发表期刊:《材料开发与应用
编者按：TCK钢丝绳探伤仪是TCK.W钢丝绳检测仪的前期名称。TCK.W 数十年如一日，坚持钢丝绳检测技术的研究，终于取得了钢丝绳检测技术的重大突破，成为钢丝绳检测领域的引导者。
关键词：钢丝绳 无损检验 数学模型
Principle of TCK.W On-line Non-destructive
Defect De tector for Wire Ropes
Dou Yutang
(Luoyang Jianxi Mineral 8L Metallurgical Research lr~titut)
Zhao Zhe.
(Luoyang Ship material Research Institute)
Abclr|ct:: TCK.W Mode on- line non- destructive defect detector for wire topes is made on the basis of the megnetic dispersion crossing-link principle. On the basis of the replacement of wire ropes and physical concepts,&math model is established.The results indicate that the math. model is quite correct. ·
Keywords：Wire rope Non—destructive testing Math model
1 前言
TCK.W型钢丝绳在线无损探伤仪是定量检测钢丝绳内外部断丝、磨损、锈蚀、断面变形、金属断面积减少、扭结和轴向周向定位的仪器。
牵引钢丝绳在各个领域中广泛应用，但在生产和使用过程中，钢丝绳的损伤和断裂，时刻关系到人身和财产的安全。因此，人们对合理地使用和更换牵引钢丝绳都非常重视。
早在本世纪初，许多国家就开始研制钢丝绳无损探伤装置，至今已有多种类型的钢丝绳探伤仪[1]。但因其存在测量结果不准确、探伤仪太笨重，以及适应性差等缺点而未被充分应用。新研制成功的TCK.W型钢丝绳在线无损探伤仪具有灵敏度高、功能多、检测精度高、测试速度快 、抗干扰性能强、体积小、重量轻、装卡方便等优点，是一种多功能的无损探伤仪[2]。1992年10月获国家发明专利(专利号：90103642·0)。
2 更换钢丝绳的依据
钢丝绳在一个捻距内断丝的根数是更换钢丝绳的依据。不同的场合对一个捻距内损伤量的要求是不同的。经研究表明，对钢丝绳损伤断面积△S0和一个捻距内损伤面积综合 的检测是确保钢丝绳安全使用的关键。
3 物理概念
钢丝绳一旦被磁化之后，则围绕钢丝绳出现主漏磁场Hz和局部漏磁场 即：断丝造成的局部漏磁场 、磨损造成的漏磁场 ,、锈蚀所产生的其它漏磁场 等)。此外，由于地理条件、环境所产生的磁场也不同程度地影响着钢丝绳的磁场[3]。通过检测钢丝绳周围的磁场分布，确定钢丝绳内部和表面缺陷这一事实已被公认，并通过实验得到证明。如图1所示，在钢丝绳上取一个环带，检测环带面积上的磁通密度B或磁场强度H ，即可判定损伤面积△S。
公式(1)二重积分变成二次积分，利用极坐标求函数，不便于微机处理，必须转换成便于微机处理的快速形式的数学模型。
图1 钢丝绳截面
4 数学模型建立
在环带上组装n个传感器，形成一种模式识别型的环形传感器，不但能识别某点场强的物理量，且可识别钢丝绳探伤点所处的空间位置。钢丝绳损伤点的面积△S变成了场强 的函数，即;那么，钢丝绳断面积损伤量△S0 应当是各点的积分：其中，nx为捻距。经实验和实践证明，TCK.W型钢丝绳在线无损探伤仪的数学模型完全正确。通过调整比倒系数A和标定常量C ，可以使得检测数据如磅称任意改变砝码。例如，断1丝显示打印1丝。断10丝也可以显示断5丝自动乘比例为2的系数，结果打印断10丝。
5 图象和波形输出
调整标定常量C ，即将C置于适当位置。输出图象见图2，输出波形见图3图2 输出图象(空域) 图3 输出波形(空域)打印机所打出的纸带只显示一种断伤内容。有的钢丝绳其存在磨损，无断丝，又无锈蚀。仪器检测结果就是磨损量。
6 探伤仪组成
探伤仪由充磁机、探头和微电脑组成，如图4所示。将ZCX直流充磁机卡在被检钢丝绳上以2～3m/s速度从一端移到另一端，对钢丝绳进行磁化。将探头卡在钢丝绳上，以0～3m/s的速度开车，通过探头指示灯(见图5)可知有无损伤信号。用屏蔽电缆将探头与微电脑连接，则断伤信号输出到微机，经处理后打印出结果。
7 结论
(1)TCK.W型钢丝绳在线无损探伤仪采用漏磁场交链原理是成功的，可实现在线检测。加之特有的手动和自动标定系统，通过微机自动搜索，寻找标定点，自动打印结果，实现了全面智能化和操作简便化。
(2)可准确判定钢丝绳的更换时间，使钢丝绳的使用寿命延长到确实失效限度。
(3)在生产和使用过程中，可确保人身和财产安全，减轻检测人员的劳动强度。
作者：窦毓棠 著名自动化专家，原一机部洛阳矿山机械研究院总工程师，中国自动化学会副理事长，学部委员。生前为洛阳威尔若普检测技术有限公司首席专家。
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The application of TCK.W wire rope detection technology in academic journals
Editor's note: TCK.W has developed a weak magnetic rope detection technology that can real-time monitor the status of steel ropes 24 hours a day, 365 days a year, and locate, classify, and quantitatively identify various internal and external defects. Currently, more than 2,500 clients in 42 countries worldwide are using this technology. These clients have published papers on the safety and economic benefits brought about by this new technology in various academic journals. Here is a compilation of some of these papers for experts and scholars to explore and study in depth.。
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