一种钢丝绳无损检测装置的制作方法

本发明涉及钢丝无损检测的技术领域，尤其涉及一种钢丝绳无损检测装置。

背景技术：

钢丝绳的无损检测技术经过几十年的发展，经过大量的试验和探索目前已经提出了多种钢丝绳的损伤检测方法，主要包括：直接目测法、电涡流检测法、超声波检测法、声发射检测法、电流检测法、光学检测法、x射线检测法以及磁检测法。

上述无损检测法中，前几种检测方法因检测局限性大、设备结构复杂以及成本较高、抗干扰能力低等原因在实际的应用中受到了较大的限制。由于钢丝绳是由高碳钢通过复杂的工艺过程制作形成，具有非常良好的磁导性能，很适合采用电磁检测法进行检测；而磁检测法通过对钢丝绳的表面漏磁场的变化来判断钢丝绳的内外部损断丝、磨损等损伤情况，成本低、在实际应用中易实现，是目前公认比较成熟，应用较广泛的无损检测方法。

但是，现有的磁检测法存在以下问题：

1.利用漏磁场理论进行钢丝绳缺陷检测时多数传感器无法捕捉到钢丝绳原始损伤磁场信号，同时强磁的磁化模式使得漏磁场信号中夹杂着大量噪声，检测信号严重失真，严重影响了检测的精度。

2.强磁检测多要求检测传感器尽可能的贴近钢丝绳的表面，且受检测速度的制约。当钢丝绳产生抖动或者运行速度变化较大时，传感器无法检测到真实的损伤信号，检测结果的可靠性和稳定性较差。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现状，提供一种钢丝绳无损检测装置。

本发明采用的技术方案：一种钢丝绳无损检测装置，包括浮动机构、永磁体励磁机构和漏磁场信号采集机构，其中：

浮动机构包括滑轨、导向轨、转接基座以及固定件，滑轨水平设置，其一端滑设在竖向设置的所述导向轨上，所述转接基座沿所述滑轨设置，其前端面设有两个沿与所述滑轨正交方向活动的安装板；

所述永磁体励磁机构竖向设置并与所述安装板连接，所述永磁体励磁机构具有沿水平方向开合的结构，并可形成两个沿竖直方向的磁场强度不同的励磁空间，所述固定件设置在所述永磁体励磁机构的上方并夹紧钢丝绳，所述固定件和所述永磁体励磁机构之间设有连接杆，所述钢丝绳沿竖直方向穿设所示固定件和所述永磁体励磁机构；

所述漏磁场信号采集机构设置在所述永磁体励磁机构中并分别位于两个励磁空间内。

本发明的有益效果是：通过设置固定件夹设钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端沿竖直方向穿设永磁体励磁机构的两个励磁空间，当钢丝绳发生晃动时，钢丝绳带动永磁体励磁机构沿水平面两个正交方向位移，同时连接杆带动滑轨沿导向轨上下运动，从而使钢丝绳在同一检测过程中获得两个大小相同的励磁强度，进而产生不同强度的漏磁信号，达到提高精度的目的。

附图说明

对本发明实施例描述中所涉及的附图进行简单介绍，以便于对本发明实施例中的技术方案进行更清楚、完整的说明，下面的附图仅仅针对本发明的一些实施例，并不用以限制本发明，在不进行其他创造性劳动的前提下，显然可以根据这些附图得到其他附图。

图1为钢丝绳无损检测装置的结构示意图；

图2为图1所示的钢丝绳无损检测装置的部分结构示意图；

图3为永磁体励磁机构穿设钢丝绳的透视图；

图4为图3所示的永磁体励磁机构的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提供一种钢丝绳无损检测装置，包括浮动机构1、永磁体励磁机构2和漏磁场信号采集机构3，其中：

浮动机构1包括滑轨11、导向轨12、转接基座13以及固定件14，滑轨11水平设置，其一端滑设在竖向设置的导向轨12上，转接基座13沿滑轨11设置，其前端面设有两个沿与滑轨11正交方向活动的安装板111；

永磁体励磁机构2竖直设置并与安装板111连接，永磁体励磁机构2具有沿水平方向开合的结构，并可形成两个沿竖直方向的磁场强度不同的励磁空间，固定件14设置在永磁体励磁机构2的上方并夹紧钢丝绳，固定件14和永磁体励磁机构2之间设有连接杆16，钢丝绳沿竖直方向穿设固定件14和永磁体励磁机构2；

漏磁场信号采集机构3设置在永磁体励磁机构2中并分别位于两个励磁空间内。

根据本实施例所述的一种钢丝绳无损检测装置，固定件14夹设钢丝绳的一端，钢丝绳的另一端沿竖直方向穿设永磁体励磁机构2的两个励磁空间，当钢丝绳发生晃动时，钢丝绳带动永磁体励磁机构2沿水平面两个正交方向位移，同时连接杆16带动滑轨11沿导向轨12上下运动，从而使钢丝绳在同一检测过程中获得两个大小相同的励磁强度，进而产生不同强度的漏磁信号，达到提高精度的目的。

优选地，固定件14为能够固定钢丝绳的夹具。

继续参见图1，滑轨11上设有沿长度方向的凸肋110，转接基座13的下端面设有滑设在凸肋中的滑槽，当钢丝绳摆动时，转接基座13会适应钢丝绳的摆动。

优选地，滑轨11和导向轨12均为两条，转接基座13的下端面对应设有两个凸肋，从而增大转接基座13运动时的稳定性。

进一步，浮动机构1还包括驱动组件，驱动组件设置在转接基座13的内部以驱动安装板111运动。

具体地，如图2，驱动组件包括滑杆151、滑块152、距离感应器153和滑移气缸154，滑杆151横向设置在转接基座13的内部，滑块152共有两个并滑设在滑杆151上，两个滑块152的对置面各设有一个距离传感器153，滑移气缸151共有两个，两个滑移气缸151的输出端分别连接一个滑块152并驱动滑块152沿滑杆151同步运动。

安装板111的后端面与滑块152连接，安装板111的前端面与永磁体励磁机构2连接。

永磁体励磁机构2包括两个沿水平方向扣合连接的半圆筒形的磁屏蔽壳体20，两个磁屏蔽壳体20沿前后方向的一端合页连接，另一端扣合连接，从而形成一个圆筒形的磁屏蔽空间。

永磁体励磁机构2还包括对应设置在两个磁屏蔽壳体20中沿轴线方向依次设置的第一永磁体21、第一衔铁24、第二永磁体22、第二衔铁25和第三永磁体23。

漏磁信号采集机构3包括骨架31和磁敏元件32，骨架31周向嵌设在第一、第二环形衔铁的内壁，磁敏元件32阵列、可拆卸地设置在每个骨架31的内壁。

图4中仅示出了第一、第二环形永磁体和第一环形衔铁之间的剖视图，需要清楚的是，第二环形永磁体和第三环形永磁体以及第二环形衔铁与该图相同。

第一、第二、第三环形永磁体(21、22、23)也均为半圆形的两个首尾连接形成，三者分别沿前、中、后方向设置在两个磁屏蔽壳体20的内壁，第一环形衔铁24夹设在第一、第二环形永磁体之间，第二环形衔铁25夹设在第二、第三环形永磁体之间，五个部分由于自身的磁吸作用固定在一起。

进一步，为了保证使用过程中保持同轴，第一环形衔铁24的两端与第一环形永磁体21和第二环形永磁体22设置键合结构(如开“u”型止口，或者通过销轴方式、榫方式等)，同理，第二环形衔铁25的两端与第二环形永磁体22和第三环形永磁体23设置键合结构(如开“u”型止口，或者通过销轴方式、榫方式等)。

进一步，第一、第二环形衔铁(24、25)的内壁设有沿径向凹陷的固定槽，骨架31螺纹连接与固定槽中。

需要说明的是，骨架31包括两个半圆形的骨架单体，两个骨架单体首尾连接形成一个圆形的骨架。

进一步，每个骨架单体上开设两个容纳磁敏单元32的容纳槽，磁敏单元32设置在容纳槽中，且单个骨架31上的四个容纳槽呈正方形排布，即相邻两个容纳槽的间距相同，从而能感应相同的磁强度。

进一步，第一环形永磁体21、第二环形永磁体22和第三环形永磁体13之间的间距优选为其厚度尺寸的3～5倍，其外径尺寸为内径的2～4倍，且内表面与钢丝绳表面间距不大2mm。

进一步，第一、第三环形永磁体(21、23)沿径向充磁，第二环形永磁体22沿轴向充磁。

第一环形永磁体21和第三环形永磁体23均为两个半圆组成的瓣式结构，且第一环形永磁体21的第一瓣的磁性为外s内n，第二瓣为内s外n，第三环形永磁体13对应的第一瓣的磁性为内s外n，第二瓣为外s内n，第一环形永磁体21和第三环形永磁体23的两瓣沿轴向平行对置。

第二环形永磁体22为环形，其轴向充磁方向为沿第三环形永磁体23所在位置向第一环形永磁体21所在位置的方向充磁。

进一步，第二、第三环形永磁体的磁感应强度和矫顽力远大于第一环形永磁体。

本发明的工作原理为：将导向轨12固定于一个竖直平面，固定件14夹设钢丝绳，并使永磁体励磁机构2沿滑轨11滑动使其位于固定件14的正下方，将两个磁屏蔽壳体20收拢并使钢丝绳贯穿，当钢丝绳发生摆动时，钢丝绳带动任一边的磁屏蔽壳体20发生滑动，此时驱动组件15驱动另一边的磁屏蔽壳体20始终保持一定间距，并维持磁屏蔽环境，进一步，永磁体励磁机构2沿滑轨11运动，由于连接杆16的作用，会使滑轨11沿导向轨12运动，此时磁敏单元32相对钢丝绳发生相对位移，使钢丝绳在轴向运动过程中得到的励磁强度不同，因此产生的漏磁场强度也不同；第一、第二环形衔铁上的磁敏元件采集到的有效漏磁场信号强度、股波信号强度以及噪声信号强度不同，由于有效的漏磁场信号是一定存在的且强度远高于股波信号，而噪声信号为随机的，所以两组磁敏单元采集到的信号中同时且一定包含漏磁场信息，而靠近第三环形永磁体13的磁敏单元位于励磁强度较强的区域，另一磁敏单元位于励磁强度较弱的区域，所以前者的前者采集的有效漏磁场较强，同时股波信号和噪声信号也强，后者采集的有效漏磁场较弱，同时股波信号和噪声信号也弱；后续信号处理和分析过程中设置阈值，保留有效的漏磁场信号，并通过将两组磁敏单元采集的信号进行叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。