本发明专利技术属于机械自动化设备动态检测领域，具体涉及一种钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器。在钢绳芯输送带下带上方搭建一个比输送带略宽的固定架，根据钢绳芯输送带所检测钢丝绳的数量，布置稍多于钢丝绳数量的磁记忆传感器和超声波传感器，根据金属磁记忆检测原理，准确定位钢丝绳的缺陷或应力集中区的位置，再通过超声波传感器对磁记忆传感器检测出的位置进行复检，并定量测出缺陷程度。本发明专利技术克服了磁记忆检测不能建立应力集中区损伤程度与磁记忆信号之间的定量对应关系，同时弥补了超声波不能定性检测的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械自动化设备动态检测领域，具体涉及一种钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器。
技术介绍
在我国矿山、冶金、化工等行业中，钢绳芯输送带因其成槽性好、运送量大、使用简便等特点被广泛应用。但是钢绳芯输送带在生产中随着载荷增加和运送速度的提高，易发生各类隐形损伤，导致钢绳芯的强度下降并最终断裂，从而造成重大经济损失及人员伤亡。 在钢绳芯输送带损伤检测领域，常用的无损检测手段主要有磁巴克豪森噪声法、超导量子干涉器法、超声波检测法和金属磁记忆检测法等。磁巴克豪森噪声法精确度较低，必须与磁声发射法相结合才能达到理想的精度。超导量子干涉器法在高灵敏度、宽带宽、高空间分辨力等方面占有绝对优势，但由于抗外界噪声干扰能力价格昂贵而受到其他无损检测方法。超声波检测具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定量等优点。但超声波探伤对缺陷的显示不直观，超声波检测对工作表面要求平滑，使超声波探伤也具有其局限性。金属磁记忆法的提出时间较为短暂，其最大优势是不需要激励磁化装置，且检测设备相对简单低廉，非常适于现场应用，是目前唯一能以1mm精度确定设备应力集中区的方法。但金属磁记忆技术应用于铁磁性材料的早期损伤检测目前尚处于探索阶段，无论是理论模型还是试验研究均不能建立应力集中区损伤程度与磁记忆信号之间的定量对应关系。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：如何能够有效检测出钢绳芯输送带中每根钢丝绳的异常应力集中区和缺陷程度，并且抗干扰能力强，检测灵敏度高和操作简单。 多通道磁记忆传感器原理为在应力集中区域漏磁场切向磁感应分量 具有峰值，法向磁感应分量符号改变且具有零值点。通过检测漏磁场梯度K值（）和法向分量就能确定工件的应力集中区和损伤位置。 使用的传感器的参数为： 灵敏度：0.7 mV/V/G 工作电压：3.3V~5V 工作温度范围: -25°C～ +60°C 最小测距: 1mm 最大扫描速度:0.5米/秒 多通道超声波传感器采用直探头设计，纵波垂直入射法检测。超声波通过空气耦合法进入钢丝绳输送带内部。根据连续波理论，确定近场长度：N=(D2-λ2)/4λ，λ为传声介质中的超声波长，D为晶片直径。综合考虑通道超声波探头的组合性能（如分辨率，电噪声等）、缺陷与基体（工件）材料的声阻抗差异、缺陷自身的形状与取向，以及缺陷本身的表面粗糙度等因素对实际反射回波的频率（频谱）存在影响，采用脉冲探头检测。采用PM30系列超声波探头，使用的传感器参数为： 最大检测范围:2000mm 输出方式开关量:PNP 工作电压:10~30V 最大负载电流：200mA 工作温度范围：-10℃～60℃ 盲区：80mm 通过对发射的超声波进行编码，可以有效解决噪音及交叉问题带来的干扰。 本专利技术所采用的技术方案是：钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器，在钢绳芯输送带下带上方搭建一个比输送带略宽的固定架，根据钢绳芯输送带所检测钢丝绳的数量，布置稍多于钢丝绳数量的磁记忆传感器和超声波传感器，根据金属磁记忆检测原理，准确定位钢丝绳的缺陷或应力集中区的位置，再通过超声波传感器对磁记忆传感器检测出的位置进行复检，并定量测出缺陷程度。 作为一种优选方式：磁记忆传感器和超声波传感器组成一个阵列模块，阵列模块长度为300mm，阵列模块前面两排为24个磁记忆探头，后面一排为8个超声波探头，相邻两个磁记忆探头之间的长度方向距离与该钢绳芯输送带中相邻钢丝之间的距离相等，相邻两个超声波探头之间的长度方向距离为该钢绳芯输送带中相邻钢丝之间的距离的2-3倍。 本专利技术的有益效果是：本专利技术将超声波检测与金属磁记忆检测相结合，克服了磁记忆检测不能建立应力集中区损伤程度与磁记忆信号之间的定量对应关系。同时弥补了超声波不能定性检测的缺陷。具有高灵敏度、抗干扰能力强等特性，可用于高温、高压、腐蚀或其它复杂环境中。本专利技术运用阵列传感器检测钢绳芯输送带，与传统阵列传感器相比，将阵列传感器分块，可以根据钢绳芯输送带不同宽度任意组合。最大限度减小磁记忆传感器的误差，充分发挥超声波传感器检测光滑平面的优势，使每段阵列传感器更好的满足现场环境的需要，提高了检测的精确度。 附图说明 图1是磁记忆探头结构图。 图2是超声波探头结构图。 图3是阵列传感器探头模块分布图。 图4是数据处理模块结构图。 其中：1-法向分量磁阻元件，2-切向分量磁阻元件，3-数据端口 ，4-发射电路，5-接收及衰减电路，6~24为磁记忆探头，25~32为超声波探头，33-RS485通信模块，34-微处理器，35-数据处理模块，36-存储模块，37-电源模块，38-数据端口。 具体实施方式 实施例1 在钢绳芯输送带下皮带上方10cm处搭建一个比钢绳芯输送带略宽的固定架，输送带的宽度约1000mm，输送带的运行速度约1.6m/s，阵列传感器模块为300mm，根据钢绳芯输送带的宽度将4个阵列传感器模块进行链接扩展，这样可防止钢绳芯输送带跑偏而出现检测盲区；磁记忆探头采用二维坐标系形式，分别采集钢绳芯输送带测量长度和磁场强度值，将采集回的数据通过数据线传输给微处理器模块，经过分析得出法向分量和漏磁场梯度K值（位置判断）；超声波发射电路在发射控制信号作用下产生高压脉冲信号，信号探测钢绳芯输送带后，返回超声波信号并传输到衰减电路，衰减电路的衰减量受A/D和D/A转换单元控制电压变化。钢绳芯输送带缺陷的大小可通过缺陷回波D大小确定，缺陷的埋藏深度可通过缺陷回波与发射始波的时间差计算确定（c为材料中的声速，t为声波遇到缺陷时的来回传播时间）；将阵列传感器安放的位置应远离大型机械和强磁场设备300m范围外（缺陷长度的判断）。 实施例2 在钢绳芯输送带下皮带上方10cm处搭建一个比钢绳芯输送带略宽的固定架，输送带的宽度约1200mm，输送带的运行速度约2.0m/s，阵列传感器模块为300mm，根据钢绳芯输送带的宽度将5个阵列传感器模块进行链接扩展，这样可防止钢绳芯输送带跑偏而出现检测盲区；磁记忆探头采用二维坐标系形式，分别采集钢绳芯输送带测量长度和磁场强度值，将采集回的数据通过数据线传输给微处理器模块，经过分析得出法向分量和漏磁场梯度K值；超声波发射电路在发射控制信号作用下产生高压脉冲信号，信号探测钢绳芯输送带后，返回超声波信号并传输到衰减电路，衰减电路的衰减量受A/D本文档来自技高网...
【技术保护点】
钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器，其特征在于：在钢绳芯输送带下带上方搭建一个比输送带略宽的固定架，根据钢绳芯输送带所检测钢丝绳的数量，布置稍多于钢丝绳数量的磁记忆传感器和超声波传感器，根据金属磁记忆检测原理，准确定位钢丝绳的缺陷或应力集中区的位置，再通过超声波传感器对磁记忆传感器检测出的位置进行复检，并定量测出缺陷程度。
【技术特征摘要】
1.钢绳芯输送带超声磁记忆检测传感器，其特征在于：在钢绳芯输送带下带上方搭建一个比输送带略宽的固定架，根据钢绳芯输送带所检测钢丝绳的数量，布置稍多于钢丝绳数量的磁记忆传感器和超声波传感器，根据金属磁记忆检测原理，准确定位钢丝绳的缺陷或应力集中区的位置，再通过超声波传感器对磁记忆传感器检测出的位置进行复检，并定量测出缺陷程度。
2.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪英，谢飞，乔铁柱，李凤莲，杨洋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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