專利名稱：微機智能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)外部斷絲斷面損失的無損智能在線檢測裝置。
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，鋼繩接頭滑動根本不能探測。用測距輪則距，累計誤差大，分辨率低，測距輪打滑誤差更大。(如達(dá)竹礦務(wù)局柏林索道長達(dá)19.5公里的鋼絲繩，累計誤差達(dá)800米)不能在鋼絲繩上準(zhǔn)確定位，維修不便。上述探傷儀都用記錄儀畫曲線，不能準(zhǔn)確定量。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，費時費工，影響生產(chǎn)危及安全。
目前探傷儀可靠性差，價格高。進(jìn)口價格更高，(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，還大都采用落后的人工檢查。斷繩事故時有發(fā)生。為了安全，本來還能用的鋼繩也只得提前報廢，造成巨大的浪費。
針對上述問題我們用微電子技術(shù)，研制了本發(fā)明JGST型微機智能鋼絲繩探傷儀。應(yīng)用高級計算機語言編程，全漢字菜單操作，人機對話，采取高頻采樣，智能分析、動態(tài)比較、運算，可準(zhǔn)確檢查鋼絲繩內(nèi)、外部斷絲(包括疲勞造成小斷口斷絲)及其所在位置；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；按用戶設(shè)定的條件在鋼絲繩上打出標(biāo)記(噴各種色標(biāo)記)；實現(xiàn)了對鋼絲繩銹蝕、磨損、斷損、斷絲、損傷、接頭滑動檢測的一體化在線檢測。還可探測所有探頭能通過的鋼管、元鋼等鋼材；還可當(dāng)高級示波器使用(能貯存波形)，數(shù)據(jù)傳輸；配專用探頭還可用于固定吊椅(箱)鋼絲繩在線探傷(不用拆抱索器，探頭能通過抱索器)等功能。
本發(fā)明采用主磁通測定法檢查斷面損失，漏磁場測定法檢查局部損傷。在絕磁外殼內(nèi)裝入高強稀釷永鐵，高靈敏線圈作探頭經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換送本發(fā)明的主機放大處理，用全漢字菜單人機對話操作的智能軟件，智能計算、分析、動態(tài)比較、判斷、模擬顯示、貯存、打印。發(fā)現(xiàn)有超限數(shù)據(jù)即報警，在鋼絲繩上直接打標(biāo)記。
本發(fā)明用高強稀釷永磁及高靈敏線圈式傳感器、霍爾等距離脈沖傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換，應(yīng)用高級微機語言編程，全漢字菜單操作，人機對話，介面十分友好的智能軟件標(biāo)定、調(diào)試、操作、數(shù)據(jù)處理、分析、模擬顯示、壓縮存貯、綜合查詢；維護(hù)、管理方便。采取高頻采樣，動態(tài)比較、運算，可準(zhǔn)確檢查鋼絲繩內(nèi)、外部斷絲數(shù)量(疲勞造成小斷口斷絲)及其所在位置，鋼繩接頭滑動位置；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；按用戶設(shè)定的條件在鋼絲繩上打出標(biāo)記(噴各種色標(biāo)記)。實現(xiàn)了對鋼絲繩銹蝕、磨損、斷損、斷絲、損傷、接頭滑動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。不但探測所有探頭能通過的鋼管、元鋼鋼材等；還可當(dāng)高級示波器使用(能貯存波形)；配附圖3所示的專用探頭還可用于固定吊椅(箱)索道的鋼絲繩在線探傷(不用拆抱索器，探頭能通過抱索器)；配附圖6用直流電機驅(qū)動的自行探頭，可探測不動鋼絲繩，如建筑預(yù)應(yīng)力衍架拉緊鋼絲繩；試驗室微機智能鋼絲繩探傷儀標(biāo)定試驗；用汽油機驅(qū)動的探頭可作索道自行檢修車等功能。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
本發(fā)明由傳感探頭、主機、數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換器、信號電纜和系統(tǒng)軟件構(gòu)成。見說明書附

圖1為微機智能鋼絲繩探傷儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
附圖1中1高強稀釷永磁探頭，2、被測鋼絲繩，3高靈敏傳感線圈，4霍爾等距離脈沖傳感器，5自動噴漆裝置，6數(shù)據(jù)采集接口板，7微機智能鋼絲繩探傷儀主機，8數(shù)據(jù)I/V轉(zhuǎn)換器，9顯示器，10鍵盤，11聲光報警裝置，12數(shù)據(jù)傳輸接口裝置，13打印機接口。
探頭檢測到的斷絲、斷面、距離信號經(jīng)數(shù)據(jù)I/V轉(zhuǎn)換器8，電流電壓轉(zhuǎn)換(將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號為了適應(yīng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳)，及安裝在微機智能鋼絲繩探傷儀主機7內(nèi)的接口板經(jīng)6高精數(shù)據(jù)采集放大處理，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)主機7內(nèi)，用智能軟件，智能計算、分析、動態(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11聲光報警和自動噴漆裝置5，在鋼絲繩上直接打標(biāo)記。軟件自動生成探傷報告，可打印、經(jīng)電話線傳輸。
專用探頭附圖3是專用探頭。圖3中31非導(dǎo)磁機殼，32耐磨內(nèi)孔襯套，33高靈敏線圈，34調(diào)節(jié)板，35滑輪定位導(dǎo)向裝置。
圖3中31非導(dǎo)磁機殼，用鋁合金也可用耐磨高強度工程塑料制成，內(nèi)裝32耐磨內(nèi)孔襯套，磨損后可更換。33為高靈敏線圈，線圈采用同心抗干繞特殊方法繞制，橋式接法提高靈敏度，34調(diào)節(jié)板上開有條形孔，調(diào)節(jié)探頭開口大小使之可順利通過固定在鋼繩上的固定抱索器，這樣智能探傷儀可在客運索道正常運行時不折抱索器就能在線檢測鋼絲繩，以利安全。35為減少線圈與鋼繩中心變動，以減少誤差，而采用的三滑輪定位鋼絲繩導(dǎo)向裝置。在探測有固定抱索器鋼繩時，以鋼繩下面為基準(zhǔn)。導(dǎo)向定位輪兩輪在鋼絲繩的下方。抱索器吊桿從探頭開口中通過。在探測普通無抱索器的鋼繩時可將探頭側(cè)開口間隙調(diào)為0，導(dǎo)向定位輪兩輪在鋼繩上方，即以鋼繩上面為基準(zhǔn)探傷以提高靈敏度。線圈用環(huán)氧樹脂澆鑄絕緣防水以便在井下淋水場合使用。
自行探頭見附圖6，附圖6中61直流電機，62主動驅(qū)動輪，63壓輪。
附圖6探頭定位輪35中的一個改為由直流電機61驅(qū)動的主動輪，其驅(qū)動方法是直流電機61軸上裝一個主動輪62，63是壓輪。當(dāng)63壓緊62和35時直流電機驅(qū)動輪62和35轉(zhuǎn)動而使探頭在鋼繩上直線運動。其運行速度由微機智能鋼絲繩探傷儀調(diào)節(jié)其直流電壓控制，使探頭與鋼繩相對運動，可探測不動的鋼絲繩。如雙線索道的承載繩，建筑鋼衍架下的預(yù)應(yīng)力拉緊鋼繩等。即可作試驗室標(biāo)定探傷儀標(biāo)定各種型號鋼絲繩研究用。也可改用汽油機驅(qū)動作為雙線索道承載繩自行探傷及檢修用。
自動噴漆裝置見附圖4，41，電磁鐵；42，小抱箍；43，市售噴漆筒。
用小抱箍42將電磁鐵41固定在市售噴漆筒43上。調(diào)節(jié)小抱箍位置使電磁能壓開噴漆蓋，噴漆能順利噴出。智能探傷儀按用戶設(shè)定條件(如貨運索道鋼絲繩每一捻距內(nèi)斷大于3絲要檢修，要在鋼絲繩上打標(biāo)記)發(fā)現(xiàn)有合符條件的數(shù)據(jù)，報警輸出開關(guān)動作，自動噴漆裝置通電，電磁鐵壓開噴漆噴咀，在鋼絲繩上噴上彩色標(biāo)記，定位準(zhǔn)確，沒有累計誤差，方便檢修。
霍爾等距離脈沖傳感器見附圖5，51小磁鋼，52霍爾開關(guān)元件，53園環(huán)，54鋼繩驅(qū)動裝置高速軸，55電動機，56減速器，57鋼絲繩驅(qū)動輪。
將小磁鋼51等距均布安裝在與鋼繩驅(qū)動裝置的高速軸54同步轉(zhuǎn)動的園環(huán)53上，小磁鋼接近霍爾元件52，其開關(guān)動作，作外部脈沖輸入檢測鋼繩長度。標(biāo)定脈沖系數(shù)＝標(biāo)定時實測鋼繩運行距離/標(biāo)定時檢測到該脈沖的個數(shù)。分辨率應(yīng)小于0.5毫米。
I/V轉(zhuǎn)換器及數(shù)據(jù)采集接口板參見附圖2，圖2中1高強稀釷永磁探頭，4霍爾等距離脈沖傳感器，5是自動噴漆裝置，6為數(shù)據(jù)采集接口板，7微機智能鋼絲繩探傷儀主機，8數(shù)據(jù)I/V轉(zhuǎn)換器，11聲光報警裝置，CT1～4CZ1～4是電插頭插座。R1電阻，R固定電阻，Δ為運算放大代號。
I/V，A/D，D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換工作原理，D/A與CPU的接口參見潘新明著〖微型計算機控制技術(shù)〗人民郵電出版社(第二版)。
I/V轉(zhuǎn)換是為了遠(yuǎn)距離傳輸，如探頭距主機只幾米，可直接不經(jīng)電壓電流轉(zhuǎn)換。
接口板6是將I/V輸出信息經(jīng)CT3/CZ3輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換放大處理，XS140針插頭線送主機，智能軟件處理。輸出開關(guān)量信息經(jīng)SX2，20針插頭線送CZ4/CT4輸出，驅(qū)動聲光報警裝置11和噴色打標(biāo)記裝置5在鋼絲繩上打標(biāo)記。
軟件及菜單操作系統(tǒng)環(huán)境386、486、586及其兼容計算機，內(nèi)存2MB以上，VGA顯示器。主頻33MHZ以上。操作系統(tǒng)DOS5.0以上。
軟件采取結(jié)構(gòu)化、模塊化設(shè)計。介面友好，菜單新穎，色采鮮明，有操作、錯誤及修改提示及容錯，調(diào)試等功能。全漢字采單，人機對話，操用簡單，有操作提示，錯誤告警及容錯功能，可打印數(shù)據(jù)，還可按可修改的設(shè)置條件報警、在鋼繩上打標(biāo)記，便于檢修。能移動，多單位使用。探傷資料能綜合查詢，統(tǒng)計，作圖，模擬顯示、分析、壓縮貯存。
操作菜單(管理菜單略)簡介如下表1探傷操作主菜單
每步操作都有提示，只需按提示步驟操作，如有錯誤按提示糾錯即可。
管理詳見管理主菜單表2表2JGST型微機智能鋼絲繩探傷儀管理主菜單
操作時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。
儀器標(biāo)定標(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(以下簡稱斷面)和局部損傷(以下簡稱斷絲)，使用操作主菜單分別進(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，智能探傷儀出廠時安裝調(diào)試按用戶的鋼繩型號、運行速度標(biāo)定一般用戶不需標(biāo)定。鋼繩運行狀態(tài)改變可用軟件標(biāo)定。只需輸入合符運行狀態(tài)(相同的鋼絲繩型號和運行速度)的標(biāo)定文件名即可。標(biāo)定過的模擬圖形，數(shù)據(jù)均存入數(shù)據(jù)文件，探傷標(biāo)定校正越多，智能探傷儀越準(zhǔn)確，使用越方便。
權(quán)利要求
1，本發(fā)明采用高強稀釷永磁鐵為磁源，用高靈敏線圈橋接作探頭傳感器，漢字菜單，人機對話智能探傷、定量探測鋼絲繩斷面損失率和斷絲數(shù)量(精度1絲)，用霍爾等距脈沖傳感器，準(zhǔn)確測距、定位。有超限報警，并自動在鋼絲繩上噴漆，無累誤差。
2，權(quán)利要求1所涉及探頭側(cè)面開口，能跨過客運架空索固定抱索器的專用探頭，不用拆卸抱索器就可在線檢測鋼絲繩的專用探頭。
3，權(quán)利要求1所涉及的自動在鋼絲繩上噴漆的自動噴漆裝置。
4，權(quán)利要求1所涉及裝在與鋼繩同步的驅(qū)動裝置上的霍爾等距脈沖傳感器。
5，權(quán)利要求1所涉及的與本發(fā)明配套的全漢字菜單智能探傷軟件。
6，權(quán)利要求1所涉及的自行探頭。
7，權(quán)利要求1所涉及的V/I轉(zhuǎn)換器。
8，權(quán)利要求1所涉及的數(shù)據(jù)采集接口板。
全文摘要
本發(fā)明采用高強稀釷永磁鐵，用高靈敏線圈橋接作探頭。漢字菜單，人機對話，智能探傷；定量檢測鋼絲繩斷絲和斷面損失率，用霍爾等距脈沖傳感器準(zhǔn)確測距、定位、超限報警，并自動在鋼絲繩上噴漆打標(biāo)記，無累計測距誤差。具有綜合分析、判斷、查詢、模擬顯示、壓縮貯存、綜合管理等智能。專用自行探頭，不拆卸抱索器可在線檢測固定式吊箱式客運索道鋼絲繩、固定鋼絲繩。還能檢測能通過探頭的圓鋼、鋼管等鋼材，并可作記憶示波器等用。
文檔編號G01N27/82GK1129320SQ9510076
公開日1996年8月21日 申請日期1995年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月18日
發(fā)明者王開濟, 王駿, 王鎣 申請人:達(dá)川市科達(dá)新技術(shù)研究所