[发明专利]一种旁路励磁方式的钢丝绳张力检测器及检测方法

说明书

本发明公开了一种旁路励磁方式的钢丝绳张力检测器及检测方法，主要由励磁机构、检测机构、电路板三部分组成；所述励磁机构主要包括励磁线圈、铁芯和磁极，所述的励磁线圈缠绕在铁芯上，所述的磁极安装在铁芯两端，在所述的磁极上设有供钢丝绳穿过的通孔；所述的检测机构安装在励磁机构的下方，其主要包括霍尔元件、两个聚磁环、衬套，所述的衬套两端固定在两个磁极之间，衬套的内圈供钢丝绳穿过；所述的两个聚磁环镶嵌在衬套外圈，两个聚磁环间距刚好为霍尔元件的长度大小，两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间放置霍尔元件，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件检测到，所述的霍尔元件与信号处理电路相连。

技术领域

本发明属于钢丝绳张力检测领域，具体涉及一种旁路励磁方式的钢丝绳张力检测器及检测方法。

背景技术

钢丝绳是一种具有弹性好、强度高、自重轻的柔性构件。适用于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途，是许多设备的关键组成部件，比如矿井提升、起重机、电梯、吊桥、客运索道等。提升设备及其构件的安全性在机械设计中一向是十分重要的。它的承载情况直接关系到设备的正常运行和人员的安全，因此对钢丝绳的张力检测是十分必要的。

电磁检测法是目前检测钢丝绳张力广泛使用的方法，基于此方法市场上出现了很多同类检测器。按照励磁的结构方式可以分为套筒式励磁和旁路式励磁，两种励磁方式均能达到检测所需的励磁效果。但对于已经投入使用的钢丝绳而言，套筒式励磁因为很难将励磁线圈套入在役钢丝绳中，因此几乎不具有实用性在磁路结构方面，可分为开路式和闭路式，开路式整体结构简单，仅有励磁线圈和感应线圈，以空气作为磁桥构成闭合磁路，由于空气导磁性能较差，导致磁路闭合效果较差，因此使得钢丝绳励磁效果较差，同时由于空气中会有较多干扰磁场的存在，严重影响了检测信号的信噪比，导致检测结果不准确。在励磁源的选择方面，目前多数检测器使用永磁体进行励磁，永磁体虽安装方便但不具有通用性，不能够根据钢丝绳的型号改变励磁强度使钢丝绳恰好磁饱和，而且永磁体励磁行程较短，均匀性差，导致钢丝绳中的磁感应强度的不稳定，严重影响了检测信号的准确性。在主磁通检测方面，目前很多检测器都使用了线圈法，但对于已经投入使用的钢丝绳，线圈需现场缠绕，且要求缠绕效果均匀分布，导致其具有一定的技术难度。线圈的反复缠绕，降低了线圈的使用寿命，性价比较低。

发明内容

本发明对在役钢丝绳张力检测方面具有较强的实用性，采用旁路励磁方式可以减少由于现场缠绕引起的工作效率低，测量误差大等问题。采用闭合磁路，可以降低外界励磁条件的影响，减少因电流过大而引起的温度剧烈变化导致检测结果不准确。采用线圈励磁方式，更具通用性，可根据钢丝绳的型号调整励磁电流，使钢丝绳刚好达到励磁饱和状态，同时有效避免了励磁行程短、励磁效果不均匀等问题。采用霍尔元件作为检测元件，霍尔元件安装方便，检测灵敏度高，无需繁琐的安装路线，且霍尔元件参数完整，方便检测电路的调试以及对检测结果准确性的大概判断

本发明采用的技术方案如下：

一种旁路励磁方式的钢丝绳张力检测器，主要由励磁机构、检测机构、电路板三部分组成；

所述励磁机构主要包括励磁线圈、铁芯和磁极，所述的励磁线圈缠绕在铁芯上，所述的磁极安装在铁芯两端，在所述的磁极上设有供钢丝绳穿过的通孔；

所述的检测机构安装在励磁机构的下方，其主要包括霍尔元件、两个聚磁环、衬套，所述的衬套两端固定在两个磁极之间，衬套的内圈供钢丝绳穿过；所述的两个聚磁环镶嵌在衬套外圈，两个聚磁环间距刚好为霍尔元件的长度大小，两个聚磁环之间形成桥路，桥路中间放置霍尔元件，聚磁环收集的磁场信号通过桥路被霍尔元件检测到，所述的霍尔元件与信号处理电路相连。

进一步的，所述的衬套由上半圆柱形衬套和下半圆柱形衬套组成，每个聚磁环由上半聚磁环和下半聚磁环组成，上半聚磁环嵌套在上半圆柱形衬套外圈；下半聚磁环嵌套在下半圆柱形衬套外圈；在两个半圆柱形衬套闭合时，所述聚磁环也刚好闭合，且两个半圆柱形的衬套闭合在一起后形成供钢丝绳穿过的空间。