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钢丝绳作为牵引、承载的关键构件被广泛应用于矿山、冶金、高层建筑提升、交通运输、港口、旅游等国民经济建设的各个领域,并发挥着重要的作用。钢丝绳在工作过程中,不可避免地会产生诸如断丝、磨损、锈蚀等各种损伤,从而导致其强度降低,甚至突然破坏。一旦发生断绳事故,经济损失惨重,社会影响巨大。因此,钢丝绳损伤检测已被世界各国高度重视,成为世界性的,既有理论意义又有实用价值的重要研究课题。
对钢丝绳进行饱和励磁是能够准确检测到钢丝绳损伤信号的前提。本文基于磁路和磁场理论,建立了钢丝绳损伤的磁路计算模型,对影响励磁器性能的各种因素进行了分析,设计制作了直流励磁器。在此基础上,采用了高性能的集成霍尔元件AH3503对钢丝绳损伤漏磁场进行检测,设计出了信号预处理电路,通过对信号的傅立叶分析和小波分析,确定了抗混滤波电路的有关参数,开发出了磁检测器、预处理电路和以 AT89C51 为核心的串行通讯的数据采集(下位机)系统。
基于虚拟仪器技术开发了以LabVIEW 软件为平台的钢丝绳损伤检测虚拟仪器(上位机) 系统。该系统采用了自上而下的模块化程序设计思想,用户可以在上位机实现对钢丝绳损伤检测过程的操作与控制,包括损伤信号的采集、分析处理以及结果存取显示的操作。虚拟仪器的具体模块包括:主界面、数据采集控制、通道测试、数字滤波、时域分析、频域分析等,实现了在不增加硬件设备的情况下,同样可以实现对钢丝绳损伤信号进行采集、分析和处理的目的。
本论文所研发的检测系统具有稳定可靠、界面友好直观、操作方便、设计灵活、自动化程度高的特点。用户可以通过计算机轻松的控制整个检测过程,并可根据钢丝绳检测的需要,进行系统的扩展和修改。