Page 73 - 无损检测2024年第五期

陈佳文, 等:

基于磁敏调向的钢丝绳漏磁检测绳股信号抑制方法

图1 钢丝绳漏磁检测信号基本构成示意

2 绳股信号抑制方法

钢丝绳通常由多股小绳绕制而成, 每根绳股间
存在股间空隙, 通过磁敏元件对钢丝绳进行扫描时,
饱和磁化后的钢丝绳会在钢丝绳股与股空隙处产生
漏磁场, 采集后的信号显示类似正弦波, 这种信号即
是绳股信号。从实践经验来看, 绳股信号的幅度与
钢丝绳结构以及直径有关。对比钢丝绳和钢管的漏
磁检测, 可将钢丝绳股间空隙看作是一种缺陷, 绳股
信号是这种缺陷形成的漏磁场 [ 2-3 ] 。
处于深度磁饱和状态下的钢丝绳绳股中的磁感
线大多数都收束在绳股内部, 但是靠近股间空隙部
分的会出现外漏情况。相邻的两绳股类似于磁铁两
极, 磁感线从一极发出, 经过股间空隙到达另一极。
产生绳股信号的漏磁场具有明显的方向性, 且与钢
丝绳的捻角相关。
为了拾取较大的漏磁场信号, 现有的钢丝绳漏
磁检测探头中的磁敏元件磁敏方向通常正对钢丝绳 图2 绳股信号抑制方法示意与实施
漏磁场的轴向分量或者径向分量。这就导致磁敏元 别与 y 轴导轨端部固定连接, 确保立柱之间的距离
件拾取到的信号同时包含缺陷信号和绳股信号, 真 恒定不变。钢丝绳通过张紧器悬挂于立柱之间, 通
实缺陷信号与绳股信号混杂, 降低最终检测信号的 过调整张紧器的螺栓可以改变张紧程度, 保证钢丝
信噪比。磁敏元件的磁敏特性具有方向性, 磁敏方 绳在检测时能被张紧。 x 轴导轨上有一滑块和夹持
向与绳股漏磁场方向垂直时, 磁敏元件不会检测到 装置, 检测探头和电机通过螺栓以及夹持装置固定
绳股信号, 理论上即可将绳股信号从检测信号中滤 在该滑块上。步进电机转动带动滑块左右移动, 检
测探头也就随着滑块沿钢丝绳的轴向方向往复扫
除, 绳股信号抑制方法示意及实施如图2所示。
描。电机控制盒可以控制步进电机的转速和方向。
3 试验验证 为排除后续处理电路的干扰, 试验时直接将磁敏元

3.1 试验装置 件的原始输出信号接入示波器中。用直流稳压电源

为验证该理论方法, 进行了相关试验, 搭建了自 为磁敏元件提供5V 电压。
动扫描试验台。试验系统结构框图如图3所示。自 3.2 试验内容
动扫描试验台实物如图4所示。自动扫描试验台包 为了进行对比试验, 试验时将磁敏元件在钢丝
绳同一径向位置, 沿轴向方向左右布置, 保证两片磁
含两根 y 轴导轨, 两根x 轴导轨, 总计 4 根高刚度
滑轨。滑块内部采用滚珠内循环结构。立柱底部分 敏元件提离值相同, 扫查路径一致, 如图5所示。左
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2024年 第46卷 第5期
无损检测