机械工程学报

作者：李军霞, 李聪豪, 焦少妮, 李腾宇, 寇子明

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

关键词：捻距,矩形线圈,涡流检测,有限元法,后处理；

基金：山西煤基低碳联合基金重点支持（U1510205）、山西省应用基础研究（201801D121177）和远东无损检测新技术论坛创新人才支持计划资助项目。

捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废，对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据，提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测，机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题，提出用涡流法对钢丝绳捻距进行检测。为扩大细长钢丝绳结构表面磁场的覆盖面积，利用矩形线圈组成的差分电桥进行检测。对钢丝绳捻距双矩形差分电桥涡流检测进行有限元分析，差分电压实部变化曲线中相邻波峰或者波谷的间距为钢丝绳的股间隙，一个捻距扫描范围内出现的波峰和波谷数量与钢丝绳的股数相对应。矩形线圈上、下边电流元感应的涡流会在钢丝绳表面对消，对消效应越小，钢丝绳捻距检测灵敏度越高。为提取试验中的有用信号，利用集合经验模态分解对扫描信号进行后处理。当相关系数较大时，相邻波峰或波谷的间距为钢丝绳捻距。当相关系数较小时，一个捻距内的波峰或波谷数与有限元分析结果吻合。涡流法得到的捻距与理论捻距的最大相对误差为2.38%。

来源：2020年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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