钢丝绳在我国煤炭行业中得到广泛应用,是煤矿主、副井提升设备的重要构件。矿井提升设备负责完成矿井运输煤炭和矸石、投放设备、搭载人员等工作,钢丝绳长期使用会因疲劳出现断丝、磨损等现象而存在安全隐患,钢丝绳使用的安全性直接关系到煤矿正常生产、人员生命安全及经济运转。目前,一般采用人工目视检查和定期强制更换钢丝绳的办法来保证安全生产,这种方法不仅不能及时更换由于各种偶然因素而造成严重损伤的钢丝绳,而且很多时候还报废了仍有使用价值的钢丝绳,从而造成巨大的浪费。国家安全监管总局在《切实加强矿山提升运输安全管理工作的通知》中明确提出要加强对提升运输系统尤其是提升绞车、钢丝绳等提升运输设备的安全检测。因此,在继续提升现有矿山安全装备水平的同时,研究矿用钢丝绳损伤在线检测技术,科学有效的预防钢丝绳断裂减少人员伤亡是当前迫切需要解决的问题。本文在总结了国内外钢丝绳无损检测技术的基础上,结合矿用钢丝绳检测实际情况,对矿用钢丝绳探伤传感器的结构和关键理论进行了深入的研究,搭建矿用钢丝绳在线检测试验平台,完成矿用钢丝绳断丝损伤有效识别。（1）对矿用钢丝绳磁探伤原理及缺陷磁信号特性进行研究。从理论上对矿用钢丝绳磁探伤原理进行了分析,得出漏磁通密度与缺陷截面积相关;基于磁荷原理对钢丝绳断丝模型进行了理论研究,得出缺陷磁信号与钢丝绳直径及断丝间隙相关;对钢丝绳缺陷产生的磁信号进行数值分析,得出缺陷磁信号主要分布在钢丝绳轴向方向。通过对缺陷几何参数的研究,得出缺陷深度和提离值对缺陷磁信号影响较大,缺陷长度对缺陷磁信号影响较小。确定了提离值位置为10mm,为磁敏元件位置摆放提供理论依据。（2）矿用钢丝绳励磁结构三维模型数值分析与优化。建立了基于Ansoft的三维矿用钢丝绳励磁结构,并对螺旋状钢丝绳模型进行有限元仿真和数值分析,相比于传统的二维有限元静态建模,此种模型更符合矿用钢丝绳在线检测实际工况。研究励磁结构各个部件对矿用钢丝绳缺陷磁信号产生的影响,研究结果表明永磁体宽度是影响矿用钢丝绳缺陷磁信号的最大因素。建立了励磁结构几何参数与被磁化后的钢丝绳内磁感应强度值的数学关系。提出一种永磁体环形辐射充磁方式,可以较好的改善矿用钢丝绳磁化不均的现象。将遗传算法与二次非线性规划函数相结合,对励磁结构进行优化,建立了励磁结构最优尺寸模型。（3）提出了一种基于聚磁原理的多霍尔元件阵列检测法,搭建了矿用钢丝绳检测试验平台。选取型号为HW-302B的8个差分霍尔元件作为磁敏元件,实现用较少的检测元件实现钢丝绳全方位无漏检测。设计一种环形聚磁结构,此种结构可以将缺陷磁信号增强10倍。通过等效磁路法对聚磁结构进行分析,优化聚磁结构并提高聚磁效率。提出了一种多霍尔元件阵列检测法,消除钢丝绳绳股间磁信号对缺陷信号产生的影响。对矿用钢丝绳试验平台支架进行结构设计,通过三维动态有限元分析,研究钢丝绳运行速度对缺陷磁信号的影响,最终完成电机的选型。完成探伤仪结构、检测电路和数据采集模块的设计,最终搭建了矿用钢丝绳在线检测试验平台,并对不同程度的损伤进行检测与分析。（4）提出了一种基于小波包-稀疏表示的矿用钢丝绳损伤信号预处理方法。针对采集的矿用钢丝绳损伤信号,提出一种基于小波包-稀疏表示的适用于矿用钢丝绳损伤信号的降噪方法,将原始信号进行3层小波包分解,分别采用MP和OMP算法对小波包系数进行稀疏表示,所得重构信号信噪比远远高于小波阈值收缩法、中值滤波法、奇异值差分谱法的信噪比,对矿用钢丝绳损伤信号降噪效果显著。（5）搭建了一种基于PCA的PSO-SVM矿用钢丝绳断丝信号定量识别模型。通过提取断丝损伤信号的7个整体特征量和小波包能量熵细节特征作为有效特征量,并对8个特征量进行特征值降维,作为支持向量机的输入,设计与训练支持向量机,提出一种基于PCA的PSO-SVM分类模型,对比优化前后的识别效率,所得支持向量机的识别率高达94.73%,定量识别精度较高。