隧道磁电阻传感器在钢丝绳无损检测中的应用

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1、真空与低温第22卷第2期104Vacuum&Cryogenics2016年4月隧道磁电阻传感器在钢丝绳无损检测中的应用文轩，杨生胜，郑阔海，黄一凡，李存惠，庄建宏，赵琳（兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室，兰州730000）摘要：基于隧道磁电阻（TMR）传感器的钢丝绳无损检测设计，利用TMR传感器高敏感度、高信噪比的优点，对与钢丝绳材料和结构相似的缺陷钢棒进行检测，通过TMR传感器不同的布局方式对缺陷钢棒的漏磁场进行实验，确定出漏磁场的最佳检测方向和最优提离距离；对实验结果进行理论模型分析

2、，然后利用得到的最优方案对不同直径、存在内外部不同损伤缺陷的钢丝绳进行实例检测，验证TMR传感器对钢丝绳缺陷的识别能力和在钢丝绳无损检测应用中的优势，为钢丝绳无损检测提供一种新的检测技术方法。关键词：无损检测；钢丝绳；漏磁场；隧道磁电阻传感器中图分类号：O441；TG806文献标志码：A文章编号：1006-7086（2016）02-0104-07DOI：10.3969/j.issn.1006-7086.2016.02.009THEAPPLICATIONOFTMRSENSORINNONDESTRUCTI

3、VETESTINGOFWIREROPEWENXuan，YANGSheng-sheng，ZHENGKuo-hai，HAUNGYi-fan，LICun-hui，ZHUANGJian-hong，ZHAOLin（ScienceandTechnologyonVacuumTechnologyandPhysicsLaboratory，LanzhouInstituteofPhysics，Lanzhou730000，China）Abstract：ThispaperisbasedonthedesignoftheTMRse

4、nsorinnondestructivetestingofwireropes，andmakesuseoftheadvantagesofthehighsensitivityandthehighsignal-to-noiseratio，andteststhesteelbarwhichissimilarwiththewireropeinmaterialandstructure.ByusingtheTMRsensorindifferentdistributionstoexperimentontheleakag

5、estrayfieldofthesteelbardefects，thebestmeasuringdirectionintheleakagemagneticfieldsandtheperfectlift-offdistancearedetermined.Thispaperalsoanalysestheresultsofthetests，thenmakesuseofthebestwayfromtheexperimenttotestthesteelwireropeindifferentdiameterand

6、damagedlevels.Finally，weverifytherecognitioncapabilityoftheTMRofsteelwireropeandtheadvantagesofTMRsensorinnondestructivewireropetests，andweprovideanewmethodofthelaternondestructivewireropetests.Keywords：nondestructivetesting；steelwirerope；leakagemagneti

7、cfield；theTMRsensor0引言前只有电磁检测法得到了实践和推广，其基本原理是：用一磁场沿钢丝绳轴向磁化钢丝绳，当钢丝绳钢丝绳由多股钢丝螺旋形捻制而成，在输送机通过这一磁场时，一旦钢丝绳中存在缺陷（断丝、磨中作为牵引构件，承担全部牵引力，因而钢丝绳的使用寿命直接影响到生产成本、人员安全及设备安损、锈蚀、畸变等），则会在钢丝绳表面产生变异的全[1]。根据生产现场统计，约有20%的钢丝绳，其强漏磁场或引起检测磁路内的磁通变化，采用磁敏感度下降30％却仍在使用，约有70%的钢丝绳，其强元件检测这

8、些磁场的畸变即可获得有关钢丝绳缺[2]陷的信息[3]。度损失很少甚至没有损伤却被强制更换，因此为了满足生产安全需求，提高经济效益，钢丝绳无损在钢丝绳的缺陷检测和诊断实践中，通常根据检测应用而生。钢丝绳上缺陷的不同性质和状况将钢丝绳损伤分理论上探讨过的钢丝绳无损检测方法很多，目为两大类：横截面积损失型（LMA型）和局部缺陷型收稿日期：2015-12-09作者简介：文轩（1991-），男，硕士研究生，甘肃定西人，从事钢丝绳无损检测和空间环境效应评价及防护技术