Page 101 - 无损检测2024年第五期

关益辉, 等:

多通道钢丝绳的漏磁检测信号融合方法

的磁通量大小; t 为时间。

图8 霍尔加法器 PCB板实物

针对 32mm 钢丝绳的外部断丝损伤群( 见图
ϕ
9 ), 采用便携式钢丝绳检测探头, 采用图5所示探靴
图7 多通道电感信号融合方案
和图10所示的检测设备进行测试。霍尔元件的每
感应电压大小与磁通量本身大小无关, 而与线 种排列方式测4组数据, 即3组输入数据和1组输
圈匝数和磁通量变化率有关。因此感应线圈测量的
出数据, 每组数据记录20个波形信号。其3种排列
是磁通量的变化率, 而不是磁通量的绝对值大小, 测
方式的损伤信号波形特征如图11所示, 所有数据的
量结果受到检测速度影响。电感是无源器件, 工作 损伤信号幅值特征如图12所示。每组数据的损伤
时不需要外加电源, 传感器自身几乎不产生电磁噪
信号幅值均值如表1所示。
声。电感传感器输出信号无基线电压, 所以相较于
霍尔方案, 多通道电感信号融合方案比较简单, 基于
双路运算放大器 TLC2262搭建了加法电路, 三通道
电感信号( IN1 、 IN2 、 IN3 ) 直接输入加法电路即可。
但需注意电感传感器输入此电路的信号为交流信
号, 因此电源必须用±5V 双电源, 即必须能够放大
负电压。放大后的信号同样进入后续已有的放大电
路进行放大滤波。
图9 ϕ 32mm 钢丝绳的外部断丝损伤群
3 试验验证

3.1 多通道霍尔元件信号融合方案试验验证
搭建测试电路并初步完成测试后, 设计并制作
了多通道霍尔元件信号融合前端探靴及其适配的
PCB样板, 采用双电源供电, 其实物如图 8 所示。
经初步测试, 此方案能够对损伤信号的幅值有一定

的提升。 图10 检测设备及测试环境

图11 霍尔元件3种排列方式的损伤信号波形特征
由此可见, 对于外部断丝损伤群的检测, 霍尔元 器可以有效提升信号的幅值大小, 3 种排列方式分
件在环形探靴中轴向、 周向、 径向分布时, 霍尔加法 别提高40% , 50% , 40% 以上, 其中, 霍尔元件轴向

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2024年 第46卷 第5期
无损检测