一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置制造方法
【專利摘要】一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，包括由固定殼和兩塊活動殼組成的外殼、勵磁屏蔽單元、用于感應(yīng)處理勵磁屏蔽單元磁信號的探測感應(yīng)單元、行程計算單元、用于控制探測裝置行進方向的導(dǎo)向保持單元和內(nèi)置有電源的手持儀表本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎實用，便于人工攜帶，安裝操作簡單；可以實現(xiàn)一次裝卡同步探傷、無需卸機轉(zhuǎn)換，先進可靠的磁屏蔽抗干擾技術(shù)，有效的提高了探測信噪比，探傷結(jié)果的重復(fù)穩(wěn)定性好，探測精度明顯提升，損傷誤判率大幅下降。
【專利說明】一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全磁信息感應(yīng)裝置，尤其是涉及一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼絲繩纜實際使用運行過程中，必然受到彎曲、拉伸、扭轉(zhuǎn)等純力學作用而產(chǎn)生疲勞。疲勞嚴重導(dǎo)致金屬組織裂斷產(chǎn)生大量斷絲、斷股，甚至發(fā)生瞬間整繩斷裂。這類問題給提升起重設(shè)備的安全運行帶來極大的隱患，可能釀成重大人員傷亡事故。
[0003]現(xiàn)今對鋼絲繩纜無損探傷檢測技術(shù)主要有強磁檢驗、弱磁檢測和超聲波檢驗等，但都存在明顯技術(shù)或使用缺陷。
[0004]強磁檢驗存在以下缺陷:
1、對鋼絲繩纜斷裂損傷的檢測能力差:強磁檢驗技術(shù)設(shè)備要求裂斷損傷形成的斷口軸向間隙> 10mm。這一技術(shù)指標意味著間隙< IOmm的各種損傷均不能被檢出。
2、對鋼絲繩纜金屬截面積損失的檢測能力差:強磁檢驗技術(shù)設(shè)備的最高分辨力為——損失傷表面的軸向連續(xù)長度必須超過50mm方可量化識別，損傷長度< 50mm時,其無法分辨。
3、強磁檢驗設(shè)備采用磁感應(yīng)線圈和霍爾元件傳感器，實用靈敏度低、信噪比低且不穩(wěn)定，檢測結(jié)果不可靠。
4、強磁檢驗設(shè)備適用性差:以檢測036mm鋼絲繩設(shè)備為例，僅探測感應(yīng)部件的重量已達12-25kg，整體設(shè)備十分 笨重。同時，因?qū)嵱渺`敏度低而必須貼近鋼絲繩表面才能檢測，遇到鋼絲繩翹絲、松股、或嚴重變形等將嚴重受阻，如不能及時規(guī)避甚至危及檢測人員與檢測設(shè)備自身安全。
[0005]超聲波檢驗存在如下缺陷:
1、須由有經(jīng)驗的專業(yè)人員謹慎實施，操作復(fù)雜實用性差。
[0006]2、對粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢驗。
[0007]3、對鋼絲繩纜的缺陷難于定性且不能量化表征。
[0008]弱磁檢測存在下列局限和不足:
1、必須經(jīng)兩次或兩次以上儀器裝卡、卸機轉(zhuǎn)換才能完成對同一根鋼絲繩的檢測，適用性能差。
[0009]2、由于使用性能局限，無法克服工況環(huán)境諸多干擾因素，檢測結(jié)果的重復(fù)穩(wěn)定性差。
[0010]3、檢測誤判率高，可靠性差。
[0011]為了解決上述難題，相關(guān)廠商莫不費盡心思謀求創(chuàng)新之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成。因此，如何創(chuàng)設(shè)一種便于攜帶的、實用性和適用性高的鋼絲繩纜損傷探測裝置，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦為當前業(yè)界亟待獲取的先進技術(shù)裝備。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，解決了探測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、攜帶不方便等問題。
[0013]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是:
一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，包括由固定殼及兩塊活動殼組成的外殼、勵磁屏蔽單元、用于感應(yīng)處理勵磁屏蔽單元磁信號的探測感應(yīng)單元、行程計算單元、用于控制探測裝置行進方向的導(dǎo)向保持單元和內(nèi)置有電源的手持儀表，兩塊活動殼設(shè)置在固定殼的同一偵牝且兩塊活動殼的一側(cè)相對設(shè)置，另一側(cè)分別與固定殼的兩側(cè)邊通過鉸鏈連接，在兩塊活動殼上設(shè)置有限制其繞鉸鏈轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)，兩塊活動殼旋轉(zhuǎn)至與固定殼貼合時，在兩個活動殼和固定殼三者交界處形成一個用于穿設(shè)鋼絲繩的繩孔，所述的導(dǎo)向保持單元安裝在活動殼上繩孔孔口所在的端面上，行程計算單元安裝在外殼內(nèi)部，且位于固定殼中心處，勵磁屏蔽單元和探測感應(yīng)單元安裝在外殼內(nèi)部，且分別設(shè)置在行程計算單元兩側(cè)，勵磁屏蔽單元和探測感應(yīng)單元之間間距可以調(diào)節(jié)，所述的手持儀表主要有信號處理器和顯示器組成，其中信號處理器的信號輸入端與行程計算單元的信號輸出端和探測感應(yīng)單元信號輸出端連接，信號處理器的信號輸出端與顯示器連接。
[0014]所述的固定殼外側(cè)壁上安裝有把手。
[0015]所述的導(dǎo)向保持單元包括外圓周上開設(shè)有V型凹槽的V型導(dǎo)向輪和導(dǎo)向輪支架，V型導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向輪支架安裝在活動殼的端面上，且兩個活動殼上的V型導(dǎo)向輪對稱設(shè)置在繩孔兩側(cè)，V型導(dǎo)向輪通過連接在導(dǎo)向輪支架上彈簧的彈性力與鋼絲繩貼合。
[0016]所述的行程計算單元包括固定座和內(nèi)置有速度傳感器的行程輪，行程輪通過固定座安裝在固定殼上，行程輪通過連接在固定座上彈簧的彈性力與鋼絲繩貼合。
[0017]所述的勵磁屏蔽單元包括多個平行粘接且沿繩孔圓周方向均勻分布的永磁性柱狀體，勵磁屏蔽單元采用分體式結(jié)構(gòu)，其各部分安裝在固定殼和活動殼的對應(yīng)位置上。
[0018]所述的探測感應(yīng)單元設(shè)置有多個且沿繩孔圓周方向均勻分布，每個探測感應(yīng)單元的殼體內(nèi)設(shè)有兩個感應(yīng)線圈，所設(shè)置的多個探測感應(yīng)單元分別安裝在固定殼和活動殼的對應(yīng)位置上。
[0019]所述的手持儀表內(nèi)的信號處理器通過信號數(shù)據(jù)線與航空插座的配合實現(xiàn)與行程計算單元和探測感應(yīng)單元內(nèi)傳感器的通訊連接。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎實用，便于人工攜帶，安裝操作簡單；可以實現(xiàn)一次裝卡同步探傷、無需卸機轉(zhuǎn)換，連續(xù)快速完成對在役鋼絲繩纜全繩完整探測。既克服了弱磁檢測必須先磁化后卸機再裝機轉(zhuǎn)換等繁瑣的操作使用缺陷；又彌補了強磁檢驗裝卡運行困難，檢驗工作耗時長、效率低，且存在操作人員和設(shè)備安全隱患等嚴重不足。
[0021]本發(fā)明采用了先進可靠的磁屏蔽抗干擾技術(shù)，有效的提高了探測信噪比，探傷結(jié)果的重復(fù)穩(wěn)定性好，探測精度明顯提升，損傷誤判率大幅下降；首創(chuàng)的多功能單元優(yōu)勢一體組合探傷模式，探測結(jié)果準確、性能穩(wěn)定可靠，完全滿足在役鋼絲繩纜損傷探測工作的實際需求。
[0022]
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明閉合狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0025]圖3為本發(fā)明張開狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0026]圖4為本發(fā)明殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0027]圖5為本發(fā)明殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。
[0029]圖7為本發(fā)明的電氣原理框架圖。
[0030]圖示標記:1、鋼絲繩；2、外殼；201、固定殼；202、活動殼；3、鉸鏈；4、導(dǎo)向保持單元；401、導(dǎo)向輪支架；402、V型導(dǎo)向輪；6、航空插座；7、把手；8、行程計算單元；801、行程輪；802、固定座；9、鎖緊機構(gòu)；10、探測感應(yīng)單元；11、勵磁屏蔽單元；12、手持儀表。
【具體實施方式】
[0031]圖1所示，【具體實施方式】如下:
一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，包括由固定殼201及兩塊活動殼202組成的外殼2、勵磁屏蔽單元11、用于感應(yīng)處理勵磁屏蔽單元11磁信號的探測感應(yīng)單元10、行程計算單元
8、用于控制探測裝置行進方向的導(dǎo)向保持單元4和內(nèi)置有電源的手持儀表12，兩塊活動殼202設(shè)置在固定殼201的同一側(cè),且兩塊活動殼202的一側(cè)相對設(shè)置,另一側(cè)分別與固定殼201的兩側(cè)邊通過鉸鏈3連接，在兩塊活動殼202上設(shè)置有限制其繞鉸鏈3轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)9，兩塊活動殼202旋轉(zhuǎn)至與固定殼201貼合時，在兩個活動殼202和固定殼201三者交界處形成一個用于穿設(shè)鋼絲繩I的繩孔，所述的導(dǎo)向保持單元4安裝在活動殼202上繩孔孔口所在的端面上，行程計算單元8安裝在外殼2內(nèi)部，且位于固定殼201中心處，勵磁屏蔽單元11和探測感應(yīng)單元10安裝在外殼2內(nèi)部，且分別設(shè)置在行程計算單元8兩側(cè)，勵磁屏蔽單元11和探測感應(yīng)單元10之間間距可以調(diào)節(jié)，所述的手持儀表12主要有信號處理器和顯示器組成，其中信號處理器的信號輸入端與行程計算單元的信號輸出端和探測感應(yīng)單元信號輸出端連接，信號處理器的信號輸出端與顯示器連接。
[0032]所述的固定殼201外側(cè)壁上安裝有把手7。
[0033]所述的導(dǎo)向保持單元4包括外圓周上開設(shè)有V型凹槽的V型導(dǎo)向輪402和導(dǎo)向輪支架401，V型導(dǎo)向輪402通過導(dǎo)向輪支架401安裝在活動殼202的端面上，且兩個活動殼202上的V型導(dǎo)向輪402對稱設(shè)置在繩孔兩側(cè)，V型導(dǎo)向輪402通過連接在導(dǎo)向輪支架401上彈簧的彈性力與鋼絲繩I貼合。
[0034]所述的行程計算單元8包括固定座802和內(nèi)置有速度傳感器的行程輪801，行程輪801通過固定座802安裝在固定殼201上，行程輪801通過連接在固定座802上彈簧的彈性力與鋼絲繩I貼合。
[0035]所述的勵磁屏蔽單元I包括多個平行粘接且沿繩孔圓周方向均勻分布的永磁性柱狀體，勵磁屏蔽單元I采用分體式結(jié)構(gòu)，其各部分安裝在固定殼201和活動殼202的對應(yīng)位置上。
[0036]所述的探測感應(yīng)單元10設(shè)置有多個且沿繩孔圓周方向均勻分布，每個探測感應(yīng)單元10的殼體內(nèi)設(shè)有兩個感應(yīng)線圈，所設(shè)置的多個探測感應(yīng)單元10分別安裝在固定殼201和活動殼202的對應(yīng)位置上。[0037]所述的手持儀表12內(nèi)的信號處理器通過信號數(shù)據(jù)線13與航空插座6的配合實現(xiàn)與行程計算單元8和探測感應(yīng)單元10內(nèi)傳感器的通訊連接。
[0038]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種攜帶型鋼絲繩(纜)損傷單元探測一體裝置，機體內(nèi)同時設(shè)有勵磁屏蔽單元、探測感應(yīng)單元、行程計算單元、導(dǎo)向保持單元。如圖6，裝置帶一個本質(zhì)安全型手持儀表(內(nèi)置電源一體式)，手持儀表內(nèi)設(shè)有信號處理器和顯不器。一體機本體為三瓣，有把手的部分為固定殼，其它兩瓣為活動殼。固定殼和活動殼間設(shè)有鉸鏈，活動殼可分別向外側(cè)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)開合，以便于裝置的裝卡與拆除。機體還設(shè)有鎖緊機構(gòu)，實現(xiàn)機器一鍵解鎖。兩端各置有兩組自適應(yīng)V型導(dǎo)向輪，如圖5導(dǎo)向保持單元通過扭簧的作用，使導(dǎo)向保持單元的V型面與鋼繩相切貼合，有效保證鋼繩始終處于機體內(nèi)腔的中軸線上。如圖4行程計算單元布置在機體固定殼體一側(cè)中段，行程輪與四個扭簧被裝配在行程計算單元固定座內(nèi)形成組件，組件又被固定在機體固定殼體內(nèi)。行程輪在彈簧的作用下，在鋼繩徑向可往復(fù)運動，時刻貼合在鋼繩上進行工作；適合不同繩徑的需求，行程計算單元可單獨卸下進行清洗。行程計算單元內(nèi)置有速度傳感器，通過摩擦輪與鋼繩摩擦轉(zhuǎn)動獲得脈沖信號，從而獲得探測頻率、探測行程及損傷位置信息。勵磁屏蔽單元、探測感應(yīng)單元水平間距可調(diào)，保證勵磁屏蔽單元和鋼繩的磁場在探測感應(yīng)單元特性曲線的靈敏區(qū)，內(nèi)置于手持儀中的電源為上述的信號處理器和顯示器供電，所述的勵磁屏蔽單元由多個永磁性柱狀體并排粘接而成，由勵磁屏蔽單元在探測區(qū)域形成磁場，探測感應(yīng)單元將接受的磁信號轉(zhuǎn)化為電信號后輸入至信號處理器內(nèi)，信號處理器的輸出端與顯示器的輸入端相連。
[0039]如圖7所述的框架原理圖，探測主體采用“電感磁通變量反饋補償傳感器”和“三維磁感應(yīng)橋”專利技術(shù)，電磁感應(yīng)靈敏度高，信噪比高。行程輪采用高頻率光耦配合高精度碼盤輸出高速脈沖，通過精密計算進行損傷定位。
[0040]手持儀主控制板選用了具有cortex M3內(nèi)核架構(gòu)的中央處理單元，該微處理控制單元集成了高性能、低功耗的cortex M3 32位RISC內(nèi)核，內(nèi)置高速緩存(Cache)、內(nèi)存管理、JTAG和USB等設(shè)備；選用12位高精度A/D、D/A集成芯片，保證數(shù)據(jù)采集準確性；采用高性能的COMS RAM芯片與大容量Flash芯片，滿足嵌入式系統(tǒng)軟件運行和探傷數(shù)據(jù)的存儲；采用LCM液晶顯示模組和薄膜按鍵人機接口，實現(xiàn)對設(shè)備的各項操作。
[0041]電路符合電磁兼容及本安電路設(shè)計規(guī)范，按照防爆設(shè)計的要求選用本質(zhì)安全型鋰電池電源給系統(tǒng)供電。
[0042]如圖6所示，檢測人員手持探測儀及手持儀表在鋼繩上掃描，不需停機，當探測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)鋼繩芯損傷時，手持儀表顯示界面便會顯示異常曲線，提示檢測人員探測儀覆蓋范圍內(nèi)有損傷，此時檢測人員可停機進行進一步確認。
[0043]本發(fā)明所列舉的技術(shù)方案和實施方式并非是限制，與本發(fā)明所列舉的技術(shù)方案和實施方式等同或者效果相同方案都在本發(fā)明所保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:包括由固定殼(201)及兩塊活動殼(202)組成的外殼(2)、勵磁屏蔽單元(11)、用于感應(yīng)處理勵磁屏蔽單元(11)磁信號的探測感應(yīng)單元(10)、行程計算單元(8)、用于控制探測裝置行進方向的導(dǎo)向保持單元(4)和內(nèi)置有電源的手持儀表(12)，兩塊活動殼(202)設(shè)置在固定殼(201)的同一側(cè)，且兩塊活動殼(202)的一側(cè)相對設(shè)置，另一側(cè)分別與固定殼(201)的兩側(cè)邊通過鉸鏈(3)連接，在兩塊活動殼(202)上設(shè)置有限制其繞鉸鏈(3)轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)(9)，兩塊活動殼(202)旋轉(zhuǎn)至與固定殼(201)貼合時，在兩個活動殼(202 )和固定殼(201)三者交界處形成一個用于穿設(shè)鋼絲繩(I)的繩孔，所述的導(dǎo)向保持單元(4)安裝在活動殼(202)上繩孔孔口所在的端面上，行程計算單元(8)安裝在外殼(2)內(nèi)部，且位于固定殼(201)中心處，勵磁屏蔽單元(11)和探測感應(yīng)單元(10)安裝在外殼(2)內(nèi)部，且分別設(shè)置在行程計算單元(8)兩側(cè)，勵磁屏蔽單元(11)和探測感應(yīng)單元(10)之間間距可以調(diào)節(jié)，所述的手持儀表(12)主要有信號處理器和顯示器組成，其中信號處理器的信號輸入端與行程計算單元的信號輸出端和探測感應(yīng)單元信號輸出端連接，信號處理器的信號輸出端與顯示器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的固定殼(201)外側(cè)壁上安裝有把手(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向保持單元(4)包括外圓周上開設(shè)有V型凹槽的V型導(dǎo)向輪(402)和導(dǎo)向輪支架(401)，V型導(dǎo)向輪(402)通過導(dǎo)向輪支架(401)安裝在活動殼(202)的端面上，且兩個活動殼(202)上的V型導(dǎo)向輪(402)對稱設(shè)置在繩孔兩側(cè)，V型導(dǎo)向輪(402)通過連接在導(dǎo)向輪支架(401)上彈簧的彈性力與鋼絲繩(I)貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的行程計算單元(8)包括固定座(802)和內(nèi)置有速度傳感器的行程輪(801)，行程輪(801)通過固定座(802)安裝在固定殼(201)上，行程輪(801)通過連接在固定座(802)上彈簧的彈性力與鋼絲繩(I)貼合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的勵磁屏蔽單元(I)包括多個平行粘接且沿繩孔圓周方向均勻分布的永磁性柱狀體，勵磁屏蔽單元(I)采用分體式結(jié)構(gòu)，其各部分安裝在固定殼(201)和活動殼(202 )的對應(yīng)位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的探測感應(yīng)單元(10)設(shè)置有多個且沿繩孔圓周方向均勻分布，每個探測感應(yīng)單元(10)的殼體內(nèi)設(shè)有兩個感應(yīng)線圈，所設(shè)置的多個探測感應(yīng)單元(10)分別安裝在固定殼(201)和活動殼(202)的對應(yīng)位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種攜帶型鋼絲繩損傷探測裝置，其特征在于:所述的手持儀表(12)內(nèi)的信號處理器通過信號數(shù)據(jù)線(13)與航空插座(6)的配合實現(xiàn)與行程計算單元(8)和探測感應(yīng)單元(10)內(nèi)傳感器的通訊連接。
【文檔編號】G01N27/82GK103454340SQ201310353884
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】竇伯莉, 竇伯英, 宋麗君, 楊曉序, 張衛(wèi)東 申請人:洛陽泰斯特探傷技術(shù)有限公司