便携式钢丝绳开环磁化检测探头结构优化

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漏磁无损检测技术因具有对被检对象表面要求低和检测精度高等优点被广泛应用在钢丝绳的检测中来,基于此技术的便携式检测探头种类多样,但都存在着体积大、笨重和不方便快速检测等问题。本文在对比国内外现有便携式钢丝绳检测探头的基础上,提出了具体要解决的体重过大等问题,对现有探头开展了轻量化和易操作等方面的优化工作。首先,从漏磁检测的磁化方式角度入手,通过静磁场仿真分析对比后确定了开环永磁轴向充磁磁化的方式,从结构上减轻了磁化器重量。针对检测探头的磁化器、敏感元件和外壳体这三个主要组成部分,分别提出了基于静磁场仿真与实验验证结合、基于理论分析与实验验证结合和基于SolidWorks建模与结构参数对比的优化方法,明确最终要实现减重超40%且提离值达到15mm及以上的目标。针对敏感元件为线圈时因扫查速度不同信号幅值不同无法定量对比的问题,搭建了自动扫描实验台,避免探头扫查速度不同和振动较大等不利因素影响实验结果。接着,通过静磁场仿真和实验验证的方式,研究了磁化器中关键尺寸变化对漏磁信号幅值和信噪比的影响。在此过程中,对磁敏感元件的种类及其组合方式、较大提离检测、噪声信号幅值变化以及磁化器中不使用衔铁均做了相应的研究;最终将磁化器长度由原来90mm缩短到45mm,发现其中一种线圈上下叠放可在提离15mm时检测单根断丝。最后,结合检测探头使用需求和成型工艺,给出了带盖罩式、三段开模注塑式和不使用耐磨套式三种探头外壳体优化方案。分别简要介绍每种方案特点后,通过列表详细比对了各个方案的优劣势,最后结合实际确定了其中一种方案为最终优化结果。在磁化器尺寸、磁敏感元件组合方式及外壳体造型均确定下来后,对优化后探头进行了测试验证,结果表明减重和方便操作使用的目标基本实现。
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