便携式钢丝绳无损检测仪设计.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
便携式钢丝绳无损检测仪设计
姓名:王竹秋
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:杨晓非
20060511
华中科技大学硕士学位论文摘要生断裂,后果将是严重的。但是,目前的钢丝绳检测系统还存在很大不足:基于单片机的检测系统不能与机通信,从而不能充分发挥机的强大浮点数据处理能力来研究钢丝绳的缺陷分析算法;而基于机的检测仪器又过分依赖于机,不利于做成便携式仪器在现场检测。因此,本文提出了一种以处理器为核心的便携式器的发展状况和应用前景,结合钢丝绳无损检测的实际需要,提出了采用芯片高精度、便于携带等优点。接着,根据钢丝绳漏磁检测的原理,本文介绍了系统总体功能和设计方案。研究了几种在漏磁检测中常用的磁传感器,结合钢丝绳无损检测的特点,选用的磁阻传感器O低车暮诵牟捎萌枪旧腁诤说在后续的章节中,本文详细介绍了系统的硬件和软件的设计与实现。其中硬件电路主要包括漏磁检测电路、外围电路、允灸闚涌诘取T谕瓿闪并且,针对钢丝绳断丝信号的特点和检测系统的要求,设计了‘断丝信号处理程序,包括信号的预处理,检测信号提取和断丝判别,具有运算简单,处理速度快,适于实时最后,总结了本课题研究所取得的成果和不足之处,提出了课题进一步深入研究钢丝绳作为牵引、承载的重要部件,它们的状态直接关系到设备的安全,一旦发检测仪的设计方案。本文首先简单介绍了钢丝绳无损检测的基本原理和方法,以及当前嵌入式微处理为核心的检测系统,该系统既可单独实施检测,又可与上位机通信,具有低功耗、芯片,同时选择芯片设计隤腢接口。硬件设计的基础上,整个系统的控制程序主要包括呐渲谩⒁壕允竞蚒固件。处理等特点。的展望。关键词:钢丝绳无损检测漏磁磁阻传感器
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:。:王稍条本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文卞己标明引用的内容外,本论文不包含任何其他人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。年占月本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口,在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭指导教师签名
华中科技大学硕士学位论文论课题的目的与意义钢丝绳是一种应用广泛的牵引、承载构件,广泛地应用于交通运输、冶金、采矿、建筑等行业。在使用过程中,它们的状态直接关系到设备的安全。~旦发生断裂,后果将是严重的。因此,对钢丝绳进行监测是十分必要的。但是,目前的钢丝绳检测系统还存在很大不足。从世纪年代开始,钢丝绳无损检测技术进入了系统研究阶段,各国学者全面研究了励磁装置、检测装置和缺陷特征,取得了~系列的成果,使得电磁无损检测技术日益成熟,并形成了相应的检测仪器,同期,我国也开发出第一代透炙可伤仪。这一系统研究阶段,重点是研究能够取得稳定、可靠、明显的钢丝绳缺陷信息的检测方法和装置。测取的信号是模拟信号,采用笔试记录仪或磁带机记录,检测信号的解释主要依靠人工进行,所研制的仪器的精度和智能化程度都不高。从年代开始,华中理工大学的杨叔子等人开始重点研究了钢丝绳断丝的定量检测,他们用永磁铁将钢丝绳磁化至饱和,用霍尔元件采集漏磁信号,用码盘控制采用间距,用计算机或单片机处理数据,研制成功了、认盗刑缴艘恰T辏逖艚骺冶机电研究所成功研制了型断丝检测装置。探伤仪由充磁机、探头和微电脑组成,将直流充磁机卡在被检钢丝绳上对钢丝绳进行磁化,将探头卡在钢丝绳上,用屏蔽电缆将探头与微电脑连接,将断丝信号输出到微机经处理后打印出结果【卜。】。后来,国内又陆续出现了相类似的探伤仪。现有的钢丝绳无损检测系统的自动化程度一般都不高,基本上是机器与人工组合的方式来完成缺陷的检测工作,基于单片机的检测系统不能与机通信,从而不能充分发挥机的强大浮点数据处理能力来研究钢丝绳的缺陷分析算法,而且功能单一,不便于操作。而基于机的检测仪器又过分依赖于机,~般采用的是待检
华中科技大学硕士学位论文漏磁检测原理与方法测钢丝绳、传感器、疍数据采集卡、机这样的组成模式,造成了检测现场仪器众多、连接复杂的局面,从而使检测系统的可靠性和稳定性难以得到保证。因此,这类仪器的成本较高,使用复杂,不利于普及。而且,在很多大型工矿企业中存在很多固定