鋼絲繩被廣泛應(yīng)用于煤礦開采、港口運輸、化學工業(yè)、金屬冶煉、航空航天等行業(yè)。在不同工況影響下,鋼絲繩易產(chǎn)生疲勞、損壞、變形、斷絲等缺陷,其中以斷絲缺陷對鋼絲繩的危害最大,是最常見的失效形式。因此,準確快速地檢測鋼絲繩斷絲缺陷,對于減少甚至避免鋼絲繩安全事故,保證生產(chǎn)作業(yè)中人身和財產(chǎn)安全具有重要意義。本文根據(jù)鐵磁性材料的漏磁檢測原理,針對現(xiàn)有鋼絲繩斷絲缺陷檢測技術(shù)的不足,設(shè)計并完成了一種基于隧道磁電阻（TMR）傳感器陣列的鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置。論文的核心研究內(nèi)容包括:（1）建立了基于漏磁原理和等效面磁偶極子模型的斷絲缺陷漏磁場計算模型,分析了漏磁場不同方向分量相對于距離的變化趨勢,從理論層面為鋼絲繩斷絲缺陷漏磁場檢測提供依據(jù)。（2）設(shè)計了一種類亥姆霍茲線圈式勵磁裝置,通過計算建立了勵磁磁場磁感應(yīng)強度分布模型并確定了勵磁裝置結(jié)構(gòu)參數(shù),并利用電磁場有限元仿真軟件對勵磁裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化和驗證。（3）制作了柔性TMR傳感器陣列及其安裝支架,提升了裝置的實用性并使其檢測范圍覆蓋到軸向和周向兩個維度。（4）完成了漏磁信號處理電路的設(shè)計、器件選型及調(diào)試工作;編寫了基于Qt的鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置的... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 鋼絲繩無損檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼絲繩無損檢測的技術(shù)方法和特點
        1.2.2 鋼絲繩漏磁場檢測技術(shù)方法及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 鋼絲繩漏磁場檢測技術(shù)存在的問題及改進方向
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 本文主要研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測理論研究
    2.1 鋼絲繩斷絲缺陷漏磁場檢測原理與模型
        2.1.1 鋼絲繩漏磁場檢測基本原理
        2.1.2 等效面磁偶極子模型
        2.1.3 有限元分析方法原理
    2.2 磁阻傳感器原理分析
        2.2.1 磁阻傳感器工作原理
        2.2.2 隧道磁電阻傳感器(TMR)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置設(shè)計與研究
    3.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 柔性TMR傳感器陣列設(shè)計
        3.2.1 單個TMR傳感器周向檢測范圍
        3.2.2 柔性TMR傳感器陣列電路設(shè)計
    3.3 勵磁裝置設(shè)計
        3.3.1 勵磁裝置設(shè)計原理
        3.3.2 勵磁裝置參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化
        3.3.3 勵磁磁場有限元仿真分析
    3.4 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置相關(guān)電路設(shè)計
        3.4.1 電源電路
        3.4.2 最小系統(tǒng)電路
        3.4.3 信號預(yù)處理電路
        3.4.4 A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置程序設(shè)計
    4.1 下位機程序設(shè)計
        4.1.1 硬件驅(qū)動開發(fā)平臺
        4.1.2 鋼絲繩斷絲缺陷檢測裝置程序結(jié)構(gòu)框架
        4.1.3 AD7606 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程
    4.2 上位機軟件設(shè)計
        4.2.1 Qt開發(fā)平臺介紹
        4.2.2 上位機功能模塊設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試及實驗結(jié)果分析
    5.1 鋼絲繩斷絲缺陷測試平臺搭建
    5.2 TMR元件一致性檢測實驗
    5.3 裝置最小檢測精度實驗
    5.4 裝置軸向最小分辨距離實驗
    5.5 鋼絲繩斷絲缺陷檢測實驗
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 論文展望
參考文獻
附錄
致謝
碩士期間科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3440299