Page 101 - 无损检测2022年第七期

郭建美,等:
平行钢丝束填充状态对表层缺陷漏磁场的弱化规律分析

2 检测试验

利 用 带 圆 孔 的 亚 克 力 模 具 插 入 平 行 钢 丝 模
拟斜拉索, 平行钢丝直径为 7 mm , 在 其 表 层 最 上

方放置 一 根 带 有 凹 槽 缺 陷 的 钢 丝, 缺 陷 宽 度 为

5 mm , 缺陷深度为 4 mm 。建 立 如 图 5 所 示 的 斜
拉索缺陷 试 验 系 统, 系 统 主 要 包 括 电 机 驱 动 器、
三轴运动导轨、 直流励 磁 源、 漏 磁 检 测 传 感 器、 工
控机, 其中三轴运动 控 制 系 统 搭 载 漏 磁 检 测 传 感
器以设 定 速 度 相 对 待 测 钢 索 做 匀 速 直 线 运 动。
漏磁检 测 传 感 器 包 括 传 感 器 支 撑 结 构、 导 轨 结
构、 励磁机构、 磁敏元件 安 装 槽 和 磁 敏 元 件, 磁 敏
元件采用高灵敏度霍尔元件( 型号为 EQ730L , 灵

敏度为 13.5 mV · Gs )。
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图 6 两 种 排 布 方 式 钢 丝 束 的 线 扫 查 漏 磁 信 号
根钢丝时漏磁信号的幅值下降了 73% 。

图 5 斜 拉 索 缺 陷 检 测 系 统
为研究 平 行 钢 丝 束 填 充 状 态 对 表 层 缺 陷 漏
磁场的影响, 对圆形 和 扇 形 两 种 排 布 方 式 的 钢 丝
束分别 进 行 点 检 测 和 线 扫 查 检 测。 点 检 测 即 霍
尔元件置于缺陷上 方 检 测 漏 磁 场 信 号 的 幅 值, 检

测时提 离 距 离 为 1 mm , 检 测 结 果 如 表 1 所 示。
线 扫 查 即 利 用 扫 描 架 带 动 传 感 器 对 缺 陷 进 行 动

态扫查, 提离距离为 8 mm , 两种排布 方 式 钢 丝 束
的线扫 查 漏 磁 场 信 号 如 图 6 所 示。 当 缺 陷 钢 丝
周围是空气时缺陷 信 号 幅 值 最 大; 缺 陷 钢 丝 周 围
健康钢丝对漏磁场 的 影 响 是 非 均 匀 的, 距 离 缺 陷
钢丝近的健康钢丝 对 漏 磁 场 的 影 响 较 大, 随 着 缺
陷钢丝周围健 康 钢 丝 数 目 ( N ) 的 增 多, 缺 陷 产 生
的磁场信号幅值减小, 最 终 填 充 57 根 钢 丝 时, 两
种排布方式的漏磁信号下降幅值相同。 图 7 不 同 排 布 方 式 钢 丝 束 的 漏 磁 信 号 对 比
随着健康钢丝根数 N 的增加, 平行钢丝束整体
3 分析与讨论
的截面积缺失率 η 降低, 但 η 的变化趋势与磁场的变
化趋势相差较大, 考虑漏磁信号幅值呈指数衰减, 采
不同排布方式钢丝束的漏磁信号对 比 如 图 7
所示, 可见, 缺 陷 的 点 检 测 和 线 扫 查 的 结 果 趋 势 用e 来表征磁场变化趋势但偏差依然较大, 因此需
η
是一致的, 健 康 钢 丝 的 排 布 方 式 不 同, 对 缺 陷 磁 要综合考虑 η 与 μ 的共同作用, 定义一个衰减系数
场的影响 程 度 也 不 同, 但 在 两 种 排 布 方 式 下, 填 g= e A η + B μ , 分别以线扫查和点检测的漏磁信号为目
充 57 根平行钢 丝 时 漏 磁 信 号 的 幅 值 都 比 填 充 1 标, 根据表1中的数值, 利用粒子群优化算法对衰减
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2022 年 第 44 卷 第 7 期
无损检测