索道钢丝绳安全监测系统设计与实现

《索道钢丝绳安全监测系统设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、索道钢丝绳在线实时自动监测系统的研制与应用窦柏林摘要:TCK*W索道钢丝绳在线实时自动监测系统，第一次实现了对索道钢丝绳的在线实时自动监测。该技术对索道钢丝绳的断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种局部缺陷(LE)冇极高的检出率，对钢丝绳的径缩、有效金屈截而积的损失(LMA)等缺陷冇准确的分辨力，为确保索道钢丝绳的安全运行，提供了一个全新的技术手段。关键词：索道，钢丝绳，在线检测一、索道钢丝绳安全检测的现状钢丝绳作为索道客(货)设备屮高度危险的关键构件，是索道运输的生命线。钢丝绳使用过程中，始终潜伏着因强度损耗而发生断绳事故的危险。美同的权威机构曾对全球8000家钢丝绳用户进行调查，结论是：有10%

2、的在用钢丝绳强度损耗超过15%,处于“危险状态”，2%的在用钢丝绳强度损耗超过30%,处于“极度危险状态”。长期以来，由于缺少对索道钢丝绳科学高效的在线实时0动检测手段，世界各国索道的断绳事故时有发生。1999年发生的3起索道重大断绳事故中，意大利Cavalese索道断绳，一次死亡20人；法国阿尔卑斯山的天文台索道断绳，20位天文学家不幸遇难;中国贵州麻岭客运索道断绳，造成一次死亡14人，伤22人的惨痛事故。2003年仅印度就发生了2起索道断绳的重大事故，共造成11人死亡53人受伤的严重惨案。近儿年来,各国的客(货)运索道断绳事故仍时有发生。我国四川渡口矿务局曾对其15年间货运索道事故进行

3、了统计分析，结果表明：钢丝绳断绳事故90次，占总事故的16%,造成的停运时间为734小时，占总停运时间的24%o口前，世界各国索道对钢丝绳H常自检普遍通过人工口测来发现钢丝绳的各种隐患，目视检测时钢丝绳的运行速度不得高于0.5m/S,这种方法明显存在效率低、不可靠的缺点：检测人员目测一条K:度超过3000米的钢丝绳，一次耗时至少需要120分钟；一些长度超过10000米的索道，检测的吋间至少需要10小吋以上。某钢丝绳用户曾对一条更换T来的250米长的钢丝绳进行解剖验证，目测检齊钢丝绳表面断丝只有13根，解剖后发现，钢丝绳内部暗伤仅断丝就多达134处，其中一个捻距内的断丝最多达到11根。传统的

4、强磁探伤设备由于技术局限，普遍存在准确率、重复率差的问题。泰山索道曾对一条张紧索进行无损探伤，发现的断丝数并不多，还没有达到报废数量，对钢丝绳进行拆散检查时发现，几乎每~根钢丝都在不同的位置发生过断裂，基木上没有一根从头到尾的整丝，情况十分危险。洛阳威尔若曾检测技术有限公司采用弱磁检测技术研发的TCK*W索道钢丝绳在线实时鬥动监测系统，可以在索道高速运行的同时完成对钢丝绳的S动监测和远程监控，使钢丝绳始终处于安全受控的检测状态，成功的解决了索道钢丝绳在线实时自动监测的技术难题。二、TCK*W弱磁检测技术原理TCK*W弱磁检测技术是基于“空间磁场矢量合成”原理，采用宽距、非接触式弱磁能势感应

5、装置，通过提取被磁化的铁磁性材料上磁场分布的差异信息，完成定位、定性、定量识别钢丝绳内外部各种缺陷的创新型电磁无损检测技术。当磁场强度大于FU吋，属于强磁检测的范ffl，m图1钢丝缲奠壁磁化特性曲线此时材料的磁导率处于Pm右侧。在缺陷附近的局部Fiff.1Wireropetypicalmagnetizationcurve区域中，通过该区域横截面（垂直于磁化磁场方向）上的磁通量几乎不变化，冈断UI屮的空气隙的磁导远小于材料磁导，成单丝，再经过多重捻制而组成的1种复杂结构的铁磁性柔性传力、承载构件，具有良好的导磁能力。图1为典型的钢丝绳磁化特性曲线和磁导率随磁场强度变化曲线，图中H,E为磁导率

6、u取最大值时的磁场强度，B为磁感应强度。-部分磁场将会绕过断U从其附近的材料中通过，致使它们中的磁场强度升高，磁导率不降，从而通过断U空气隙外泄的漏磁通和对增大。当磁场强度小于Hpm吋，属于弱磁检测的范岡，此吋材料的磁导率处于P。点左侧，随缺陷附近的材料中磁场的增强，磁导率将增大，断U处外泄的漏磁通相对减小。这时检测传感器的灵敏度和最小分辨力和应提高。2、弱磁的检测原理钢丝绳被磁化后，在钢丝绳内部产生主磁感应强度Bz,在钢丝绳表面产生主漏磁感应强度Bzl,Bzl与缺陷磁感应强度方向相反。传感器对磁感应强度进行综合处理时，用补偿磁感应矢量8。来抵消主漏磁感应强度Bzl.检测仪上某点传感线圈捕

7、捉到得磁感应强度矢量，是钢丝绳外该点各种磁感应强度矢量沿轴向分量的矢量和，即=+fih+忍h+忍＞.+战J+好m+战c+忍p+忍1+•••+忍，=/Bi*■1式屮：Bs为传感线圈捕捉到的磁感应强度；Bzl为主漏磁感应强度；Bh为补偿磁感应强度；Bh为环境磁感应强度；B、.为偏移磁感应强度；B、为断丝漏磁感应强度；B、为磨损漏磁感应强度；1^为锈蚀漏磁感应强度；Bp为疲劳漏磁感应强度；B'b为变形漏磁感应强度；B„为第n个