發(fā)布時間：2021-10-16 18:34

　　鋼絲繩被廣泛應用于煤礦開采、港口運輸、化學工業(yè)、金屬冶煉、航空航天等行業(yè)。在不同工況影響下,鋼絲繩易產(chǎn)生疲勞、損壞、變形、斷絲等缺陷,其中以斷絲缺陷對鋼絲繩的危害最大,是最常見的失效形式。因此,準確快速地檢測鋼絲繩斷絲缺陷,對于減少甚至避免鋼絲繩安全事故,保證生產(chǎn)作業(yè)中人身和財產(chǎn)安全具有重要意義。本文根據(jù)鐵磁性材料的漏磁檢測原理,針對現(xiàn)有鋼絲繩斷絲缺陷檢測技術的不足,設計并完成了一種基于隧道磁電阻（TMR）傳感器陣列的鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置。論文的核心研究內(nèi)容包括:（1）建立了基于漏磁原理和等效面磁偶極子模型的斷絲缺陷漏磁場計算模型,分析了漏磁場不同方向分量相對于距離的變化趨勢,從理論層面為鋼絲繩斷絲缺陷漏磁場檢測提供依據(jù)。（2）設計了一種類亥姆霍茲線圈式勵磁裝置,通過計算建立了勵磁磁場磁感應強度分布模型并確定了勵磁裝置結構參數(shù),并利用電磁場有限元仿真軟件對勵磁裝置結構參數(shù)進行優(yōu)化和驗證。（3）制作了柔性TMR傳感器陣列及其安裝支架,提升了裝置的實用性并使其檢測范圍覆蓋到軸向和周向兩個維度。（4）完成了漏磁信號處理電路的設計、器件選型及調(diào)試工作;編寫了基于Qt的鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置的... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 鋼絲繩無損檢測技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼絲繩無損檢測的技術方法和特點
        1.2.2 鋼絲繩漏磁場檢測技術方法及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋼絲繩漏磁場檢測技術存在的問題及改進方向
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及結構安排
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結構安排
第二章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測理論研究
    2.1 鋼絲繩斷絲缺陷漏磁場檢測原理與模型
        2.1.1 鋼絲繩漏磁場檢測基本原理
        2.1.2 等效面磁偶極子模型
        2.1.3 有限元分析方法原理
    2.2 磁阻傳感器原理分析
        2.2.1 磁阻傳感器工作原理
        2.2.2 隧道磁電阻傳感器(TMR)
    2.3 本章小結
第三章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置設計與研究
    3.1 整體結構設計
    3.2 柔性TMR傳感器陣列設計
        3.2.1 單個TMR傳感器周向檢測范圍
        3.2.2 柔性TMR傳感器陣列電路設計
    3.3 勵磁裝置設計
        3.3.1 勵磁裝置設計原理
        3.3.2 勵磁裝置參數(shù)設計及優(yōu)化
        3.3.3 勵磁磁場有限元仿真分析
    3.4 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置相關電路設計
        3.4.1 電源電路
        3.4.2 最小系統(tǒng)電路
        3.4.3 信號預處理電路
        3.4.4 A/D數(shù)據(jù)轉換電路
    3.5 本章小結
第四章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置程序設計
    4.1 下位機程序設計
        4.1.1 硬件驅(qū)動開發(fā)平臺
        4.1.2 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置程序結構框架
        4.1.3 AD7606 數(shù)據(jù)轉換流程
    4.2 上位機軟件設計
        4.2.1 Qt開發(fā)平臺介紹
        4.2.2 上位機功能模塊設計
    4.3 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試及實驗結果分析
    5.1 鋼絲繩斷絲缺陷測試平臺搭建
    5.2 TMR元件一致性檢測實驗
    5.3 裝置最小檢測精度實驗
    5.4 裝置軸向最小分辨距離實驗
    5.5 鋼絲繩斷絲缺陷檢測實驗
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 論文展望
參考文獻
附錄
致謝
碩士期間科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型便攜式弱磁場測量系統(tǒng)[J]. 李良輝,康愛國,劉喆頡,劉文斌,劉鈺.  儀表技術與傳感器. 2017(10)
[2]漏磁檢測技術的研究與發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 沈功田,王寶軒,郭鍇.  中國特種設備安全. 2017(09)
[3]隧道磁電阻傳感器在鋼絲繩無損檢測中的應用[J]. 文軒,楊生勝,鄭闊海,黃一凡,李存惠,莊建宏,趙琳.  真空與低溫. 2016(02)
[4]多層圓線圈在電磁計算中全空間磁感應強度B的分布[J]. 周敏,田大慶,李小潤,劉暢.  制造業(yè)自動化. 2016(03)
[5]基于磁通門傳感器的弱磁場檢測方法[J]. 楊理踐,涂傳賓,高松巍.  儀表技術與傳感器. 2014(09)
[6]基于漏磁原理的鋼絲繩無損檢測技術研究[J]. 華晉偉,王兵,邵帥,林森.  儀表技術與傳感器. 2014(05)
[7]螺線管式磁感應鋼絲繩斷絲檢測系統(tǒng)設計[J]. 彭婷婷,周義仁.  工礦自動化. 2014(01)
[8]基于有限元分析的礦用鋼絲繩聚磁檢測方法[J]. 王紅堯,田劼.  煤炭學報. 2013(S1)
[9]基于霍爾陣列傳感器的鋼絲繩缺陷定量檢測技術的研究[J]. 趙敏,張東來,周智慧.  無損檢測. 2012(11)
[10]隧道磁電阻（TMR）磁傳感器的特性與應用[J]. 呂華,劉明峰,曹江偉,白建民,魏福林,楊正,王建國.  磁性材料及器件. 2012(03)

博士論文
[1]鋼絲繩斷絲損傷信號處理及定量識別方法研究[D]. 戰(zhàn)衛(wèi)俠.青島理工大學 2013
[2]磁致伸縮與磁彈一體化傳感技術及其鋼索檢測應用研究[D]. 劉秀成.北京工業(yè)大學 2013
[3]基于漏磁成像原理的鋼絲繩局部缺陷定量檢測技術研究[D]. 曹印妮.哈爾濱工業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]基于TMR磁傳感器的道路車輛檢測裝置及其應用研究[D]. 李良輝.太原理工大學 2018
[2]管道漏磁三軸檢測方法的理論研究[D]. 姜福琨.沈陽工業(yè)大學 2014
[3]基于磁阻傳感器的低功耗車輛檢測技術研究[D]. 王瑋.浙江大學 2014
[4]基于磁阻效應的車型自動識別算法研究及其應用[D]. 朱強.華南理工大學 2013
[5]基于鋼絲繩漏磁檢測定量算法研究[D]. 張恩超.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[6]聚酰亞胺撓性加速度傳感器的研究[D]. 王永剛.浙江大學 2009



本文編號：3440299