钢丝绳探伤仪的工作原理

俄罗斯Intron Plus公司生产的钢丝绳检测仪是非破损地检测钢丝绳的金属截面积损失和局部缺陷的仪器。欧美大地仪器设备中国有限公司是俄罗斯Intron Plus公司在国内的代理商。

INTROS钢丝绳检测仪能非破损地检测钢丝绳的金属截面积损失和局部缺陷，如断丝、锈坑、压伤、磨损等。它能得出是否需要更换钢丝绳的依据，符合IP65防爆标准。

俄罗斯INTRON公司生产的钢丝绳检测仪广泛服务于美国、德国、波兰、日本、荷兰、印度、韩国、马来西亚、中国等几十个国家的客户。

INTROS钢丝绳检测仪采用强磁磁头磁化钢丝绳，使其充分磁化。通过内部的霍尔原件检测钢丝绳外部磁回路的磁力线，检测得到钢丝绳任意位置的磁通量和漏磁量。然后通过软件分析得到想要得到的缺陷图形。

更详细的产品信息，可以咨询欧美大地公司。

国内钢丝绳主要品种如下：

1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系、锌锰系磷化处理，钢丝的耐磨性、耐蚀性全面跃升，不易磨损、不易锈蚀使磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳3倍（试验室可比条件下），超越进口钢丝绳，磷化涂层钢丝绳正在全面取代各类光面钢丝绳，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验耐蚀能力），因为使用寿命超长，日均使用成本仅是光面钢丝绳的40-55%，质量稳定性可靠性更佳。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，镀锌锌层越厚耐腐蚀能力越强，锌层厚度以克/平米表示。

3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵

4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙

5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，正在被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。

大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，防范不法企业以假冒产品侵害自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重（磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响），仅供参考。

钢丝绳无损检测仪的“大脑”

谈到磁检测法，就必然要先了解为何磁检测方法可以成功应用在实践中，磁检测法的理论依据是：利用钢丝绳是磁导体这一特性，当励磁装置将钢丝绳磁化到饱和状态后，无论是其表面或内部存在损伤，都将引起磁路系统中磁场分布的变化。利用有效手段检测由此而引起的磁场分布的变化情况，即可反映出钢丝绳损伤信息的检测信号。

一、  钢丝绳损伤的分类是什么?

首先我们先了解下钢丝绳的损伤分类，原因在于电磁检测仪的是按照可以检测到的缺陷类型来分类的。

1）局部损伤（LF local flaw）:钢丝绳中的不连续，诸如内外部断丝、钢丝的蚀坑、较深的钢丝磨损或钢丝绳局部形状异常等。

2）金属横截面积的损失（LMA loss of metallic cross-sectional area）:使钢丝绳横截面上金属截面积总和减小的损伤，主要包括磨损、锈蚀、钢丝绳绳径缩细等，相对于LF缺陷，这类缺陷沿钢丝绳轴向方向上的变化一般较缓慢。它是钢丝绳特定区域中材料（质量）缺损的相对度量，通过比较检测点与钢丝绳上象征最大金属横截面积的基准点来测定的。

二、钢丝绳无损检测仪的分类有哪些？

1、交流电磁类

其工作原理类同于变压器原理，初级和次级线圈环绕在钢丝绳上，钢丝绳犹如变压器的铁芯（图1）。初级（激励）线圈的电源为10~30Hz的低频交流电，次级（检测）线圈测定钢丝绳的磁特性。钢丝绳磁特性的任何关键变化都会引起次级线圈的电压变化（幅度和相位）反映出来。

要点:电磁类仪器通常是在较低磁场强度的条件下工作，因此在开始检测前，有必要将钢丝绳彻底退磁。

检测缺陷类型：金属截面积变化LMA缺陷

图1 电磁类仪器传感器示意图

2、直流和永磁（磁通）类仪器

直流和永磁类提供恒定磁通，通过传感器头（磁回路）磁化一段钢丝绳（见图2 ），钢丝绳中的轴向总磁通，能通过感应线圈来测定。

图2 感应线圈测量金属横截面积损失的永磁类设备传感器头示意图

3、漏磁类仪器

直流或永磁类仪器提供恒定磁通，通过传感器头（磁回路）来磁化一段钢丝绳，钢丝绳中的不连续（如断丝）所引起的漏磁，用不同传感器如霍尔元件传感器来检测。

此类仪器用于测定LF缺陷。

图3 断丝导致漏磁的示意图

4、 剩磁类仪器

直流或永磁类磁化装置对钢丝绳磁化后，在确保外加磁场已移除或无外加磁场影响的情况下，利用磁性钢丝绳的剩磁特性，采用能有效测定剩余磁场变化的适当检测装置，来测定钢丝绳内剩磁场的变化。

此类仪器能用于测定金属横截面积的变化和局部损伤的存在。

该方法是新开发的一种钢丝绳检测技术，有待进一步的跟踪研究和应用验证。

图4 剩磁类仪器测量金属横截面积损伤的示意图

一台设备可同时具有磁通和漏磁两种检测原理。

三、两种不同的传感器：感应线圈和霍尔元件

1、感应线圈

谈到感应线圈，大家都不会陌生变压器，当线圈与钢丝绳间产生相对运动时，线圈切割漏磁场产生感应电动势Uc。

图5 感应电动势公式

式中：n-线圈匝数；

Φ-通过线圈的磁通量；

V-钢丝绳相对于感应线圈的运动速度；

dΦ /ds-钢丝绳内部磁通量相对于钢丝绳位移的变化率；

当线圈匝数n与运动速度一定时，感应电动势Uc能反映出钢丝绳中磁通量沿钢丝绳轴向的变化，即钢丝绳有效金属截面积沿轴向的变化。

随着钢丝绳相对于感应线圈和励磁器相对的运动，钢丝绳将被励磁器逐渐磁化至饱和状态，若存在损伤，其内部磁通量（与钢丝绳的有效金属截面积成正比）必然减少，于是就会使得感应线圈产生电压输出。对输出电压进行测量就可以检测出金属截面积的变化。

感应线圈的最大缺点是传感器的输出和检测速度有关，检测速度的不均匀时传感器输出信号产生畸变，极低速时无输出。同时，速度不均匀会造成检测信号在时间轴上的压缩和拉伸，不利于后续信号的处理。

图6 全磁通检测法原理

2、霍尔元件传感器

霍尔元件的原理：在垂直于磁场的导体里通过一定电流，则在垂直于电流和磁场方向上有一个磁场，并在两端有电动势输出成为霍尔效应。

霍尔元件的霍尔电压为：

式中  Kc-霍尔元件的灵敏度系数

Ic-输入的控制电流

B-磁场的磁感应强度

φ-磁感应强度B的方向与元件法向矢量之间的夹角

对于确定的霍尔元件，Kc为常数。在元件安装位置确定，φ值则不变，则式中的VH与B成正比，这就是霍尔元件重要的定向响应特性。应用这一原理，只要检测出霍尔元件两端的输出电压VH便可获得断丝损伤信号。

霍尔元件的最大优点是输出信号不受速度的影响，且体积小，对小间隙空间的磁场测量有很大的优越性。

12mm直径，6*19结构，麻芯，1570MPa，GB8918-2006重要用途钢丝绳国家标准，最低破断拉力74.6KN，约7.6吨，安全系数取6，单绳起重量1.27吨，如果选用高强度1960MPa，则起重量还能提高。

扩展资料

注意事项：

（一）使用前应进行检查

检查范围：拉查钢丝绳的磨损、锈蚀、拉伸、弯曲、变形、疲劳、断丝、绳芯露出的程度，确定其安全起重

量（包括报废）。

（二）保养注意事项

⑴钢丝绳的使用期限与使用方法有很大的关系，因此应做到按规定使用，禁止拖拉、

抛掷，使用中不准超负荷，不准使钢丝绳发生锐角折曲，不准急剧改变升降速度，避免冲击

载荷

⑵钢丝绳有铁锈和灰垢时，用钢丝刷刷去并涂油

⑶钢丝绳每使用4个月涂油一次，涂油时最好用热油（50℃左右）浸透绳芯，再擦去

多余的油脂

⑷钢丝绳盘好后应放在清洁干燥的地方，不得重叠堆置，防止扭伤

⑸钢丝绳端部用钢丝扎紧或用熔点低的合金焊牢，也可用铁箍箍紧，以免绳头松散

⑹使用中，钢丝绳表面如有油滴挤出，表示钢丝绳已承受相当大的力量，这时应停止

增加负荷，并进行检查，必要时更换新钢丝绳。

⑺牵引钢丝绳的承载能力应为总牵引力的5-8倍。

参考资料：百度百科-钢丝绳

钢丝绳：一般是用钢丝（或钢线）拧成的绳都可以叫做钢丝绳。对任何一种用这种材质的绳都可以叫钢丝绳，也就是统称。（镀锌的、涂塑的、是否含油等）。

油丝绳：是钢丝绳的一种，这种对应的就是无油钢丝绳。前面加个“镀锌”又可以分为两种。

打个比喻就是：钢丝绳是树干，油丝绳就是其中的一根树枝。

传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

起重设备常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳。大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍，随着对耐磨磷化液的研究，还有进一步提高的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格，磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右，磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品，仅供参考。