鋼絲繩斷絲無(wú)損檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-07-02 13:35本頁(yè)面
【正文】 4 二階有源低通濾波電路截止頻率取100Hz，通帶增益Kp=1，根據(jù)二階有源濾波器電容選擇用表可查出C4=，根據(jù)選擇電容C4的實(shí)際值，按照下式計(jì)算電阻換標(biāo)系數(shù)K=10其中單位為Hz，C4單位為。Vdc電壓輸出接線(xiàn)圖167。調(diào)整時(shí)可發(fā)現(xiàn)，盡管只旋轉(zhuǎn)其中一組電源輸出調(diào)整旋鈕，但兩組電壓輸出值會(huì)同時(shí)改變且顯示數(shù)字相同，只是一端為正，一端為負(fù)，此時(shí)即可得到一端正值、一端負(fù)值，且同為15Vdc的電壓輸出，其原理類(lèi)似拿兩個(gè)電池頭尾相接串聯(lián)的情況。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(kāi)，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。當(dāng)需要以正負(fù)電壓輸出時(shí)，可利用電源供應(yīng)器上Tracking鍵之功能。圖32 LM741運(yùn)算放大器管腳配置圖167。15Vdc的電源。12Vdc至177。 LM741運(yùn)算放大器LM741是運(yùn)算放大器中最常使用的一種，具有反相與同相兩個(gè)輸入端，由輸入端輸入欲被放大的電流或電壓信號(hào)，經(jīng)放大后由輸出端輸出。差模增益：。N1N2性能一致，平衡對(duì)稱(chēng)，構(gòu)成差動(dòng)放大輸入級(jí)。 放大電路 鋼絲繩斷絲產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)很微弱，一般只有幾高斯，當(dāng)用霍爾傳感器檢測(cè)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]。信號(hào)調(diào)理電路由放大電路和濾波電路兩部分組成。在鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)中，信號(hào)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(cè)信號(hào)進(jìn)行不失真的放大、濾波等處理，信號(hào)電平達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換的信號(hào)幅度范圍；（2）在進(jìn)行多傳感器同時(shí)檢測(cè)時(shí)，能夠?qū)蝹€(gè)傳感器輸出信號(hào)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(duì)放大器的增益進(jìn)行調(diào)節(jié)；（4）信號(hào)預(yù)處理電路應(yīng)盡量減少對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾。 第3章 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)167。應(yīng)用這一原理，只要檢測(cè)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(hào)。在工作溫度不變的情況下，視為一常數(shù)。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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為B和霍爾元件平面法線(xiàn)的夾角，則霍爾元件輸出的霍爾電壓為。如圖25所示，如果在垂直于磁場(chǎng)的導(dǎo)體里通過(guò)一定的電流，則在垂直電流和磁場(chǎng)的方向上存在一個(gè)電場(chǎng)，并在兩端有電動(dòng)勢(shì)輸出，此現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。圖23全磁通檢測(cè)法原理167。要不然就會(huì)丟漏信號(hào)。由式(21)可知，當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)N與運(yùn)動(dòng)速度v一定時(shí)，感應(yīng)線(xiàn)圈輸出的電動(dòng)勢(shì)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。當(dāng)存在損傷的鋼絲繩相對(duì)于感應(yīng)線(xiàn)圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)線(xiàn)圈將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 感應(yīng)法感應(yīng)法運(yùn)用感應(yīng)線(xiàn)圈檢測(cè)，基于感應(yīng)線(xiàn)圈檢測(cè)鋼絲繩損傷（亦稱(chēng)全磁通檢測(cè)）的原理如圖24所示。 檢測(cè)元件漏磁場(chǎng)的測(cè)量通過(guò)磁敏感元件實(shí)現(xiàn)，較常用的是感應(yīng)法和霍爾效應(yīng)法。本設(shè)計(jì)選用的軟磁材料為工業(yè)純鐵。圖22永磁勵(lì)磁回路軟磁材料是勵(lì)磁回路中形成磁力線(xiàn)通路不可缺少的組成部分，其在勵(lì)磁磁路中用來(lái)改變磁力線(xiàn)方向，減小回路系統(tǒng)的磁阻，增大關(guān)鍵部位的磁通密度，聚集磁場(chǎng)。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。結(jié)合鋼絲繩探傷檢測(cè)實(shí)際，綜合考慮各種永磁材料的特性，選擇稀土材料的永久磁鐵是比較理想的。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(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在鋼絲繩斷絲探傷傳感器的勵(lì)磁裝置中，本設(shè)計(jì)選用永久磁鐵作為勵(lì)磁源。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(duì)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(wú)論在體積、重量、使用方便性，還是在檢測(cè)成本上，與直流有源勵(lì)磁方式相比都有明顯的優(yōu)越性。交流勵(lì)磁法由于在鋼絲繩表面產(chǎn)生集膚效應(yīng)或渦流，現(xiàn)己逐漸被淘汰。因此，針對(duì)被測(cè)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和測(cè)量目的，選擇磁化方法是磁化的關(guān)鍵。167。分析表明，對(duì)于鋼絲繩等細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件斷絲產(chǎn)生的局部漏磁的檢測(cè)，用高導(dǎo)磁材料制成的聚磁器，呈圓臺(tái)形，其中一端有凸臺(tái)。只采用多元件組合檢測(cè)方法時(shí)，隨著鋼絲繩直徑加大，元件數(shù)目增多；采用檢測(cè)信號(hào)相互疊加來(lái)消除繩股間漏磁場(chǎng)影響時(shí)，檢測(cè)元件的安裝，應(yīng)達(dá)到一定的精度要求。當(dāng)某一磁場(chǎng)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(chǎng)將從材料中外泄出來(lái)，然后用霍爾傳感器檢測(cè)外泄的漏磁場(chǎng)。 斷絲的漏磁場(chǎng)檢測(cè)漏磁檢測(cè)原理如圖21所示。目前，能在工程中推廣使用的主要是電磁檢測(cè)法[1]。鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的方法和原理有十幾種之多。在這種情況下，人工目視檢查只得對(duì)鋼絲繩逐段清洗后仔細(xì)觀(guān)察，雖然如此，鋼絲繩內(nèi)部缺陷仍無(wú)法發(fā)現(xiàn)，這就要求研究其它的鋼絲繩檢測(cè)方法。盡管這種方法對(duì)現(xiàn)代工藝制造的鋼絲繩檢查效果越來(lái)越不理想，但目前許多鋼絲繩用戶(hù)仍然沿用此方法。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?huì)影響工作效率，另外工作人員還需精神高度集中，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。當(dāng)鋼絲繩表面發(fā)生斷絲時(shí)，由于應(yīng)力的作用使它向外發(fā)散，從而使斷絲露出繩外，這樣，最明顯、也是最原始的方法——人工目視檢查法（國(guó)外稱(chēng)之為rag．a(chǎn)nd．visual）應(yīng)運(yùn)而生。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(cè)儀器來(lái)適應(yīng)檢測(cè)的要求[1]。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，港口、礦山、建筑及其它行業(yè)的起重牽引設(shè)備日趨大型化，鋼絲繩越來(lái)越長(zhǎng)，直徑不斷增大。 程序流程圖設(shè)計(jì) 20結(jié) 論 21參考文獻(xiàn) 22致 謝 23附 錄 2431前 言 鋼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(dòng)載和過(guò)載能力強(qiáng)以及在高速工作條件下運(yùn)行和卷繞無(wú)噪聲等許多優(yōu)點(diǎn)，在礦產(chǎn)、冶金、交通、建筑、旅游等國(guó)民經(jīng)濟(jì)主要行業(yè)和部門(mén)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(lèi)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。 ADC0809 15167。 濾波電路 11第4章 硬件電路及軟件設(shè)計(jì) 13167。 LM741運(yùn)算放大器 10167。 信號(hào)調(diào)理電路 8167。 感應(yīng)法 5167。 鋼絲繩的磁化方法 4167。關(guān) 鍵 詞：鋼絲繩，霍爾傳感器，放大，濾波，A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī) BROKEN WIRE ROPE NONDESTRUCTIVE TESTING DEVICE DESIGNABSTRACTWith the continuous development of society, the application of wire rope is increasingly wide at the same time more and more people concerns their design of realtime online monitoring
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