钢丝绳无损检测系统的设计
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；S3C2410Design of Wire Rope Nondestructive Detection SystemSUN 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；S3C24100 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。
钢丝绳断丝无损检测装置设计设计
钢丝绳断丝无损检测装置设计设计毕业设计（论文）钢丝绳断丝无损检测装置设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：摘要随着社会的不断发展，钢丝绳的应用越来越广，与此同时其安全性越来越受到人们的关注。
为了实时在线监测钢丝绳断丝，介绍了钢丝绳无损检测的分类和无损检测的发展历程和趋势。
本设计基于漏磁原理，利用霍尔传感器检测漏磁信号，采用模拟的传感器漏磁信号，即直接给电路输入电压信号，经过后续电路和软件处理后，完成了钢丝绳断丝无损检测的设计任务信号处理系统主要由三运放高共模抑制比放大电路和低通滤波电路构成，实现了对钢丝绳断丝信号的放大和滤波，经过放大、滤波处理后的信号经过ADC0809进行A/D转换，转换后的数据接入单片机AT89C51，经过软件编程后，单片机控制数码管将电压数值显示出来，并通过LED灯亮的多少来判断钢丝绳断丝情况编写的程序首先在Proteus软件上进行仿真，在理论上实现AD转换和数据显示的基本功能。
在仿真的基础上，根据绘制的系统原理图在万能实验板上搭建了电路，并进行了调试，达到了预期的目标。
本设计不仅能够检测出钢丝绳内部缺陷，并能定量检测钢丝绳金属横截面积。
钢丝绳在线无损检测系统的开题报告
钢丝绳在线无损检测系统的开题报告一、研究背景与意义钢丝绳是一种应用广泛的工程材料，广泛应用于建筑、石油、航空、轮船等领域。
然而，钢丝绳在使用过程中往往会受到外界因素的影响，如拉力、扭转、磨损等，会导致钢丝绳的损伤或失效，可能会给工程安全带来危险。
因此，必须对钢丝绳进行定期检测来保证其安全可靠。
传统的钢丝绳检测方法主要是目视检查和手感检查，这种方法有很大的局限性，一方面要求操作人员技术水平高，另一方面还需要停机检查，会造成工程生产的停滞。
钢丝绳在线无损检测系统可以实现无损检测，大大提高检测效率，降低检测成本，保证工程的连续运行和安全稳定。
同时，还可以实现对钢丝绳实时监测，及时发现损伤和预警，有助于保障工程的安全可靠。
二、研究内容本研究旨在开发一种基于物联网和智能化技术的钢丝绳在线无损检测系统。
主要研究内容包括：1. 硬件设计：设计一个钢丝绳在线无损检测设备，包括传感器、信号采集模块、无线通信模块、处理器等。
2. 软件设计：开发一个钢丝绳在线无损检测软件，能够实时接收和处理从硬件设备传来的数据，进行数据融合和分析，实现对钢丝绳的无损检测和实时监控，同时还可以进行数据存储和分析。
3. 算法研究：针对钢丝绳的不同损伤形式，研究合适的信号处理和特征提取算法，建立钢丝绳损伤检测模型，实现对不同损伤形式的诊断和预警。
三、预期成果1. 制作出一套基于物联网和智能化技术的钢丝绳在线无损检测系统，实现对钢丝绳的无损检测和实时监控。
2. 开发一套钢丝绳无损检测软件，能够实时接收和处理从硬件设备传来的数据，进行数据融合和分析，实现对钢丝绳的无损检测和实时监控，同时还可以进行数据存储和分析。
3. 研究出适合钢丝绳损伤检测的信号处理和特征提取算法，建立钢丝绳损伤检测模型，实现对不同损伤形式的诊断和预警。
四、实施方案1. 硬件设计方案：采用先进的传感器技术和通信技术，设计一个高效稳定的钢丝绳在线无损检测设备。
2. 软件设计方案：使用高效的算法对数据进行分析和处理，设计出一个功能完备、稳定可靠的钢丝绳无损检测软件。
基于无线射频传输的钢丝绳无损检测系统设计
检测到 的信 号无 线地传送到一个与 主机 直接 相连的数 据接 收节点 中 ， 图 １所示 。此 节点 把 接收到 的信号 通过 Ｒ 一 如 Ｓ ２ ２串 口送至主机 ， 由主机 上 的软件 对 每个信 号进 行实 ３ 并
时 的处理 和显示 ， 及时地 了解钢 丝绳 的受损情况 。
维普资讯
７ ０
传感器 与微 系统 （ｒ ｓｕｅ ａｄＭｃ ｓ ｔ ｅｈｏ ｇ ｓ Ｔａ ｄｃｒ ｎ ｉ ｏ ｓ ｍＴｃｎｌ ｉ ） ｎ ｒｙｅ ｏｅ
２０ 年 第 ２ 卷 第 ４期 ０７ ６
基 于 无 线 射 频 传 输 的 钢 丝绳 无 损 检 测 系统 设 计
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｉ ｒ ｕｅ ｏ －ｅｔｕ ｔ ｅｔｓｉｇｓｓｅ ｏ ｒ ｏ ｅ ａ ｅ ｎｗｉ ｌｓ ａ ｓ ｓｉｎａ ｐｉｄ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｄｓｉ ｔｄ ｎ ｎ ｄ ｓｒｃｉ ｅ ｔ ｙｔｍ ｆ ｅｒｐ ｓｂ ｓ ｄｏ ｒ ｅ ｓＲＦ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｐ ｌ ｔｂ ｖ ｎ ｗｉ ｅ ｒ ｅ
１ １ 系统原 理 ．
系统是 由多个传感器节点组成 ， 中， 括一 个数 据接 其 包
收节 点和最多 ２ ６个 数据 采集节 点 ， ５ 它们组 成一 个星 型网
络 。每个节点必 须有体积小 、 功耗 、 低 低成本 等特点 。各数 据采集节点 采集 自身所 在地 附近 的钢 丝绳漏 磁信号 ， 并将
索道钢丝绳安全监测系统设计与实现
索道钢丝绳安全监测系统设计与实现系统设计：1.系统架构：安全监测系统由传感器、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和报警模块组成。
传感器负责采集钢丝绳的重要参数，如张力、温度和振动等。
数据采集模块将传感器采集到的数据转化为数字信号。
数据传输模块将采集到的数据传输到数据处理模块。
数据处理模块负责对传感器数据进行分析和处理，并根据设定的阈值判断钢丝绳是否处于安全状态。
报警模块负责向工作人员发送报警信号，以便及时采取措施。
2.重要参数监测：钢丝绳的张力是一个重要的参数，决定了索道的负载能力。
传感器可以通过测量钢丝绳的伸长量来计算出张力。
温度也是一个重要的参数，过高的温度可能导致钢丝绳的损坏。
振动也是一个关键参数，过高的振动可能意味着钢丝绳存在松动或其他问题。
因此，通过安装相应传感器来监测这些重要参数，可以及时发现问题并采取相应的措施。
3.数据分析和处理：数据处理模块负责对传感器采集到的数据进行分析和处理。
首先，数据处理模块需要对采集到的数据进行滤波和去噪处理，以排除噪声对数据分析的影响。
然后，数据处理模块需要将数据与预设的安全阈值进行比对，判断钢丝绳是否处于安全状态。
若超过安全阈值，则触发报警模块。
系统实现：1.传感器选择：根据索道钢丝绳的特点和监测需求，选择适合的传感器。
对于张力监测，可以选择压电应变传感器或应变片传感器；对于温度监测，可以选择热电偶或红外温度传感器；对于振动监测，可以选择加速度传感器或振动传感器。
2.数据采集和传输：传感器采集到的模拟信号需要通过模数转换器转化为数字信号，并通过数据传输模块传输到数据处理模块。
常用的数据传输方式包括有线传输和无线传输，根据实际需求选择适合的传输方式。
3.数据处理和报警：数据处理模块可以采用嵌入式系统或计算机进行数据分析和处理。
根据实际需求，可以采用适当的算法进行数据分析，如滑动窗口平均法或功率频谱法。
若检测到异常情况，数据处理模块会触发报警模块，发送警报信号告知工作人员。
一种钢丝绳无损探伤检测装置的制作方法
一种钢丝绳无损探伤检测装置的制作方法一、引言随着工业的发展，钢丝绳在吊装、运输等领域中得到广泛应用。
然而，由于长期使用和外界环境的影响，钢丝绳可能会出现损伤，如断丝、磨损、腐蚀等。
为了确保钢丝绳的安全使用，需要对其进行定期的无损探伤检测。
本文将介绍一种钢丝绳无损探伤检测装置的制作方法，以提高检测效率和准确性。
二、材料准备1. 钢丝绳无损探伤检测装置主体部分：包括传感器、信号采集器、数据处理器等。
2. 电源：提供工作电压和电流。
3. 控制系统：用于控制装置的运行和显示检测结果。
三、装置制作步骤1. 设计装置结构：根据钢丝绳的尺寸和形状，设计合适的传感器和支撑结构，确保传感器能够紧密贴合钢丝绳表面。
2. 制作传感器：根据设计要求，选择合适的传感器材料，如磁性材料、超声波探头等。
制作传感器时，需要考虑传感器的敏感度和稳定性。
3. 安装传感器：将传感器固定在支撑结构上，确保传感器与钢丝绳表面接触良好。
4. 连接电路：将传感器与信号采集器、数据处理器等设备连接起来，确保信号的准确传输和处理。
5. 安装电源：将电源连接到装置上，确保装置正常工作所需的电压和电流供应。
6. 设计控制系统：根据装置的需求，设计合适的控制系统，包括控制面板、显示器等。
控制系统应具备操作简便、结果准确显示等功能。
7. 装置调试：将装置连接到钢丝绳上进行调试，调整传感器的位置和参数，确保装置能够准确检测钢丝绳的损伤情况。
8. 测试和验证：对已安装的装置进行测试和验证，比对检测结果与实际情况，检查装置的准确性和可靠性。
四、装置特点和优势1. 高效准确：该装置能够快速、准确地检测钢丝绳的损伤情况，提高了检测效率和可靠性。
2. 无损检测：采用无损检测技术，不会对钢丝绳造成二次损伤。
3. 易于操作：装置操作简便，可以通过控制系统直观地显示检测结果。
4. 低成本：装置采用常见材料和部件制作，成本相对较低。
五、应用前景钢丝绳无损探伤检测装置在钢丝绳生产、使用和维护中具有广泛的应用前景。
钢丝绳无损检测系统的设计
2012年第29期(总第44期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界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。
基于nRF24L01的钢丝绳无损检测系统
基于nRF24L01的钢丝绳无损检测系统
本文提出了一种基于nRF24L01 的无线传输方式下的钢丝绳无损检测
方法，利用该系统对在线钢丝绳进行无损检测，检测结果采用nRF24L01 进行
无线传输，克服了有线传输的应用弊端，解决了钢丝绳恶劣的工作环境和其无
损检测有线传输方式的矛盾，提高了检测精度。
1 钢丝绳无损检测系统硬件设计
1.1 系统总体结构钢丝绳无损检测系统由数据采集端和接收处理端组成。
数据采集端系统框
接收处理端系统框
1.2 无线收发模块设计
nRF24L01 是一款工作在2.4～2.5 GHz 世界通用ISM 频段的单片无线收发器芯片。
无线收发器包括：频率发生器、增强型SehockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。
输出功率、频道选择和协议的设
置可以通过SPI 接口进行设置。
极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功
率为-6 dBm 时电流消耗为9 mA，接收模式时为12.3 mA。
掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
无线传输速率可以达到2 Mb/s，传输距离可达50 m 以上，加上功率放大模块后，传输距离可以达到300 m 以上，能够满足对实时性要求
较高的近距离无线数据传输场合。
1.3 LM3S1138 处理器与nRF24L01 接口设计
nRF24L01 通过4 线SPI 兼容接口(MOSI，MISO，SCK 和CSN)配置，
这个接口同时用作写和读缓存数据。
本系统利用LM3S1138 处理器的4 个I/O
口就可以对SPI 接口进行模拟。
SPI 接口是一种同步串行通信接口，CSN 是芯。
索道钢丝绳的检测探伤优秀方案(保密级)
索道钢丝绳探伤检测在线实时安全监测系统一、索道钢丝绳检测在线实时安全监测系统--简介索道钢丝绳检测在线实时安全监测系统（以下简称“钢丝绳在线实时安全监测系统”）基于“空间磁场矢量合成”原理，采用宽距、非接触式弱磁能势感应装置，通过提取被磁化的铁磁性材料上磁场分布的差异信息，能够准确识别索道钢丝绳的接头信息，并检测出断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种隐蔽性损伤的先进设备。
本系统适用于脱挂抱索器索道、固定抱索器索道和矿用索道。
二、索道钢丝绳探伤在线实时安全监测系统--规格型号三、索道钢丝绳检测在线实时安全监测系统--技术参数1. 传感器工作灵敏度：≥1.5V/mT2. 最大采样速率：时域8000次/s，空域2048次/m3. 非防爆环境：AC220V±10%\50Hz,额定功率：300W4. 损伤定位准确率：≥98%5. 损伤当量不确定度（P）：±1%6. 钢丝绳震摆幅限值：10—25mm7. 准确度：超限损伤实时检出率：100% （损伤量值达到钢丝绳有效金属截面积的10%以上）严重损伤实时检出率：100% （损伤量值达到钢丝绳有效金属截面积的8%～10%）偏重损伤实时检出率：100% （损伤量值达到钢丝绳有效金属截面积的6%～8%）中度损伤实时检出率：＞98% （损伤量值达到钢丝绳有效金属截面积的4%～6%）轻度损伤实时检出率：＞90% （损伤量值达到钢丝绳有效金属截面积的2%～4%）轻微损伤实时检出率：＞75% （损伤量值不到钢丝绳有效金属截面积的2%）8. 检测钢丝绳绳径范围：φ16～80mm9. 检测钢丝绳绳速范围：0～3 m/s10. 监测钢丝绳绳速范围：3～20 m/s11. 信号传输距离通信电缆接入长度：≤70m；通信光纤接入长度：≤20km12. 检测装置绳间占空尺寸：<φ175mm x1200mm13. 传感器工作环境温度： -20℃～55℃；湿度：≤95%RH14. 防尘防水等级达到：IP6715. 赵经理：131370--56070四、索道钢丝绳检测在线实时安全监测系统—系统工作流程检测流程（1）TCK?W模式组合检测装置固定安装在钢丝绳需要监测的重点部位，在钢丝绳正常工作过程中，自动完成对钢丝绳的检测工作。
钢丝绳在线智能检测系统的设计与实现
１ 检 测 原 理
钢 丝 绳 由多股 钢 丝 螺 旋形 捻 制 而 成 ， 股 又包 每
式中 ： Ｐ为检 测 到 缺 陷信 号 的 峰值 ， Ｖ； 缺 陷信 ｍ Ｗ为
号 的宽 度 ， ｓ为缺 陷 信号 的 面积 ； 为 缺 陷 区域 ｍｍ； 产生 的漏 磁 场 分布 函 数 ， 与缺 陷 减少 量 △ 缺 陷发 ４、 生 的长 度 ｌ缺 陷 产生 的部 位 ｄ 缺 陷 区域 内 的磁 导 、 、 率 、 丝绳 的磁导 率 和磁化 强度 有Ｊ
『 ＼
图 ２
Ｆｇ． Ｏｕ ｐ ｔ ｗａ ｅ ｏ ｍ ｆｔ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉｇ ｅｅ ｉ２ ｔ ｕ ｖ ｆ ｒ ｏ ｈ ｅ ｅ ｔ ｌｍｅｎ ｉ ｎ ｌ ｎ ｔ ｓｇ ａ
钢丝 绳损 伤分 析识别 特征 量 的选取 主要 考虑 以
图 １ 传 感 器 检 测 原 理 示 惹 图 Ｆｇ１ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｆｔｅ ｓ ｎ ｏ ’ ｅｅ ｔ ｇ ｐｒ ｃｐｅ ｉ． ｃ ｅ ｔ ｏ ｈ ｅ ｓ ｒＳ ｄ ｔ ｃｉ ｉ ｉｌ ｃ ｎ ｎ
传 感器 的性 能参 数 ， 它与传 感器 结构 有关 。
１２ 缺 陷 信 号 特 征 量 ．
由于非 铁 磁性 物 质 的磁 导率 远 比钢 丝绳 本 身 小 ， 缺
陷 处 磁 阻 增 大 ，从 而 使 通 过该 区 域 的 磁 场 发 生 畸 变 。 陷 附近 将产 生 扩散 漏 磁场 。缺 陷 的状 况 将 缺 在 漏磁 场 的特 征参 数 中有所 反 映 ， 敏 感检 测 元 件 磁 搜集 钢 丝 绳周 围的漏 磁 场信 息 。 经过 磁 电转 换 后 成
下几方 面因素 。
① 信 号 的峰 值 ： 由于 断丝 附近存 在 信 号 局部 峰
探讨电梯钢丝绳无损检测系统设计
探讨电梯钢丝绳无损检测系统设计摘要：当前，人们的生活水平越来越高，电梯就成为人们生活中常见的一种设施，在对其使用过程中，如果没有充分考虑，就很容易出现电梯事故。
而所出现的这种原因，主要是和电梯的钢丝绳有关，受到其磨损或者是承载力超出等方面的影响，导致电梯不能够稳定工作。
所以，就应该积极的利用相应技术来对其电梯钢丝绳进行检测。
本文就先了解当前电梯钢丝绳的检测现状，然后说明电磁无损检测技术在钢丝绳检测中的应用，以及在检测过程中所存在的问题，并最终提出的相应解决策略，为电梯钢丝绳无损检测提供相应参考。
关键词：电梯；钢丝绳；无损检测系统当前，人们对于电梯越来越依赖，并且在各种场合都开始出现电梯。
随着电梯不断被使用，其用量不断增加，那么也就会在这其中出现电梯的安全问题，比如在商场、地铁等等场所，都是人口较为密集的地方，那么如果没有及时对其电梯钢丝绳进行检测，就会影响电梯的稳定运行。
通过对无损检测技术的研究，将其应该与电梯钢丝绳检测中，就能够更好的了解钢丝绳的具体情况，更好的保证其使用安全。
一、电梯钢丝绳的检测现状就从当前实际情况上来看，我国都没有明确的标准来对其电梯钢丝绳进行规范，在这其中所利用的相应检测方法并不合理，这样就无法了解电梯钢丝绳的具体实际情况，影响电梯的正常使用，还会埋下安全风险[1]。
当前，国际上已经逐渐出现针对无损检测方面的规定，其内容不仅仅是检查钢丝绳的磨损情况，更是对其强度等方面进行检测，通过这种方法就能够很好的了解钢丝绳的使用情况。
在平常工作中，其无损检测技术主要是分为两种，分别是无磁和有磁这两种，在这其中因为无磁会容易受到外界因素的影响，而且成本投入过高，因此就并不能够对其广泛应用。
而有磁技术自身的成本投入较少，还不会受到外界因素的影响，被人们所关注和研究。
二、电磁无损检测技术在电梯钢丝绳检测中的具体应用因为受到钢丝绳自身结构的影响，就直接决定其所发生的故障较为特殊[2]。
随着电梯不断使用，其钢丝绳在这其中就会出现各种问题。
矿用钢绳芯无损探伤在线监测系统设计方案(竖井)
矿用单绳缠绕双滚筒提升机竖井钢丝绳在线实时监控系统设计方案二○一三年八月二日钢丝绳在线实时监控的设计方案一、目前检测的现状煤矿的主副井提升钢丝绳在遭遇淋水、粉尘、含硫气体的恶劣环境下频繁工作，钢丝绳断裂的事故时常发生。
为了保证安全，煤矿安全规程以很大的篇幅对钢丝绳的使用进行严格的规范。
各种股捻钢丝绳在1个捻距内断丝断面积与钢丝总断面积之比或直径量减小量达到煤矿安全规程第404条、405条、406条规定，提升钢丝绳必须每天检查1次，必须更换。
每天眼看、手模、尺量检查钢丝绳。
几千米长的提升钢丝绳由人工检查，企图及时发现缺陷，真有点勉为其难，内部的断丝就更不可能发现。
在便携式钢丝绳电脑探伤仪诞生，从技术上解决了煤矿钢丝绳的在线检测，众多煤矿已率先投入使用。
我们现行的检测仪器是虚拟式的，利用现代的功能强大的IT技术，将该设备的的技术性能加以拓展与衍生，应用于钢丝绳在线实时监控，成为煤矿保障安全的工具。
二、现场条件与要求目前需解决煤矿主副井钢丝绳实时在线监控方案，其现场条件：（一）主井为竖井，四绳摩擦式提升机的提升机，钢丝绳的直径为24.5mm，正常运行速度为m/s，。
监控要求：在每根钢丝绳上安装一个传感部件，并将采集的监控信号送入操作机房，由机房的计算机进行采样控制与实时观察，当钢丝绳往复运动时，系统自动进行采集信号，可定时对数据进行存储；能对数据进行处理分析可生成检测报告，同时有报警提示；同时将机房内计算机的钢丝绳实时监控信息上传到调度监控中心。
现场与机房图三、监控方案的设计1、工作原理：GNDT钢丝绳在线监控系统采用双重监控方式：电磁监测与视频监控两大功能。
可同时将两种不同方式的监控信息及时上传到监控主机，以确保设备的正常运行，真正实现了防患于未然的效果。
监测系统的传感探头外观采用圆形结构、周向环绕、轴向磁化，当钢丝绳快速通过传感探头时，传感探头中的永久磁钢深度磁化钢丝绳，并达到饱和。
钢丝绳的局部损伤等缺陷同步产生向外扩散的漏磁场，向空间扩散的信号经集聚并被磁敏元件接收；同时金属截面积变化同样产生磁通量的变化，传感部件中的磁桥回路的装置及时地测量到磁通量变化的信号，两路信号同步通过模数转换模块后，将转换后的压缩数字信号输入固定的计算机，由在线监控系统的程序对转换的数据进行实行地、连续地、动态地显示与观察数据信号及其变化，并对数据实时处理分析，对缺陷超出限值及时发出预警信号，及时将预警数据与分析报告上传至监视与控制机构。
煤矿架空乘人装置钢丝绳无损探伤监测电控系统的设计
煤矿架空乘人装置钢丝绳无损探伤监测电控系统的设计肖公平，刘丹，蔡飞，肖连平（湘潭市恒欣实业有限公司，湖南韶山411300）摘要本文介绍了煤矿架空乘人装置钢丝绳无损探伤监测电控系统的组成和功能，并对电控系统的软件设计进行分析，电控系统能实时监测架空乘人装置钢丝绳的运行状态，一方面从根本上杜绝因为钢丝绳引起的事故隐患，确保架空乘人装置的安全运行；另一方面能提高架空乘人装置钢丝绳检测的工作效率，降低钢丝绳检测的劳动强度。
关键词煤矿架空乘人装置；钢丝绳；无损探伤；电控系统；实时监测中图分类号：TG115.28文献标志码：A文章编号：1009-0797（2018）05-0103-03Design of coal mine overhead passenger device of wire rope nondestructivemonitoring control deviceXiao Gongping，Liu Dan，Cai Fei，Xiao Lianping（Xiangtan hengxin Industrial Co.,Ltd.，Hunan Shaoshan411300）Abstract：This paper introduces the composition and functions of coal mine overhead nondestructive monitoring of electric control device of steel wire rope,and the software design of the electronic control device is analyzed,the electric control device can real-time running state monitoring overhead passenger device of wire rope,hand fundamentally because of steel rope caused accidents,ensure the safety operation of overhead passenger device;on the other hand,can improve the work efficiency of overhead passenger device of wire rope detection,reduce the labor intensity of the steel wire rope detection。
基于漏磁检测的钢丝绳无损检测器设计2
摘要随着当今社会科技的不断进步，钢丝绳在各个领域的使用越来越广泛，同时它的安全性与可靠性也受到人们越来越多的关注。
通过对钢丝绳无损检测的分类、发展以及趋势的介绍，分析了钢丝绳故障在线监测的情况。
本设计以漏磁检测为基础，使用霍尔传感器SS495A检测漏磁信号，利用传感器模拟的漏磁信号，即给电路直接输入电压信号，通过后续电路和软件的处理之后，完成了基于漏磁检测的钢丝绳无损检测设计。
信号处理的系统主要由放大电路及低通滤波电路组成，能够完成对钢丝绳断丝信号的放大与滤波，经过放大和滤波处理的电压信号通过ADC0809进行A/D转化，转换后的信息传输到AT89C51单片机，经过软件编程处理后，由单片机控制的数码管将电压的具体数值显示出来，并通过LED灯亮灭的数量来判断钢丝绳的断丝情况。
编写后的单片机程序首先在Proteus软件上仿真，从理论上实现A/D 转换及数据显示的功能。
在仿真成功的基础上，根据所绘制的系统原理图在万能板上搭建硬件电路，同时进行了调试，最终达到预期目标。
本文的设计不但可以检测出钢丝绳的内部缺陷，同时能够定量检测钢丝绳的金属截面积。
可实现实时的在线全绳检测，工作效率较高，基本不会受到人为因素的影响，结合人工检查及检测数据的分析可有效的评估钢丝绳的损伤程度与强度损失状况。
关键词：钢丝绳；霍尔传感器；检测；A/D转换；单片机ABSTRACTWith the continuous progress of science and technology in today's society, the use of wire rope in various fields more and more widely, and its security and reliability have been more and more attention. Through the introduction of the classification, development and trend of nondestructive testing of wire rope, this paper analyzes the situation of the on-line monitoring of the fault of the wire rope. The design of leakage magnetic detection based, magnetic flux leakage signals using Hall sensor SS495A detection, using analog sensors MFL signals, namely to the circuit directly input signal voltage, followed by subsequent circuit and software processing, completed the based on leakage magnetic detection of wire rope nondestructive testing (NDT) design.Signal processing system mainly by the amplifying circuit and low pass filter circuit, able to complete the wire rope broken wire signal amplification and filtering, after amplification and filtering processing of voltage signal through the ADC0809 for a / D conversion, the conversion after the information is transmitted to the single chip microcomputer AT89C51, after processing programming software and controlled by single chip microcomputer, digital tube display the specific values of voltage, and through the LED lamp light quantity to extinguish to judge the broken wire rope.After the preparation of the microcontroller program first in the Proteus software simulation, from the theory to achieve A/D conversion and data display function. On the basis of successful simulation, the hardware circuit is built on the basis of the principle of the system, and the debugging is carried out to achieve the expected goal.The design of this paper not only can detect the internal defect of the steel wire rope, but also can detect the metal section area of the wire rope. Can achieve real-time online rope detection, high work efficiency, basicallynot by the influence of human factors, combined with manual inspection and test data analysis can effectively evaluate the wire rope damage degree and strength losses.KEY WORDS：Wire rope; Hall sensor; test; A / D conversion; AT89C51目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2钢丝绳无损检测技术的发展现状 (1)1.3漏磁检测技术的发展应用 (3)1.4课题研究的内容与创新 (3)第二章钢丝绳无损检测系统构成与设计方案 (5)2.1钢丝绳无损检测的分类 (5)2.2断丝的漏磁场检测 (6)2.3钢丝绳磁化方法 (7)2.4 检测元件 (8)2.4.1感应法 (8)2.4.2 霍尔效应法 (9)2.5设计方案 (10)2.6本章小结 (12)第三章硬件设计 (13)3.1 信号调理电路设计 (13)3.1.1 放大电路设计 (13)3.1.2滤波电路设计 (16)3.2 A/D转换电路设计 (17)3.3单片机最小系统电路设计 (18)3.4 数码管显示电路设计 (20)3.5 电源模块设计 (20)3.6本章小结 (21)第四章软件设计 (22)4.1系统软件环境简介 (22)4.2程序流程设计 (22)4.3程序编写 (25)4.4程序概述 (27)4.5本章小结 (27)第五章调试 (28)5.1 硬件电路调试 (28)5.2 Protues仿真 (30)5.3 本章小结 (31)第六章总结 (32)6.1 主要工作 (32)6.2 遇到的问题 (33)6.3 待解决的问题 (33)6.4 感想及收获 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)附录1单片机源程序 (37)附录2 硬件电路原理图 (41)附录3 硬件电路PCB图 (42)附录4 软件仿真图 (43)第一章绪论1.1课题研究的背景和意义钢丝绳当作应用极为广泛的挠性构件之一，因其有抗拉力强度高、弹性好、自重轻、工作平稳可靠、承载及过载能力强、在运行条件下高速工作和卷绕无噪声等很多优点，其被很好地应用在冶金、矿产、建筑等国民经济重要行业及部门的运输、抬升等装备，例如各种起重机、电梯、提升机等。
钢丝绳断丝无损检测装置设计
钢丝绳断丝无损检测装置设计钢丝绳是一种广泛应用于工程建设、运输、挖掘等领域的重要材料，虽然其具有强度高、承载能力大等优点，但长期使用过程中容易出现疲劳、断丝等问题，这对于使用安全和材料的寿命都有着重要影响。
因此，设计一种钢丝绳断丝无损检测装置，能够及时发现和预防断丝问题是非常关键的。
核心原理：设计方案：1.系统结构设计：将超声波发射和接收器件集成在一起，形成一个手持式设备，并通过线缆与计算机进行连接。
在计算机上设计相应的软件，实现超声波信号的接收和处理，显示相关的检测结果。
2.超声波信号的发射：利用发射器件产生超声波信号，将信号通过钢丝绳的表面传递，连续地进行扫描。
可以选择多个发射器件以实现全方位的探测。
同时，通过不同频率的超声波信号发射，以提高探测的灵敏度和准确性。
3.超声波信号的接收：利用接收器件接收回波信号，并将信号传输回计算机进行处理。
可以通过多通道接收器件，以提高信号的接收效率和准确性。
4.计算机处理和分析：设计相应的软件来进行信号的处理和分析。
通过对回波信号的幅值、频谱、相位等多个特征进行提取和分析，来检测钢丝绳中的断丝问题。
5.结果显示和报警：根据计算机处理和分析的结果，通过显示屏或者声音等方式向用户进行反馈。
如果检测到钢丝绳中存在断丝问题，及时进行报警提醒，以便用户采取相应的维修措施。
优势和应用：钢丝绳断丝无损检测装置设计的核心优势在于其无损性、快速性和准确性。
通过该装置可以快速、准确地检测出钢丝绳中的断丝问题，避免因断丝而导致的安全事故和设备损坏。
此外，该装置还可以在钢丝绳使用之前进行检测，以确保其质量符合要求，提高材料的使用寿命。
总结：设计一种钢丝绳断丝无损检测装置，需要综合运用超声波技术、计算机软件设计等相关知识。
通过合理的系统结构设计，合适的超声波信号发射和接收方案，以及高效的计算机处理和分析方法，能够实现对钢丝绳的断丝问题进行无损快速准确的检测。
这将为钢丝绳的使用提供更加安全和可靠的保障。
基于LM3S1138的钢丝绳无损检测系统
基于LM3S1138的钢丝绳无损检测系统钢丝绳是在各种工程应用中应用极为广泛的一种挠性构件。
钢丝绳作为牵引、承载的重要部件，一旦发生断裂，后果将非常严重。
因此，对钢丝绳的无损检测和监测，对于消除安全隐患有着至关重要的意义。
随着钢丝绳无损检测技术的不断发展，各种新型的现场检测仪器不断推出。
但是因为钢丝绳无损检测要求的数据传输速率较高，所以目前在信号的传输方式上大多采用有线传输。
考虑到钢丝绳工作环境的多样性和复杂性，有线传输方式越来越难以适应各种复杂的环境，本文提出了一种基于nRF24L01 的无线传输方式下的钢丝绳无损检测方法。
1 钢丝绳无损检测系统硬件设计1．1 系统总体结构图钢丝绳无损检测系统由数据采集端和接收处理端组成。
数据采集端系统框图如图1 所示，主要分为：传感器模块，A／D 采集模块，LM3S1 138 处理器模块，RF24L01 无线模块。
其中传感器部分采用华中科技大学机械学院无损检测实验室具有自主知识产权的无损检测传感器，该传感器由2 个霍尔元件和1 个旋转编码器组成，输出4 路模拟信号，1 路脉冲信号。
经过信号处理模块将4 路模拟信号分离出4 路交流信号和4 路直流信号，分别代表钢丝绳的损坏情况和粗细。
在脉冲信号的上升沿到来时对8 路模拟信号进行采集，并将A／D 转化得到的结果进行数据封装，最后利用SPI 接口写入RF24L01 模块实现无线传输。
接收处理端系统框图如图2 所示，主要分为：RF24L01 无线模块，LM3S1138 处理器模块，PC 机终端。
PC 机终端向LM3S1138 处理器模块发送开始接收的命令，在LM3S1138 处理器模块收到PC 机终端的命令后，启动RF24L01 无线模块，接收数据采集端发送的数据。
在接收到数据后，LM3S1138 处理器模块对数据进行解析，并通过串口或USB 将数据传送到PC 机，PC 机终端收到数据后，对数据进行处理、存储、显示等一系列操作。
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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；s3c2410design of wire rope nondestructive detection systemsun 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；s3c24100 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。
2.3 存储器flash、sdram和s3c2410共同构建arm处理器模块。
本系统选用2片intel公司的28f128j3a（28f128j3a单片容量为16mb）构建32mb的flash存储器系统。
选用两片单片容量为32mb，数据宽度为16位的hy57v561620，并联构建32位sdram存储器系统，共64mb的sdram空间。
一方面可以满足稳定运行linux、wince、vxworks、nucleus、μc/os-ⅱ等嵌入式实时操作系统和各种复杂算法的运行要求。
另一方面，可以满足对大量实时数据的闪速存储。
因为设计能够方便地进行现场检测的智能化仪器，钢丝绳检测仪器必须能够不依赖于pc机独立地在现场进行检测，这就要求在检测过程中能够把检测数据实时地进行保存，检测完毕后可以将数据通过通讯传输到pc机中进行进一步的分析或作为历史数据进行查询和打印。
2.4 a/d转换器a/d转换器将检测的模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号。
本系统中选用嵌入式处理器s3c2410片内的8通道10位a/d转换器，主要有以下几点原因：a/d转换器的字长。
已知钢丝绳缺损检测信号的变化在-10v-+10v之间，为了获得较高的分辨率，减小量化误差，本系统选择8位以上的字长。
a/d转换器转换速度。
在钢丝绳损伤在线检测中，系统的采样时间间隔由等空间采样间隔和钢丝绳运行速度确定，在等空间采样的时间间隔中系统必须实时完成信号采样和损伤信号提取或压缩工作。
因此，当钢丝绳检测时运行较快时，要求采样花费的时间越短越好，以提供足够的时间给系统完成实时运算。
a/d转换通道数：检测系统中信号处理部分提供多路检测信号，相应地，a/d转换器也应实现多路转换。
通常选8路或16路。
经济性：通常随着转换速度、精度的提高，a/d转换器的成本增加。
因此，在满足一定的性能要求时，选择中档的a/d转换器。
2.5 lcd显示为了使仪器系统具有良好的人机交互界面，并且在外部信号检测的同时需要实时地显示波形和钢丝绳的报废情况以及断丝根数等，因此需要进行显示器扩展。
目前仪器行业所用的显示器主要有led显示器（发光二极管）和lcd显示器（液晶显示器）。
其中led 显示器在显示相同字符或图形的条件下体积较大，因此本仪器选择lcd液晶显示器作为显示部件。
s3c2410x中具有内置的lcd控制器，支持灰度lcd和彩色lcd。
在灰度lcd上，可以支持单色、4级灰度和16级灰度模式的灰度lcd；在彩色lcd上，可以支持256级彩色。
对于不同尺寸的lcd，具有不同数量的垂直和水平像素、数据接口的数据宽度、接口时间及刷新率，并可对lcd控制器进行编程，从而设置相应的值，以适应不同的lcd显示板。
可以很方便地去控制各种类型的lcd屏，例如：stn和tft屏。
2.6 通信接口该接口主要功能是把单片机采集的数据传输到pc机中，使用户可以对数据进行二次处理或者作为原始数据进行打印、保存等。
系统拟采用以太网接口与上位机通讯，通讯效率较高。
本系统中采用realtek的rtl8019as以太网控制器，可方便地与s3c2410接口。
2.7 键盘由于本系统需要的按键数较多，因此采用4x4结构的矩阵式键盘，它包括10个数字按键，6个功能键（move，enter，cancel，erase，send，result）。
其中erase键表示消除在存储器中的历史数据；send键表示将存储器中的当前数据通过通信接口送到上位机。
2.8 报警报警电路是采用普通的发光二极管（led）和一个功放驱动蜂鸣器，其作用是告诉用户钢丝绳某处断丝数超过报废标准，以引起用户的注意。
3 结语本文设计的基于arm处理器的钢丝绳无损监测系统，可靠性高，操作简单。
通过结合传感器检测技术和计算机技术，以及使用先进的信号处理技术，我们可以有效地提高精度和检测设备的灵敏度，实现自动化和智能化的检测设备。
【参考文献】[1]顾必冲，孙学功.钢丝绳缺陷数据采集系统的设计与实现[j].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2002，26（1）：8-10.[2]杨叔子，康宜华.钢丝绳断丝定量检测原理与技术[m].北京：国防工业出版社，1995.[3]胡大可. msp430 系列超低功耗 16 位单片机原理与应用[m]. 北京：北京航空航天大学出版社，2001：171-178.[4]李劲松.钢丝绳状态在线自动定量检测原理与实践[d].武汉：华中理工大学，1991.[责任编辑：汤静]。