專利名稱：智能虛擬鋼絲繩探傷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能定量檢測鋼絲繩內(nèi)外部斷絲、斷面損失率的無損智能在線檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外各種類型的鋼絲繩探傷儀很多，但都有共同毛病都只能定性探測鋼絲繩斷絲，不能準(zhǔn)確定量。對小斷口斷絲，特別是危險(xiǎn)的小斷口＜0.5毫米的疲勞斷絲，鋼繩接頭滑動(dòng)根本不能探測。用測距輪測距，累計(jì)誤差大，分辨率低，測距輪打滑誤差更大。(柏林索道長達(dá)19.5公里的鋼絲繩，累計(jì)誤差達(dá)800米)不能在鋼絲繩上準(zhǔn)確定位，維修不便。主磁通檢測法LMA斷面檢測因采樣分辨率低，上述探傷儀多用記錄儀畫曲線，分辨率更低，就是目前國內(nèi)外最好虛擬探傷LMA定量分析能力缺陷寬度≥50mm，銹蝕、磨損截面積損失量≥1％，LMA缺陷檢出能力缺陷寬度≥10mm，不能準(zhǔn)確對斷口＜0.5毫米的疲勞斷絲定量。操作，調(diào)試、分析，查詢不便，采樣頻率低，常漏采樣。無智能，容易錯(cuò)誤判斷。固定抱索器吊椅(箱)索道，因鋼繩上有固定抱索器探頭通不過，探傷必須拆抱索器，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，通常年檢修時(shí)才檢查嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。
目前探傷儀可靠性差，價(jià)格高。進(jìn)口價(jià)格更高，(比國產(chǎn)的高數(shù)倍，每臺幾萬到十多萬美元)造成使用單位買不起，買了探傷儀不好用，還大多采用落后的人工檢查。斷繩事故時(shí)有發(fā)生。為了安全，本來還能用的鋼繩也只得提前報(bào)廢，造成巨大的浪費(fèi)。針對上述問題我1995年研制發(fā)明專利號ZL95100764.5微機(jī)智能鋼絲繩探傷儀。實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩銹蝕，磨損，斷面損失率，斷絲、接頭滑動(dòng)檢測的一體化在線檢測。但I(xiàn)SA總線工控機(jī)、DOS操作系統(tǒng)技術(shù)落后了，軟硬件不能滿足高速鋼絲繩探傷需要。本發(fā)明采用新計(jì)算機(jī)技術(shù)、測控技術(shù)、新接口技術(shù)，采用虛擬儀器技術(shù)平臺對原微機(jī)智能鋼絲繩探傷儀系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)造性的改進(jìn)，發(fā)明了本智能虛擬鋼絲繩探傷儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明原理是采用電磁原理檢測鋼絲繩的缺陷。主磁通測定法定量檢測鋼絲繩的金屬橫截面損失率(LMA檢測法)，漏磁場測定法(FL檢測法)，檢查局部損傷。用高強(qiáng)稀釷永磁鐵為磁源，高靈敏橋接線圈作探頭，采用虛擬儀器技術(shù)平臺，鋼絲繩損傷信號經(jīng)智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、程控放大、智能計(jì)算、分析、動(dòng)態(tài)比較、判斷處理。發(fā)現(xiàn)斷絲、斷面損失率有超限數(shù)據(jù)即報(bào)警，輸出開關(guān)量信號，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)噴漆裝置在鋼絲繩上直接打標(biāo)記。本發(fā)明采取高頻采樣，動(dòng)態(tài)比較，運(yùn)算，可準(zhǔn)確檢查鋼絲繩內(nèi)、外部斷絲數(shù)量(特別是危險(xiǎn)的疲勞造成斷口小于0.5毫米斷絲)及其所在位置，鋼繩接頭滑動(dòng)位置；還可定量地檢測鋼絲繩由于內(nèi)，外部銹蝕、磨損等造成金屬斷面積損失率；按用戶設(shè)定的條件在鋼絲繩上打出標(biāo)記。實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩銹蝕，磨損，斷面損失率，斷絲，損傷，接頭滑動(dòng)檢測的一體化在線檢測。該儀器具有易掌握使用，便于學(xué)習(xí)提高。還有管理，分析等智能。利用探測所有探頭能通過的鋼管，元鋼鋼材等；配附圖2所示的U型專用探頭還可用于固定吊椅(箱)索道的鋼絲繩在線探傷(不拆抱索器)。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
本發(fā)明由高強(qiáng)稀釷永磁探頭，智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器，信號電纜和智能虛擬鋼絲繩探傷儀主機(jī)及配套智能虛擬探傷軟件構(gòu)成。
智能虛擬鋼絲繩探傷儀原理圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖附

圖1
附圖1中1.被測鋼絲繩，2.高強(qiáng)稀釷永磁探頭，3.智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器，4.智能虛擬鋼絲繩探傷儀主機(jī)及配套智能虛擬鋼絲繩探傷軟件，5.自動(dòng)噴漆裝置，6.打印機(jī)，7.嵌入式鋼絲繩安全檢測系統(tǒng)。
高強(qiáng)稀釷永磁探頭2檢測到鋼絲繩1的斷絲、斷面、距離等信號，經(jīng)智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器3，及安在智能虛擬鋼絲繩探傷儀主機(jī)4內(nèi)的配套智能虛擬鋼絲繩探傷軟、硬件，高精數(shù)據(jù)采集放大處理，模數(shù)轉(zhuǎn)換，智能運(yùn)算，分析，動(dòng)態(tài)比較，判斷，模擬顯示，貯存。發(fā)現(xiàn)有超限數(shù)據(jù)，輸出開關(guān)量信號驅(qū)動(dòng)自動(dòng)噴漆裝置5，在鋼絲繩上直接打標(biāo)記。軟件自動(dòng)生成探傷報(bào)告，可由打印機(jī)6打印。
對專用用戶專用鋼絲繩經(jīng)調(diào)試標(biāo)定壓縮后，鋼絲繩探傷檢測信號經(jīng)智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器3壓縮輸入到嵌入式鋼絲繩安全檢測系統(tǒng)7，對鋼絲繩進(jìn)行在線安全監(jiān)測。該系統(tǒng)環(huán)境WINCE。智能虛擬鋼絲繩探傷儀主機(jī)4作為嵌入式鋼絲繩安全檢測系統(tǒng)7的上位機(jī)，數(shù)據(jù)經(jīng)無線、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。
U型專用探頭 附圖2是U型專用探頭。附圖2中1.架空索道固定抱索器，2.鋼絲繩，3.高強(qiáng)稀釷永磁探頭耐磨襯墊。4.高靈敏線圈采用同心抗干繞特殊方法繞制，橋式接法提高靈敏度，線圈用環(huán)氧樹脂澆鑄絕緣防水以便在淋水場合使用。5.U型高強(qiáng)稀釷永磁鐵，內(nèi)孔耐磨襯墊3磨損后可更換。調(diào)節(jié)探頭U型開口與鋼絲繩2距離間隙以利通過固定在鋼繩2上的固定抱索器1，這樣智能虛擬鋼絲繩探傷儀可在固定抱索器客運(yùn)索道(煤礦猴兒車)正常運(yùn)行時(shí)不折抱索器就能在線檢測鋼絲繩，以利安全。因U型專用探頭結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)探頭不同，標(biāo)定要專門現(xiàn)場動(dòng)態(tài)標(biāo)定。
智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器 附圖3中1.檢測鋼絲繩斷絲斷面信號輸入，2.一級程控放大，3.二級程控放大，4.有源低通濾波，5.DC/DC電源，6.單片機(jī)，7.射極跟隨器，8.基準(zhǔn)電壓調(diào)整，9.RS232電平轉(zhuǎn)換，10.智能虛擬鋼絲繩探傷儀。
高強(qiáng)稀釷永磁探頭檢測到的鋼絲繩的斷絲、斷面等信號經(jīng)智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器信號輸入接口1輸入，經(jīng)5DC/DC電源供電，4有源低通濾波，模數(shù)轉(zhuǎn)換及2、3一二級程控放大送單片機(jī)6運(yùn)算分析處理。并送智能虛擬鋼絲繩探傷儀處理，發(fā)現(xiàn)有超限數(shù)據(jù)，輸出開關(guān)量信號。驅(qū)動(dòng)自動(dòng)噴漆裝置5在鋼絲繩上直接打標(biāo)記。
本發(fā)明軟件操作系統(tǒng)環(huán)境WIN98，WIN2000，XP，虛擬儀器技術(shù)平臺。
本專利軟件采用圖形化，結(jié)構(gòu)化，模塊化設(shè)計(jì)，介面友好。人機(jī)對話，操作簡單，有操作提示，錯(cuò)誤告警及容錯(cuò)功能，還可按可修改的設(shè)置條件報(bào)警、在鋼繩上打標(biāo)記，便于檢修。探傷資料能綜合查詢、模擬顯示、智能分析、檢測數(shù)據(jù)波形曲線比較分析研究、壓縮貯存。
智能虛擬鋼絲繩探傷儀采集與分析系統(tǒng)主介面簡介如下智能虛擬鋼絲繩探傷采集與分析系統(tǒng)主介面見附圖4操作時(shí)只需將顯示器上光標(biāo)移到需要表中功能位置回車即可執(zhí)行此功能。
智能虛擬鋼絲繩探傷分析系統(tǒng)介面見附圖5智能虛擬鋼絲繩探傷分析系統(tǒng)介面。
單擊主介面附圖4的“工具”下的“分析回放”菜單進(jìn)入智能虛擬鋼絲繩探傷分析系統(tǒng)介面窗口見附圖5。單擊“載入探傷數(shù)據(jù)”按鈕載入探傷數(shù)據(jù)。探傷時(shí)的各種信息和參數(shù)將顯示在“測試信息”欄?；胤盘絺麛?shù)據(jù)必須使“回放曲線設(shè)置”欄的“斷絲”或“斷面”有效。限制回放波形范圍，可設(shè)置“回放限制設(shè)置”欄的上限電壓和下限電壓。分析探傷數(shù)據(jù)可單擊“斷絲分析”或“斷面分析”按鈕?；胤挪ㄐ慰赏ㄟ^“播放”按鈕或拖動(dòng)回放進(jìn)度條?？s放波形可通過“縮放”欄的兩個(gè)按鈕來完成。查看斷絲分析結(jié)果可使“斷絲分析表”有效。
智能虛擬鋼絲繩探傷標(biāo)定介面 見附圖6.
標(biāo)定窗口主要完成探傷參數(shù)的標(biāo)定。具體操作單擊主介面附圖4的“工具”下的‘標(biāo)定’菜單進(jìn)入智能虛擬鋼絲繩探傷標(biāo)定系統(tǒng)介面，按菜單提示操作1調(diào)整好基準(zhǔn)。2設(shè)置好采樣頻率、標(biāo)定類型(斷絲、斷面、距離)、增益等。3單擊“開始采樣”按鈕，開始采樣標(biāo)定數(shù)據(jù)。4單擊“停止采樣”按鈕，停止標(biāo)定采樣。5根據(jù)波形生成斷絲表。6單擊“保存標(biāo)定參數(shù)”按鈕保存參數(shù)。
標(biāo)定是檢測過程中的關(guān)鍵步驟，其目的是為了準(zhǔn)確地測試讀取鋼絲繩金屬斷面損失占鋼絲繩總金屬斷面的百分?jǐn)?shù)值，以及斷絲損傷情況定量標(biāo)定。標(biāo)定分為距離，斷面損失率(以下簡稱斷面)和局部損傷(以下簡稱斷絲)，使用者按操作主菜單提示，人機(jī)對話，分別進(jìn)行標(biāo)定。本發(fā)明軟件能在使用積累知識，自己會學(xué)習(xí)提高的智能，智能虛擬鋼絲繩探傷儀出廠時(shí)安裝調(diào)試按用戶的鋼繩型號、運(yùn)行速度標(biāo)定，一般用戶不需標(biāo)定。鋼繩運(yùn)行狀態(tài)改變可用軟件標(biāo)定。只需輸入合符運(yùn)行狀態(tài)(相同的鋼絲繩型號和運(yùn)行速度的)標(biāo)定文件名即可。標(biāo)定過數(shù)據(jù)均存入數(shù)據(jù)文件，探傷標(biāo)定校正越多，智能虛擬鋼絲繩探傷儀越準(zhǔn)確，使用越方便。本發(fā)明還可不標(biāo)定，直接將鋼絲繩所有斷面損失、斷絲、距離信息全部采集波形圖，事后分析處理。
權(quán)利要求
1，本發(fā)明用高強(qiáng)稀釷永磁及采用同心抗干繞特殊方法繞制，橋式接法提高靈敏度的高靈敏線圈式傳感器，智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器，采用虛擬儀器技術(shù)平臺與本專利配套的智能虛擬鋼絲繩探傷軟件，人機(jī)對話，定量探測鋼絲繩斷絲數(shù)量(精度1絲)、斷面損失率，有超限報(bào)警自動(dòng)在鋼絲繩上噴標(biāo)記，無累計(jì)誤差的智能虛擬鋼絲繩探傷儀。
2，權(quán)利要求1所涉及U型專用探頭。能通過架空索道固定抱索器專用探頭。不用拆卸抱索器就可以在線檢測鋼絲繩。
3，權(quán)利要求1所涉的智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器集數(shù)據(jù)采集、濾波、程控放大、輸入、輸出智能處理功能的智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器。
4，權(quán)利要求1所涉及的與本專利配套的智能虛擬鋼絲繩探傷軟件。
全文摘要
本發(fā)明用高強(qiáng)稀釷永磁及采用特殊方法繞制的高靈敏線圈式傳感器，智能數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換處理器，采用虛擬儀器技術(shù)平臺與本發(fā)明配套智能軟件，人機(jī)對話，定量探測鋼絲繩斷絲數(shù)量、斷面損失率，有超限報(bào)警自動(dòng)在鋼絲繩上噴標(biāo)記，無累計(jì)誤差。采取高頻采樣，動(dòng)態(tài)比較，運(yùn)算，可準(zhǔn)確檢查鋼絲繩內(nèi)、外部斷絲數(shù)量(精度1絲，特別是危險(xiǎn)的疲勞造成斷口小于0.5毫米斷絲)及其所在位置；還可定量地檢測鋼絲繩由于內(nèi)，外部銹蝕，磨損等造成金屬斷面損失率；實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩銹蝕，磨損，斷面損失率，斷絲，損傷，接頭滑動(dòng)檢測的一體化智能檢測分析管理。配附圖2所示的U型專用探頭還可用于固定吊椅(箱，猴兒車)索道的鋼絲繩不拆抱索器在線探傷。
文檔編號G01N27/82GK101021507SQ20061005464
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者王開濟(jì) 申請人:王開濟(jì)