阅读说明：本技术 一种线缆无损检测 (Cable nondestructive test ) 是由 付乐伟 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明属于线缆无损检测领域,尤其涉及一种线缆无损检测,主要由励磁组件、和漏磁场信号采集传输组件组成,能够有效检测线缆的安全指标和使用寿命的预测是非常有必要的,对企业和施工工人具有较大的经济效益和社会效益。(The invention belongs to the field of cable nondestructive testing, and particularly relates to cable nondestructive testing which mainly comprises an excitation assembly and a leakage magnetic field signal acquisition and transmission assembly, can effectively detect the safety index of a cable, is very necessary for predicting the service life, and has great economic and social benefits for enterprises and construction workers.)

一种线缆无损检测

技术领域

本发明属于线缆无损检测领域，尤其涉及一种线缆无损检测。

背景技术

线缆是在施工起吊过程中起到重要作用，也是保障施工工人生命安全的重要线缆。线缆一般是通过在芯线上加捻高碳钢丝并在组装金属丝时扭转和扭曲制成，因其具有挠性好、强度高、韧性好、自重轻、弹性大等特点，工作平稳可靠，承受动载过载能力强，被广泛使用。但是每年因线缆断裂而造成的事故不计其数，因此，提供一种有效检测线缆的安全指标和使用寿命的预测是非常有必要的，对企业和施工工人具有较大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明创造的目的在于，提供一种有效检测线缆的安全指标和使用寿命

为实现上述目的，本发明创造采用如下技术方案。

一种线缆无损检测，主要由励磁组件、和漏磁场信号采集传输组件组成，漏磁场信号采集传输组件采集钢丝绳的漏磁信号并发送给外部计算机进行信号离线分析处理：励磁组件为钢丝绳提供励磁源：电磁屏蔽组件既可以防止励磁组件对其它设备产生电磁干扰，也可以防止其它设备对钢丝绳无损检测装置产生电磁干扰：励磁组件设置在电磁屏蔽组件内部，漏磁场信号采集传输模块与励磁组件间隔设置。

励磁组件采用永磁磁化方法，以永磁铁作为励磁源。此方法与直流励磁方法相比，不便于调整励磁强度。但由于稀土永磁具有磁能积高、体积小、重量轻、无须电源等特点，使得采用永磁励磁的检测仪器具有体积小、重量轻等特点。同时与直流励磁相比励磁结构简单，因此使用方便、灵活。目前永磁铁材料均采用铁铁棚材料，该材料的永磁铁为目前具有最强磁力的永久磁铁。在永磁磁化结构中，软磁材料必不可少，在该结构中起减小磁阻和引导磁场的作用。软磁材料一般选择电工纯铁或低碳钢，本发明采用低碳钢Q235作为软磁材料。

目前市面常见无损检测装置多为单级励磁结构，即由左右两组磁极按一定规则排布磁铁与磁靴组成。该结构较为成熟，应用广泛，但存在励磁强度单一，励磁强度受外界因素影响较大且难以验证。

因此，本发明采用一种创新设计的双级励磁结构，即由左、中、右三组磁极按一定规则排布的铁铁棚磁铁以及磁靴组成，形成三组永磁铁。其中，三组永磁铁与磁靴之间形成两个独立励磁区间，并且采用不同牌号磁铁。因此在两个励磁区间可使钢丝绳获得不同磁感强度，进而在深度饱和状态下产生强度不同的漏磁场，为后续损伤识别提供基础。双级励磁结构包括磁靴(软磁材料)、铁铁棚磁铁组成。同时为防止由于磁极相斥导致永磁体沿中心轴发生旋转，在永磁体两端增加挡块，通过螺栓与磁靴固接。

设计的新型双级励磁结构，主要验证新型双级励磁结构理论可行性，并针对励磁结构中永磁体问距、永磁体牌号两种因素对励磁效果的影响，利用Solidworks软件建立励磁结构简化模型，并利用ANSYSMaxwell软件对新型双级励磁结构励磁效果进行三维静磁场有限元分析，进而确定励磁结构参数，为无损检测装置设计制作提供理论依据。

Maxwell3D是ANSYS电磁场分析软件重要组成部分，具有结果精确、易于使用的优点。该模块主要包括电场、静磁场、涡流场、瞬态场等求解器，在分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等装置的电磁特性领域有广泛应用。Maxwell3D中的三维静磁场求解器可以计算出仿真对象的磁场强度与电流分布，通过计算磁场强度能够获得磁通密度。Maxwell3D的用户界面为自上而下执行、用户可以自行对材料库进行定义，且软件中包含的自适应网格划分技术能够帮助用户快速、合理、智能地划分网格。Maxwell3D中包含高性能矩阵求解器，并且借助多CPU计算处理能力能够充分利用计算机资源，使其能够快速求解。

其有益效果在于：有效检测线缆的安全指标和使用寿命的预测是非常有必要的，对企业和施工工人具有较大的经济效益和社会效益。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明创造作详细说明。

其具体实施方式是：

一种线缆无损检测，主要由励磁组件、和漏磁场信号采集传输组件组成，漏磁场信号采集传输组件采集钢丝绳的漏磁信号并发送给外部计算机进行信号离线分析处理：励磁组件为钢丝绳提供励磁源：电磁屏蔽组件既可以防止励磁组件对其它设备产生电磁干扰，也可以防止其它设备对钢丝绳无损检测装置产生电磁干扰：励磁组件设置在电磁屏蔽组件内部，漏磁场信号采集传输模块与励磁组件间隔设置。

励磁组件采用永磁磁化方法，以永磁铁作为励磁源。此方法与直流励磁方法相比，不便于调整励磁强度。但由于稀土永磁具有磁能积高、体积小、重量轻、无须电源等特点，使得采用永磁励磁的检测仪器具有体积小、重量轻等特点。同时与直流励磁相比励磁结构简单，因此使用方便、灵活。目前永磁铁材料均采用铁铁棚材料，该材料的永磁铁为目前具有最强磁力的永久磁铁。在永磁磁化结构中，软磁材料必不可少，在该结构中起减小磁阻和引导磁场的作用。软磁材料一般选择电工纯铁或低碳钢，本发明采用低碳钢Q235作为软磁材料。

目前市面常见无损检测装置多为单级励磁结构，即由左右两组磁极按一定规则排布磁铁与磁靴组成。该结构较为成熟，应用广泛，但存在励磁强度单一，励磁强度受外界因素影响较大且难以验证。

因此，本发明采用一种创新设计的双级励磁结构，即由左、中、右三组磁极按一定规则排布的铁铁棚磁铁以及磁靴组成，形成三组永磁铁。其中，三组永磁铁与磁靴之间形成两个独立励磁区间，并且采用不同牌号磁铁。因此在两个励磁区间可使钢丝绳获得不同磁感强度，进而在深度饱和状态下产生强度不同的漏磁场，为后续损伤识别提供基础。双级励磁结构包括磁靴(软磁材料)、铁铁棚磁铁组成。同时为防止由于磁极相斥导致永磁体沿中心轴发生旋转，在永磁体两端增加挡块，通过螺栓与磁靴固接。

设计的新型双级励磁结构，主要验证新型双级励磁结构理论可行性，并针对励磁结构中永磁体问距、永磁体牌号两种因素对励磁效果的影响，利用Solidworks软件建立励磁结构简化模型，并利用ANSYSMaxwell软件对新型双级励磁结构励磁效果进行三维静磁场有限元分析，进而确定励磁结构参数，为无损检测装置设计制作提供理论依据。

Maxwell3D是ANSYS电磁场分析软件重要组成部分，具有结果精确、易于使用的优点。该模块主要包括电场、静磁场、涡流场、瞬态场等求解器，在分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等装置的电磁特性领域有广泛应用。Maxwell3D中的三维静磁场求解器可以计算出仿真对象的磁场强度与电流分布，通过计算磁场强度能够获得磁通密度。Maxwell3D的用户界面为自上而下执行、用户可以自行对材料库进行定义，且软件中包含的自适应网格划分技术能够帮助用户快速、合理、智能地划分网格。Maxwell3D中包含高性能矩阵求解器，并且借助多CPU计算处理能力能够充分利用计算机资源，使其能够快速求解。

ANSYSMaxwell软件采用有限元法，有限元法作为应用最广的数值解法，本身的适用范围广、通用性强的优点己被大家所认同。然而，网格单元尺寸和单元分布密度直接决定了有限元方法的计算精度，通常条件下，单元网格划分数量计算精度成正相关。

综上所述，本文利用ANSYSMaxwell软件主要解决由永磁体作为励磁源，分析钢丝绳在该激励器中磁场强度分布情况，得到钢丝绳励磁强度变化规律，为无损检测装置励磁结构设计提供参考。因此，本文主要利用Maxwell3D中三维静磁场求解器进行仿真计算。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。