【正文】 絲繩作為最重要的繞性構(gòu)件之一，因其具有抗拉強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度高、白重輕、彈性好、工作平穩(wěn)可靠、承受動載和過載能力強(qiáng)以及在高速工作條件下運(yùn)行和卷繞無噪聲等許多優(yōu)點(diǎn)，在礦產(chǎn)、冶金、交通、建筑、旅游等國民經(jīng)濟(jì)主要行業(yè)和部門的提升、運(yùn)輸及牽引等設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用，如各類起重機(jī)、貨運(yùn)客運(yùn)索道、電梯、礦井提升機(jī)等都大量地使用鋼絲繩。因此，需要在現(xiàn)有探傷儀的基礎(chǔ)上研制出高性能、高可靠性的智能化檢測儀器來適應(yīng)檢測的要求[1]。這種方法只能檢查外部斷絲，且斷絲須向外翹起，同時(shí)速度還不能太快，但又不可太慢，因?yàn)樘龑绊懝ぷ餍?，另外工作人員還需精神高度集中，勞動強(qiáng)度較大。在這種情況下，人工目視檢查只得對鋼絲繩逐段清洗后仔細(xì)觀察，雖然如此，鋼絲繩內(nèi)部缺陷仍無法發(fā)現(xiàn)，這就要求研究其它的鋼絲繩檢測方法。目前，能在工程中推廣使用的主要是電磁檢測法[1]。當(dāng)某一磁場中的鐵磁性材料表面出現(xiàn)裂紋等缺陷時(shí)，由于材料局部的磁導(dǎo)率降低（磁阻增加），一部分磁場將從材料中外泄出來，然后用霍爾傳感器檢測外泄的漏磁場。分析表明，對于鋼絲繩等細(xì)長構(gòu)件斷絲產(chǎn)生的局部漏磁的檢測，用高導(dǎo)磁材料制成的聚磁器，呈圓臺形，其中一端有凸臺。因此，針對被測構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和測量目的，選擇磁化方法是磁化的關(guān)鍵。永久磁鐵的勵(lì)磁強(qiáng)度一般不能調(diào)整，在相同的勵(lì)磁效果下，對于中小直徑鋼絲繩（直徑小于40mm），采用永久磁鐵勵(lì)磁方式無論在體積、重量、使用方便性，還是在檢測成本上，與直流有源勵(lì)磁方式相比都有明顯的優(yōu)越性。勵(lì)磁回路要求以最低的成本、最小的體積、最輕的重量、最優(yōu)的性能，使鋼絲繩中的磁場強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)選用釹鐵硼稀土永磁材料作為勵(lì)磁回路的勵(lì)磁源，因?yàn)闊Y(jié)釹鐵硼永磁材料具有創(chuàng)紀(jì)錄的高剩磁、高矯頑力、高磁能積。本設(shè)計(jì)選用的軟磁材料為工業(yè)純鐵。 感應(yīng)法感應(yīng)法運(yùn)用感應(yīng)線圈檢測，基于感應(yīng)線圈檢測鋼絲繩損傷（亦稱全磁通檢測）的原理如圖24所示。由式(21)可知，當(dāng)線圈匝數(shù)N與運(yùn)動速度v一定時(shí)，感應(yīng)線圈輸出的電動勢e，能夠反映出鋼絲繩中磁通量沿繩軸向的變化，即鋼絲繩有效金屬斷面積沿鋼絲繩軸向的變化。圖23全磁通檢測法原理167。圖24霍爾效應(yīng)原理圖設(shè)K為霍爾靈敏度系數(shù)，I為電流強(qiáng)度、B為磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為B和霍爾元件平面法線的夾角，則霍爾元件輸出的霍爾電壓為。應(yīng)用這一原理，只要檢測出霍爾元件兩端的輸出電壓，便可獲得鋼絲繩的斷絲損傷的信號。在鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)中，信號的預(yù)處理裝置應(yīng)達(dá)到如下功能和要求：（1）能夠?qū)鞲衅鬏敵龅臋z測信號進(jìn)行不失真的放大、濾波等處理，信號電平達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換的信號幅度范圍；（2）在進(jìn)行多傳感器同時(shí)檢測時(shí)，能夠?qū)蝹€(gè)傳感器輸出信號進(jìn)行獨(dú)立處理，各個(gè)處理通道間不應(yīng)相互干擾；（3）能對放大器的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)；（4）信號預(yù)處理電路應(yīng)盡量減少對檢測信號的干擾。 放大電路 鋼絲繩斷絲產(chǎn)生的漏磁場很微弱，一般只有幾高斯，當(dāng)用霍爾傳感器檢測時(shí)，傳感器的輸出電壓只有幾毫伏，因此電路必須進(jìn)行放大，本設(shè)計(jì)采用三運(yùn)放共模抑制比放大電路，如圖31所示[35]。差模增益：。12Vdc至177。圖32 LM741運(yùn)算放大器管腳配置圖167。15Vdc電壓，需要先將兩組電源輸出中其中一組的正端接上另一組的負(fù)端，剩下未接的兩個(gè)輸出端便為電源輸出端，然后將電源供應(yīng)器電源打開，并將儀表板上Tracking鍵按下，再由板面上調(diào)整旋鈕以調(diào)整出所需的177。Vdc電壓輸出接線圖167。電容C4=，C5=。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。RST：復(fù)位輸入。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 ADC0809ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。3．外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖42所示。 硬件電路調(diào)試硬件電路包括放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)及數(shù)碼管顯示電路。放大電路的檢測是通過觀察示波器顯示波形是否失真來確定放大電路是否搭好。圖44 放大電路仿真圖圖45 濾波電路仿真圖A/D轉(zhuǎn)換電路選用ADC0809，ADC0809和單片機(jī)在焊接的過程中電源和地一定要接，數(shù)碼管在接之前一定要確定它的位選端和段選端，檢測的方法用5V電壓源接一電阻分別接在各個(gè)管腳上，確定12為位選端，剩下的分別為段選端[12]。1．主要完成的工作（1）在明確系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)要求后，首先查閱了國內(nèi)外關(guān)于“鋼絲繩無損檢測”的大量資料，然后提出了自己的整體設(shè)計(jì)方案。程序涉及到單片機(jī)常用功能和硬件的相關(guān)原理。鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)是目前無損檢測領(lǐng)域一個(gè)很受關(guān)注的課題，隨著各門科學(xué)技術(shù)間的不斷融合和發(fā)展和檢測元件的靈敏度越來越高，以及越來越多的人投入到科研的行列，相信在不遠(yuǎn)的將來，鋼絲繩無損檢測系統(tǒng)必將更加方便的應(yīng)用于實(shí)時(shí)在線檢測，更加便攜，更加實(shí)用，使在應(yīng)用中的鋼絲繩的安全檢測更加牢靠。第一次花費(fèi)如此長的時(shí)間和如此多的精力，完成一套設(shè)計(jì)作品，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，是值得我一生慢慢品嘗的。導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度和謙虛和藹的作風(fēng)給我們留下了終生難忘的印象，時(shí)刻激勵(lì)著我們奮發(fā)向上，永遠(yuǎn)向前。uchar disp[4]。//聲明延時(shí)函數(shù)void init(void)。sbit OE=P3^7。//=====主函數(shù)=================main(){ init()。 ST=1。//讀數(shù)據(jù) OE=0。 LED3=1。 } else{ LED1=0。 disp[1]=result/100%10。 } }//======顯示函數(shù)=============void display(void){ uchar i,scan。i++) { P2=~scan。 scan=1。i++) for(j=0。 ET0=1。 TR0=1。}附錄2 硬件電路原理圖附錄3 硬件電路PCB圖附錄4 軟件仿真圖附錄4 硬件電路照片寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。能干的人，不在情緒上計(jì)較，