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霍尔开关在提升钢丝检测法中的应用

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-06-01 08:36:52【

随着工业的发展,钢丝绳广泛应用于国民经济建设的各个行业:林业、渔业、航空、航天、建筑等。钢丝绳在使用中承担全部牵引力,因而它的使用寿命直接影响到生产成本、人身安全及设备安全,所以要对钢丝绳进行安全检测。

长期以来对矿用钢丝绳采用人工目测和定期更换的方法来避免事故发生,但是人工目测法可靠性差而且效率低,定期更换则造成巨大浪费。据统计,更换下来的钢丝绳70%以上基本上没有强度损耗,因此,研制可靠检测矿用钢丝绳状态的无损探伤设备是至关重要的。

钢丝绳是强磁性体,若用励磁装置沿其轴向将其磁化至磁饱和状态,那么,无论在其表面,还是在内部存在损伤时,损伤处都会产生漏泄于钢丝绳表面以外的漏磁场。该漏磁场的强度和分布特征反映了钢丝绳的损伤程度和损伤类型。

霍尔开关检测法工作原理

研究钢丝绳损伤电磁检测系统对钢丝绳的损伤进行检测,并利用ARM,A/D等进行信号采集与处理。采用数学分析方法对采样结果进行分析。

钢丝绳断丝检测的原理如图1(a)所示,磁头使被测钢丝绳达到磁饱和状态。由于钢丝绳磁导率较高大于空气及油脂的磁导率,当被测钢丝绳通过磁头时,由霍尔开关阵列组成的检测环可检测出钢丝绳周围漏磁场,并以VH=Kclcβcosφ电压形式输出。如果被检钢丝绳段有断丝现象存在将在其附近产生附加漏磁场,故该处磁场的磁感应强度为β2=β1+△β0,此时它输出的电压信号为:

其中VH0为被检钢丝绳段无断丝现象时,霍尔开关输出的电压;△VH为被检钢丝绳段存在断丝现象时,霍尔开关输出的电压。因为△β正比于钢丝绳段的断丝量,故通过测量△VH,便可测得被检钢丝绳段的断丝量。图1(a)中,8片霍尔开关构成2个检测环,每个检测环共有4片霍尔开关,如图1(b)所示,环上下各有2片霍尔开关串联在一起,成上下对称结构。由于它输出信号幅度与钢丝绳运行速度无关,且不易受钢丝绳表面油泥的影响,它能较好地适应煤矿井下及地面检测环境。

硬件结构部分

系统部分主要由处理器、信号处理电路、A/D转换器、报警模块、输人模块和显示模块组成,如图2所示。

  1. 传感器:检测传感器主要由霍尔开关组成,加之一些功率放大,选频放大电路及检波电路等。
  2. 信号处理电路:将传感器由传感探头检测出的缺陷漏磁场信号经放大处理传入AVD转换器。
  3. A/D转换器:A/D转换器将断面断丝信号转化成数字倍号,由处理器读取信号结果。
  4. 处理器:对钢丝绳损伤信号进行分析处理,在液晶显示器和键盘上:输出输人结果,实现了完仓数字化及探伤结果可视化处理。

软件部分

软件部分包括数据采集数据处理及分析,数据存储,显示等模块。数据采集把采集到的信号经信号处理之后经MD采集到处理器的内存当中,利用数学分析方法进行数据处理及分析,然后存储在ARM的某单元模块当中。图3为A/D转换器的转换流程图。

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