钢丝绳无损检测系统的设计

钢丝绳无损检测系统的设计

【摘要】本文介绍了钢丝绳缺陷检测系统的原理，设计了一套基于s3c2410嵌入式处理器的钢丝绳无损测系统，提出了系统的整体设计框架，详细介绍了系统各部分的组成。该系统可以实现钢丝绳的无损定量检测，检测结果更准确、合理。

【关键词】无损检测；嵌入式；s3c2410

design of wire rope nondestructive detection system

sun hua-jun

（school of physics and electronic electrical engineering of hynu huai’an jiangsu，223300）

【abstract】this paper introduces the principle of wire rope flaw detection system， designed a set based on the s3c2410 embedded processor of wire rope nondestructive testing system， put forward the overall design of the system frame， introduces in detail the composition of the system. the system can realize wire rope nondestructive quantitative detection， the detection result is more accurate，reasonable.

【key words】nondestructive testing；arm；s3c2410

0 引言

在港口码头、矿山和造船厂等部门广泛使用着各种起重机械，其中钢丝绳的状态对钢丝绳的使用寿命、对设备和人员的安全都有

着重要的意义[1]。但是目前尚缺乏可靠的钢丝绳状态检测手段和评价标准，并且现有检测仪器的准确性和可靠性不足，即使采用仪器检测的钢丝绳使用部门，其断丝等事故仍然时有发生。多年来，我国一般采用人工目视检查和定期强制更换钢丝绳的办法来保证

安全生产。这种方法不仅不能检测到钢丝绳内部的缺陷，反而报废了仍有使用价值的钢丝绳而造成巨大的浪费。所以，研究、开发、生产和推广高性能的钢丝绳检测仪器是防止或减少钢丝绳事故的

主要手段。

目前，科学技术的高速发展为钢丝绳无损检测技术的进步提供了理论准备和技术支持。从技术上看，复杂的钢丝绳无损检测技术对高速数据采集与显示、大容量的存储、复杂计算的要求，在计算机的高速发展中得到解决。从理论上看，随着计算机技术的发展，人工智能有了长足的发展，模式识别、神经元理论及专家系统等日趋成熟，小波分析理论的兴起，又为数字信号处理带来了新的曙光。这些理论通过计算机与工程实际的结合，也必将对钢丝绳无损检测技术作出应有的贡献。在此背景下，我们提出研制多功能、高精度、操作简单、智能钢丝绳损伤检测系统。

1 检测原理

目前，钢丝绳损伤检测原理主要有两种[2]：

检测原理一：

钢丝绳损伤的检测主要是截面损失的检测和断丝的检测。

（1）截面损失的检测

采用磁桥路检测原理来检测钢丝绳的金属截面积损失。

（2）对断丝的漏磁场检测

对钢丝绳断丝检测，也采用基于霍尔元件的漏磁检测法。

检测原理二：

主要是由我国著名的自动化专家窦毓棠教授探索出“空间磁场矢量合成”新原理，并依据这一原理发明了特殊传感器“窦氏元件”，实现了弱磁稳态检测自动在线标定。

21世纪，随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要，国内各主要科研单位和生产厂家相继推出了mtc、tck、md-20、emt、gp系列、mtce系列、gsy等钢丝绳无损定量检测系统，目前推广较多，用的较好的检测系统主要是华中理工大学机电公司生产的mtc系列钢丝绳检测仪和洛阳tck钢丝绳检测有限公司生产的tck钢丝绳损伤定量检测系统。

2 系统设计

本系统采用arm9微处理器作为处理器设计检测系统。系统结构图如图。

系统结构图

本系统主要由信号处理电路、嵌入式处理器、a/d转换器、lcd 显示、通信接口、片外存储器、键盘、报警组成。

2.1 信号处理电路

信号处理电路是检测系统的中间环节，具有对信号的放大、除噪、误差补偿及调整等功能。在钢丝绳检测系统中，信号处理电路

具有以下特点：

（1）将传感器输出的检测信号进行不失真放大、滤波等处理，信号电平达到a/d转换的信号幅度范围，信噪比一般不大于34db；

（2）满足多个探伤传感器同时检测的要求，能够对单个传感器输出信号进行独立处理，各处理通道间不应相互干扰；

（3）各模拟通道能对放大器的零点漂移和增益进行调节；

（4）信号处理电路应尽量减小对检测信号的干扰。

2.2 嵌入式处理器

本系统选用三星公司的s3c2410嵌入式处理器。s3c2410微处理器是一款由samsung公司为手持设备设计的低功耗、高集成度的基于arm9系列的微处理器，是低价、低功耗、高性能的16/32位系统微处理器，具有丰富的接口资源。

arm9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。具有以下特点：

1）5级整数流水线，执行效率更高；

2）提供1.1mips/mhz的哈佛结构；

3）支持32位arm指令集和16位thumb指令集；

4）全性能mmu，支持windows ce、linux、palm os等多种主流嵌入式操作系统；

5）支持数据cache和指令cache，具有更高的指令和数据处理能力；

6）主频高达200mips。