[发明专利]钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器

说明书

技术领域

本发明属于机械自动化设备动态检测领域，具体涉及一种钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器。

背景技术

在我国矿山、冶金、化工等行业中，钢绳芯输送带因其成槽性好、运送量大、使用简便等特点被广泛应用。但是钢绳芯输送带在生产中随着载荷增加和运送速度的提高，易发生各类隐形损伤，导致钢绳芯的强度下降并最终断裂，从而造成重大经济损失及人员伤亡。

在钢绳芯输送带损伤检测领域，常用的无损检测手段主要有磁巴克豪森噪声法、超导量子干涉器法、超声波检测法和金属磁记忆检测法等。磁巴克豪森噪声法精确度较低，必须与磁声发射法相结合才能达到理想的精度。超导量子干涉器法在高灵敏度、宽带宽、高空间分辨力等方面占有绝对优势，但由于抗外界噪声干扰能力价格昂贵而受到其他无损检测方法。超声波检测具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定量等优点。但超声波探伤对缺陷的显示不直观，超声波检测对工作表面要求平滑，使超声波探伤也具有其局限性。金属磁记忆法的提出时间较为短暂，其最大优势是不需要激励磁化装置，且检测设备相对简单低廉，非常适于现场应用，是目前唯一能以1mm精度确定设备应力集中区的方法。但金属磁记忆技术应用于铁磁性材料的早期损伤检测目前尚处于探索阶段，无论是理论模型还是试验研究均不能建立应力集中区损伤程度与磁记忆信号之间的定量对应关系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何能够有效检测出钢绳芯输送带中每根钢丝绳的异常应力集中区和缺陷程度，并且抗干扰能力强，检测灵敏度高和操作简单。

多通道磁记忆传感器原理为在应力集中区域漏磁场切向磁感应分量                                               具有峰值，法向磁感应分量符号改变且具有零值点。通过检测漏磁场梯度K值（）和法向分量就能确定工件的应力集中区和损伤位置。

使用的传感器的参数为：

灵敏度：0.7 mV/V/G

工作电压：3.3V~5V

工作温度范围: -25°C～ +60°C

最小测距: 1mm

最大扫描速度:0.5米/秒

多通道超声波传感器采用直探头设计，纵波垂直入射法检测。超声波通过空气耦合法进入钢丝绳输送带内部。根据连续波理论，确定近场长度：N=(D2-λ2)/4λ，λ为传声介质中的超声波长，D为晶片直径。综合考虑通道超声波探头的组合性能（如分辨率，电噪声等）、缺陷与基体（工件）材料的声阻抗差异、缺陷自身的形状与取向，以及缺陷本身的表面粗糙度等因素对实际反射回波的频率（频谱）存在影响，采用脉冲探头检测。采用PM30系列超声波探头，使用的传感器参数为：

最大检测范围:2000mm

输出方式开关量:PNP 

工作电压:10~30V

最大负载电流：200mA

工作温度范围：-10℃～60℃

    盲区：80mm

通过对发射的超声波进行编码，可以有效解决噪音及交叉问题带来的干扰。

    本发明所采用的技术方案是：钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器，在钢绳芯输送带下带上方搭建一个比输送带略宽的固定架，根据钢绳芯输送带所检测钢丝绳的数量，布置稍多于钢丝绳数量的磁记忆传感器和超声波传感器，根据金属磁记忆检测原理，准确定位钢丝绳的缺陷或应力集中区的位置，再通过超声波传感器对磁记忆传感器检测出的位置进行复检，并定量测出缺陷程度。

作为一种优选方式：磁记忆传感器和超声波传感器组成一个阵列模块，阵列模块长度为300mm，阵列模块前面两排为24个磁记忆探头，后面一排为8个超声波探头，相邻两个磁记忆探头之间的长度方向距离与该钢绳芯输送带中相邻钢丝之间的距离相等，相邻两个超声波探头之间的长度方向距离为该钢绳芯输送带中相邻钢丝之间的距离的2-3倍。

本发明的有益效果是：本发明将超声波检测与金属磁记忆检测相结合，克服了磁记忆检测不能建立应力集中区损伤程度与磁记忆信号之间的定量对应关系。同时弥补了超声波不能定性检测的缺陷。具有高灵敏度、抗干扰能力强等特性，可用于高温、高压、腐蚀或其它复杂环境中。本发明运用阵列传感器检测钢绳芯输送带，与传统阵列传感器相比，将阵列传感器分块，可以根据钢绳芯输送带不同宽度任意组合。最大限度减小磁记忆传感器的误差，充分发挥超声波传感器检测光滑平面的优势，使每段阵列传感器更好的满足现场环境的需要，提高了检测的精确度。

附图说明