关管q2的第一端通过所述电阻r1连接5v电源，所述开关管q2的第一端连接所述开关管q3的控制端，所述开关管q3的第二端连接5v电源，所述开关管q2的第二端连接所述电容c1的第一端，所述电容c1的第二端通过所述励磁线圈l1接地，

5、所述开关管q1的第一端连接所述电容c1的第一端，所述开关管q1的第二端通过所述电阻r3连接-5v电源，所述开关管q1的第二端连接所述开关管q4的控制端，所述开关管q4的第一端连接所述开关管q1的控制端，所述开关管q4的第二端连接-5v电源。

6、进一步，本发明中所述磁场激励电路还包括二极管d1和二极管d2，所述二极管d1的阴极连接所述电容c2的第二端，所述二极管d1的阳极连接所述开关管q2的控制端，所述二极管d2的阳极连接所述电容c2的第二端，所述二极管d2的阴极连接所述开关管q1的控制端。

7、进一步，本发明中所述信号发生电路包括电阻r7、变阻器rp1、电容c3、定时器u3和触发器u4，所述电阻r7的第一端连接5v电源，所述电阻r7的第二端连接所述变阻器rp1的第一端，所述变阻器rp1的第二端通过所述电容c3接地，所述定时器u3的放电端连接所述电阻r7的第二端，所述定时器u3的高触发端连接所述变阻器rp1的滑动端，所述定时器u3的低触发端连接所述触发器u3的高触发端，所述定时器u3的输出端连接触发器u4的输入端，所述触发器u4的时钟端连接5v电源，所述触发器u4的输出端连接所述电容c2的第一端。

8、进一步，本发明中所述漏磁检测电路包括磁传感器u1、电阻r8、电阻r9、热敏电阻rv1、运放u5和电阻r10，所述磁传感器u1的第一端连接5v电源，所述磁传感器u1的第二端通过所述电阻r8连接所述运放u5的同相输入端，所述磁传感器u1的第三端接地，所述电阻r9的第一端连接5v电源，所述电阻r9的第二端通过所述热敏电阻rv1接地，所述运放u5的反相输入端连接所述电阻r9的第二端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

9、进一步，本发明中所述运放u5的输出端和所述主控单元的第一输入端之间设有滤波电路，所述滤波电路包括电阻r11、电容c9、电阻r12、电阻r13、电容c10和运放u6，所述电阻r11的第一端连接所述运放u5的输出端，所述电阻r11的第二端通过所述电容c9接地，所述电阻r11的第二端通过所述电阻r12连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的同相输入端接地，所述运放u6的输出端通过所述电阻r13连接所述电阻r11第二端，所述运放u6的输出端通过所述电容c10连接所述运放u6的反相输入端。

10、进一步，本发明中还包括报警电路，所述报警电路包括光耦u2、电阻r5、开关管q5、报警器bl1和电阻r14，所述光耦u2的第一输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述光耦u2的第二输入端接地，所述光耦u2的第一输入端连接5v电源，所述光耦u2的第二输出端通过所述电阻r5连接所述开关管q5的控制端，所述开关管q5的第一端连接所述报警器bl1的第一端，所述报警器bl1的第二端通过所述电阻r14连接5v电源，所述开关管q5的第二端接地。

11、本发明的工作原理及有益效果为：

12、本发明中，磁场激励电路用于产生均匀磁场磁化被测钢丝绳，当被测钢丝绳存在断丝等缺陷时将产生漏磁信号，漏磁检测电路用于检测漏磁信号，并将该漏磁信号转为电信号送至主控单元。

13、磁场激励电路的工作原理为：工作时，信号发生电路输出方波信号加至电容c2的第一端，当方波信号为低电平时，开关管q2导通，开关管q1截止，这时5v电源激光电阻r1和开关管q2后加至电容c1，这时电容c1开始充电，同时励磁线圈l1产生磁场；当方波信号为高电平时，开关管q2截止，开关管q1导通，这时电容c1通过开关管q1放电，同时励磁线圈l1产生磁场消失。当方波信号再次变为高电平时，励磁线圈l1再次产生磁场，依此形成循环。开关管q3和开关管q4分别构成恒流电路，以开关管q4为例，当流过开关管q1的电流变大时，电阻r3上的电压变大，则开关管q4的控制端电流变大，流过开关管q4第一端的电流变大，开关管q1的控制端电流减小，从而减小流过开关管q1的电流。当流过开关管q1的电流变小时，电阻r3上的电压减小，则开关管q4的控制端电流变小，流过开关管q4第一端的电流变小，开关管q1的控制端电流变大，从而提高流过开关管q1的电流。因此，本发明能够保证流过励磁线圈l1的电流稳定不变，从而使励磁线圈l1所产生的磁场强度稳定不变，励磁线圈l1所产生的磁场更加均匀，这样漏磁检测电路才能更加精准检测到钢丝绳存在的缺陷。

14、本发明中，由于流过励磁线圈l1的电流恒定不变，因此，励磁线圈l1产生磁场强度稳定不变，磁场均匀性好，提高了钢丝绳缺陷的检测精度。

技术特征：

1.钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，包括磁场激励电路、漏磁检测电路和主控单元，所述磁场激励电路用于产生磁场，所述漏磁检测电路连接所述主控单元，所述磁场激励电路包括电容c2、开关管q3、开关管q2、电阻r1、电容c1、励磁线圈l1、开关管q1、开关管q4和电阻r3，

2.根据权利要求1所述的钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，所述磁场激励电路还包括二极管d1和二极管d2，所述二极管d1的阴极连接所述电容c2的第二端，所述二极管d1的阳极连接所述开关管q2的控制端，所述二极管d2的阳极连接所述电容c2的第二端，所述二极管d2的阴极连接所述开关管q1的控制端。

3.根据权利要求1所述的钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，所述信号发生电路包括电阻r7、变阻器rp1、电容c3、定时器u3和触发器u4，所述电阻r7的第一端连接5v电源，所述电阻r7的第二端连接所述变阻器rp1的第一端，所述变阻器rp1的第二端通过所述电容c3接地，所述定时器u3的放电端连接所述电阻r7的第二端，所述定时器u3的高触发端连接所述变阻器rp1的滑动端，所述定时器u3的低触发端连接所述触发器u3的高触发端，所述定时器u3的输出端连接触发器u4的输入端，所述触发器u4的时钟端连接5v电源，所述触发器u4的输出端连接所述电容c2的第一端。

4.根据权利要求1所述的钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，所述漏磁检测电路包括磁传感器u1、电阻r8、电阻r9、热敏电阻rv1、运放u5和电阻r10，所述磁传感器u1的第一端连接5v电源，所述磁传感器u1的第二端通过所述电阻r8连接所述运放u5的同相输入端，所述磁传感器u1的第三端接地，所述电阻r9的第一端连接5v电源，所述电阻r9的第二端通过所述热敏电阻rv1接地，所述运放u5的反相输入端连接所述电阻r9的第二端，所述运放u5的输出端通过所述电阻r10连接所述运放u5的反相输入端，所述运放u5的输出端连接所述主控单元的第一输入端。

5.根据权利要求4所述的钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，所述运放u5的输出端和所述主控单元的第一输入端之间设有滤波电路，所述滤波电路包括电阻r11、电容c9、电阻r12、电阻r13、电容c10和运放u6，所述电阻r11的第一端连接所述运放u5的输出端，所述电阻r11的第二端通过所述电容c9接地，所述电阻r11的第二端通过所述电阻r12连接所述运放u6的反相输入端，所述运放u6的同相输入端接地，所述运放u6的输出端通过所述电阻r13连接所述电阻r11第二端，所述运放u6的输出端通过所述电容c10连接所述运放u6的反相输入端。

6.根据权利要求1所述的钢丝绳断丝检测系统，其特征在于，还包括报警电路，所述报警电路包括光耦u2、电阻r5、开关管q5、报警器bl1和电阻r14，所述光耦u2的第一输入端连接所述主控单元的第一输出端，所述光耦u2的第二输入端接地，所述光耦u2的第一输入端连接5v电源，所述光耦u2的第二输出端通过所述电阻r5连接所述开关管q5的控制端，所述开关管q5的第一端连接所述报警器bl1的第一端，所述报警器bl1的第二端通过所述电阻r14连接5v电源，所述开关管q5的第二端接地。

技术总结
本发明涉及钢丝绳缺陷检测技术领域，提出了钢丝绳断丝检测系统，磁场激励电路，磁场激励电路包括电容C2、开关管Q2、电阻R1、电容C1、励磁线圈L1、开关管Q1和电阻R3，电容C1的第一端连接信号发生电路，电容C2的第二端连接开关管Q2的控制端，电容C2的第二端连接开关管Q1的控制端，开关管Q2的第一端通过电阻R1连接5V电源，开关管Q2的第二端连接电容C1的第一端，电容C1的第二端通过励磁线圈L1接地，开关管Q1的第一端连接电容C1的第一端，开关管Q1的第二端通过电阻R3连接‑5V电源。通过上述技术方案，解决了相关技术中钢丝绳缺陷检测精度差的问题。

技术研发人员：董锦昭,姚斌,李国光,李奔,高志军,王海波,李长军,袁野,王艺硕
受保护的技术使用者：曹妃甸港集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5