Page 57 - 无损检测2022年第八期

贾博涵,等:
钢丝绳开环永磁磁化漏磁检测传感器探靴槽的仿真优化

考虑实际中探靴安装, 选择探靴槽宽度为 18mm ,
研究不同探靴槽深度下缺陷特征信号变化规律, 其
缺陷特征变化曲线如图 7 所示, 同样地, 计算不同探
靴槽深度下的缺陷特征信号幅值, 研究缺陷特征信
号幅值随探靴槽深度的变化趋势。

图 6 提离距离 6.5mm 处缺陷特征信号随不同

探靴槽宽度的变化规律
提离高度为 6.5 mm 时, 缺陷特征信号随不同

刻槽宽度的变化规律如图 6 所示。探靴槽宽 度 L
在 0~30mm 之间变化时, 缺陷信号轴向特征幅值

随刻槽深 度 的 增 大 先 明 显 增 加 后 缓 慢 减 小, L 为

18mm 时缺陷信号轴向特征幅值最大。而缺陷信
号径向特征幅值随刻槽深度的增大先增加后明显减
小, L 为 10mm 时缺陷信号径向特征幅值最大。综

合考虑, 可以在 10~18mm 间选择合适的值为探靴
槽宽度尺寸。
2.2.2 以探靴槽深度为变量时的仿真结果
根 据 2.2.1 节中探靴槽宽度变化时的仿真结果, 图 7 不同探靴槽深度下的缺陷信号特征变化曲线
表 3 变量为探靴槽深度时缺陷特征信号幅值

探靴槽深度 / mm
参数
0 2.5 5 7.5 9 10 12.5

-4
轴向特征幅值 /( ×10 T ) 0.1751 0.7056 0.7875 0.7921 0.7848 0.7728 0.5689

-4
径向特征幅值 /( ×10 T ) 1.4393 1.2296 1.2728 1.2652 1.2502 1.2274 0.8485
缺陷特征信号随不同刻槽深度的变化规律如图 综 合 以 上 仿 真 结 果,选 择 探 靴 槽 宽 度 为

8 所示, 可见, 刻槽深度为 12.5mm 时, 缺陷特征曲 18mm , 深度为 7.5mm , 以提高钢丝绳开环式磁化

线的幅值及最值明显降低, 认为此数据为无效数据, 器检测精准度。

因此分析应在探靴槽深度为 0~10 mm 时进行, 当
探靴槽, 深度在 2.5~10mm 之间时, 缺陷信号轴向 3 试验验证

与径向特征幅值变化幅度不大, 缺陷轴向特征信号 根据图 2 中带探靴槽的开环漏磁检测磁化器结
和径向特征信号都随探靴槽深度的增大先增加后减 构模型及探靴槽仿真优化尺寸, 加工制作出钢丝绳

小, 当探靴槽深度为 7.5 mm 时缺陷轴向特征信号 开环永磁磁化漏磁检测探头( 探靴槽宽度为 18mm ,

幅值达到最大, 而缺陷径向特征信号幅值在探靴深 深度为7.5mm )。被测钢丝绳经漏磁探头磁化激发

度为 5mm 时最大。 出磁场, 检测扫查时由探靴中磁敏元件捕获出钢丝
绳损伤信号, 经电路传输到计算机上实现波形显示。
测试用钢丝绳的三种损伤类型如图 9 所示, 分
别为多根断丝外伤、 单根断丝外伤、 单根断丝内伤。
多根断丝外伤尺寸大易检测, 检测信号幅值大; 相比
之下, 单根断丝外伤信号幅值较小; 单根断丝内伤检
测信号容易湮没在绳股信号等噪声信号中, 检测信

图 8 6.5mm 提离处缺陷特征信号随不同
噪比低甚至检测不出。三种类型钢丝绳损伤的开环
探靴槽深度的变化规律
永磁磁化漏磁检测效果如图 10 所示。
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2022 年 第 44 卷 第 8 期
无损检测