机械工程学报

作者：李腾宇, 寇子明, 吴娟, 焦少妮, 毛清华

单位：1. 太原理工大学机械运载与工程学院 太原 030024;2. 山西省矿山流体控制工程技术研究中心 太原 030024;3. 矿山流体控制国家地方联合工程实验室 太原 030024;4. 西安科技大学机械工程学院 西安 710054

关键词：钢丝绳,捻距,涡流检测,差分电桥,有限元分析；

基金：山西煤基低碳联合基金重点支持（U1510205）、国家重点研发计划（2016YFC0600908）、山西省应用基础研究（201801D121177）、陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室开放基金（SKL-MEEIM201905）和远东无损检测新技术论坛创新人才支持计划资助项目。

捻距作为钢丝绳重要参数之一，对其进行检测可间接反映钢丝绳受力状态和表面损伤状态。针对现有图像识别方法受限于外界光照及钢丝绳表面附着物覆盖情况、漏磁法需要磁化钢丝绳等问题，提出采用双扁平线圈差分电桥的钢丝绳捻距涡流检测方法。结合Ar，V-Ar表述建立钢丝绳涡流响应分析控制方程，对单绳股涡流分布进行分析。探头正下方绳股表面涡流形成漩涡，绳股两侧曲面上涡流分布存在对称性。对扁平线圈的中径进行优化设计，当中径小于等于股间隙时，捻距检测精度高且检测灵敏度高，然后搭建试验平台进行捻距检测。试验结果与仿真均表明扫描信号中相邻波峰或者相邻波谷的间距为股间隙，一个捻距范围内扫描信号出现的波峰或者波谷数量与钢丝绳绳股数目相关。利用集合经验模态分解方法对试验结果进行后处理可以有效提取有用信号，涡流法得到钢丝绳捻距的相对误差不超过0.13%。

来源：2020年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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