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钢丝绳芯输送带弱磁技术检测应用 -贾爱学

摘 要: 采用世界上先进的弱磁检测技术,能够准确检测输送带接头钢丝绳芯抽动、非接头区钢绳芯断裂、锈蚀等各种隐蔽性损伤,从根本上解决了输送带横向断裂的重大检测难题。

  关键词: 钢丝绳心输送带 在线实时 TCK弱磁检测 自动检测

  中图分类号TD528+.1: 文献标识码 C d0i: 10.3969/j.issn.1005 - 2801. 2013. 04. 35


  钢丝绳芯输送带的硫化接头部位强度往往难以达到规定的保持率,是整带抗拉强度最低、最为薄弱的环节,因而,输送带的横向断裂绝大多数发生在接头处,国内外的断带案例几乎无一例外。输送带接头损伤和断裂的原因很多:不正确的敷层、涂液,错误的压制温度和压力,钢绳芯端部锈蚀,以及严重划伤或拉伤等等。从宏观上看无论哪种原因引起的接头损伤乃至断裂都必然会伴随着接头区变形量的增大和钢绳芯抽动现象的发生。局部钢绳芯发生抽动,全部载荷便集中到未抽动的钢绳芯上,随着时间的推移,局部抽动的钢

  绳芯数量增加,区域不断扩大,接头塑性变形越来越大,刚度和强度越来越低,最后所有的钢绳芯便被光秃秃的抽出,形成接头断裂。

  TCK钢丝绳芯输送带在线实时自动检测系统,采用世界上先进的弱磁检测技术,能够准确检测输送带接头钢绳芯抽动、非接头区钢绳芯断裂、锈蚀等各种隐蔽性损伤,从根本上解决了输送带横向断裂的重大检测难题。


  1 弱磁检测技术原理

  TCK弱磁检测技术是基于“空间磁场矢量合成”原理,采用新型的电磁一磁电效应式传感器而对铁磁性构件实现的一种无损探伤“绿色”技术.TCK高灵敏度传感器由释磁元件和磁恒元件所组成。由于钢丝绳芯输送带的结构特殊性.TCK钢丝绳芯输送带在线实时自动检测系统采用了水平+垂直相应的传感器模块化组合阵列作为检测装置:水平传感器能十分灵敏地感应金属分部的长度特征.因此通过水平传感器的幅值输出可以实现对钢丝绳芯断绳(包括接头)、疲劳、锈腐蚀等信号很高的量化检测精度;而垂直传感器则对金属部分的运动特征更加灵敏,如接头、断绳等开放性信号,波形斜率陡峭,使定位检测更加可靠。

  传感器阵列拾取到输送带中钢丝绳芯的电磁信号以后,经相应技术模块整形、滤波和A/D转换后成为数字信号,输人到32位ARM中断系统;二者实现同步空域采样,并将采样数据实时上传到显示终端和大容量存储器中。

  显示单元和检测单元之间采用工业以太网通讯,兼容网线或光纤传输方式£而在显示终端则采用独特的软件架构和高级编程技术,实现了现场和主站前后端检测数据的实时传送、实时处理、实时存储、实时显示,同时支持实时报警,曲线分析、手机短信.图像重构和打印检测报告等各项功能。


  2 系统工作流程

  TCK钢丝绳芯输送带车线宴时自动检测系统工作流程见图1。


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  3 系统构成及特点

  54 山东煤炭科技 2013年第4期

  3.1 TCK - GMS型弱磁加栽装置

  (l) 装置内固Nd - Fe -B组态加载模块,无缘恒磁及本安型设计。

  (2) 宽距非接触式无损加载,实现零排放、零耗能。

  (3) 组合式通配单元,适应于不同宽度规格的钢丝绳芯输送带。

  (4) 整体不锈钢框架结构,具有防雨、防尘、防震的一体化性能.)

  (5) 自适应全天候工作,日常免维护。

  3.2 TCK - GMS型隔爆兼本质安全型探伤检测器

  (1) 嵌入式低功耗32位工业级CPU,高速数采系统,工业级大容量储存器。

  (2) 模块组合式通配结构,适应于不同宽度规格的钢绳芯输送带。

  (3) 真正实现宽距非接触式弱磁无损检测,检测时不影响带式输送机正常的生产运行。

  3.3 TCK - GMS形成编码器

  采用防爆型高精度光电编码器,以及防松动机械结构,自压紧式浮动悬臂支撑,整合防抖动、脉冲整形等工业化设计,信号稳定、设计精度高。

  3.4 TCK自控声光报警装置

  可通过EPLD光电管、DDY -6蜂鸣报警器和软件控制,根据检测数据给出钢丝绳输送带安全状态的预警提示并配有绿、黄、红三种信号灯显示。绿灯:钢芯胶带处于安全状态;黄灯:存在局部隐患,需对钢芯输送带加强关注和维护;红灯:存在显著险情,钢芯输送带处于危险状态,需立即采取停车调整,更换新带等预设的应急预案。

  3.5 TCK短信安全报告功能装置

  基于实时检测结果和历史统计数据,可在终端界面上显示报警信息并锁定,根据系统预先锁定可将相应报警信息通过手机模块远程发送给相应的管理人员。

  3.6 TCK多信道终端主控装置

  (1) 多信道步进互换、同步收发高频率运行模式。

  (2) 有线/无线通讯、电缆/光缆接入可选择配置。

  (3) 柜机终端支持浏览器和服务器人机对话简易操作形式。

  (4) Windows系统平台,TCK专业主令程控软件驱动系统全功能运行,支持多种语言操作界面。

  (5) 目标建档式管理体制,FIFO(先进先出)数据结构,可在线宴时收集、分析、处理输送带钢丝绳芯检测数据信息。

  (6) 采用掩图动画技术根据检测数据重构目标动态透视图像。

  (7) 14路信号曲线同步分段显示。

  (8) 预置实时超限声光报警、手机短信远程通报。

  (9) 支持用户随时查阅、打印各类数据信息报表以及结果报告。

  (10) 可提供钢丝绳芯输送带各种安全隐患的事态趋势分析,科学评估钢丝绳芯输送带本质安全程度。


  4 系统创新点

  (1) 高分辨率:对钢丝绳芯接头位移的瞬值检测精度达到Imm,并可自动分析各个运行时段的平均和最大位移量,从而准确有效地识别出输送带钢丝绳芯接头的弹性位移和永久位移.

  (2) 高灵敏度:由TCK发明的5V/Gs高灵敏度磁感元件比普通性霍尔元件高7000倍以上,对接头抽动、内部断绳、疲劳锈蚀等各种早期安全隐患实现可靠的定量检测。

  (3)系统实时性:高度融合计算机、智能软件和通讯技术在线定量无损检测的同时,系统可实时报警,提示输送带的安全状态,并实时展现输送带内部金属构造与缺陷分布的全息透视图像。

  (4) 精确定位:采用独创的水平+垂直响应组合式“传感器空间阵列”可可靠实现对钢丝绳芯输送带内部损伤的二维平面精确定位,位置误差小于l0 xl0mm,:

  (5) 图像重构:TCK检测软件依据传感器的实时数据动态构造皮带钢丝绳芯图像,显示非常直观。能定量定位准确标识接头位移、断芯、锈蚀、磨损等故障,根据伤值大小用不同颜色给出信号提示,并同时发出报警信息。


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