钢丝绳是起重机械、电梯等关系生命及生产安全的重要设备的关键部件,在提升、承载、牵引以及拉紧等过程中具有无可替代的独特作用。钢丝绳的安全使用具有重要的社会效益和经济效益。钢丝绳无损检测研究对钢丝绳的安全使用和避免巨大的经济浪费具有重要意义。钢丝绳无损检测主要分为局部损伤检测和金属截面积检测。随着钢丝绳的使用,局部损伤会扩展为金属截面积损伤。金属截面积损伤是目前钢丝绳定期检测以及淘汰的主要依据。因此,对钢丝绳金属截面积损伤检测的准确性关系到钢丝绳使用的安全性。感应线圈成本低,结实耐用,是用于钢丝绳金属截面积损伤检测的主要传感器。但在现场检测中,其存在线圈匝数少检测信噪比低,匝数多绕制和安装复杂,检测速度影响输出信号分析,轴向检测分辨率低等问题。本文以优化感应线圈绕制结构并提高线圈输出信号信噪比,提高金属截面积损伤检测轴向分辨率、无位置传感器实物进行缺陷定位和等距采样为目标,以实现金属截面积损伤定量检测,在以下几个方面进行了理论研究及工程实践:感应线圈用于钢丝绳无损检测时,其直接输出信号受钢丝绳运行速度的影响,设计积分器对输出信号进行积分以消除速度的影响,得到穿过感应线圈的磁通量以实现缺陷的定量判断。由于构成积分器的器件的非理想性,导致积分器存在时间漂移和温度漂移问题,针对影响积分器时间漂移的因素,提出了基于模拟数字转换-比例积分计算-数字模拟转换的方式进行补偿,并对电路板设计进行优化,极大降低了积分漂移。针对温度漂移,提出了温控闭环控制单元,对实现积分器的主要器件进行温度控制,进一步抑制了由温度引起的积分漂移,最终达到积分器在长时间使用时具有极低漂移的目的。针对感应线圈用于钢丝绳无损检测时,线圈匝数少时检测信号信噪比低、检测分辨率受检测探头长度影响的问题,基于聚磁原理,通过三维瞬态电磁仿真,提出了一种带凸起的聚磁结构用于安装检测线圈,聚磁结构对缺陷漏磁场进行收集和均化,并通过凸起为缺陷漏磁提供磁阻较小的通路,提高了感应线圈检测信号的信噪比。提出了一种自适应阈值的方式对缺陷信号进行处理,实现钢丝绳金属截面积损伤的定量判断,并给出了金属截面积损伤长度的计算方法。采用该聚磁结构的线圈检测方式可消除检测探头长度对金属截面积检测分辨率的影响,且具有较高的检测分辨率。针对感应线圈线圈匝数少检测信噪比低、匝数多绕制和安装复杂、受提离距离影响大等问题,基于漏磁理论分析和三维瞬态电磁仿真,提出了一种楔形铁芯结构用于感应线圈绕制,极大简化了线圈绕制的同时,减弱了线圈与钢丝绳提离距离对检测结果的影响,并且提高了检测信号的信噪比。采用该结构的线圈输出信号只需进行简单的信号处理即可实现金属截面积损伤定量评估,同时具有较高的轴向检测分辨率和定量精度。钢丝绳无损检测中缺陷采样的精度关系到缺陷定位和定量检测精度,目前采用导向轮与编码器结合的方式存在导向轮与钢丝绳接触运行时有打滑、空转、抖动、弹跳等问题,给缺陷定位和等距采样带来误差的问题,且在钢丝绳高速运行时导向轮的使用存在潜在安全隐患。本文利用钢丝绳自身特殊的编织结构,对磁检测元件输出信号进行处理,提出了一种无位置传感器实物的缺陷定位和等距采样方法,提高了缺陷定位和等距采样精度的同时,避免了导向轮和编码器的使用在钢丝绳高速运行时存在的潜在安全隐患。