一种钢丝绳漏磁检测方法及实现该方法的检测系统与流程 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及钢丝绳检测的领域，尤其是涉及一种钢丝绳漏磁检测方法及实现该方法的检测系统。背景技术：2.塔机上的安全绳能够用于保护操作人员和设备的安全，安全绳通常由多股钢丝绳编织而成，结构牢固、耐磨损、承重能力强，可以防止因工作人员误操作或设备故障等原因导致的坠落事故。3.但钢丝绳在工作状态下会受到挤压、扭转、弯曲和张拉等作用，需要定期检测和维护，以确保其运行状态良好。钢丝绳的检测包括钢丝绳外观检查和内部检测，以检测钢丝绳是否出现断丝检验、内外磨损、锈蚀等现象。4.现有技术，外观检查主要是通过人工检查钢丝绳表面是否有明显的损伤。内部检查可以通过钢丝绳漏磁检测，利用磁感应线圈产生磁场，检测钢丝绳内部是否存在磁性材料或缺陷。根据观察结果进行分析判断，确定是否存在缺陷。现有技术通过检测人员亲自上塔机进行检测，不仅检查效率低，且较为危险。技术实现要素：5.为了规避人员亲自上塔吊进行钢丝绳检测的风险，本技术提供一种钢丝绳漏磁检测方法及实现该方法的检测系统。6.第一方面，本技术提供的一种钢丝绳漏磁检测方法及实现该方法的检测系统，采用如下的技术方案：一种钢丝绳漏磁检测方法，包括以下步骤：基于预设在塔机上的检测装置，获取钢丝绳的实时检测信号，所述实时检测信号包括电信号与漏磁信号；响应于所述检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息；基于预设在塔机上的扫描装置，获取钢丝绳的实时图像数据；根据所述图像数据建立三维模型；基于所述三维模型进行图像识别，响应于图像识别结果被第二损伤条件满足，判定钢丝绳外表存在锈蚀，发出第二报警信号及锈蚀信息。7.通过采用上述技术方案，使钢丝绳放出的部分在移动的同时，自检测装置的检测区域通过，以持续的、实时的获得钢丝绳各段的检测信号，通过采集钢丝绳的实时检测信号，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，如断丝检验、内外磨损，通过采集钢丝绳的实时图像数据，判定钢丝绳是否存在锈蚀，有效降低了因钢丝绳损伤而造成的吊物坠落砸人事件发生的概率，并规避人员亲自上塔吊进行检测的风险。8.优选的，响应于所述检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息，包括以下步骤：根据所述电信号与所述漏磁信号的关系得到漏磁数据；对所述漏磁数据进行数据处理；判断数据处理后的所述漏磁数据是否满足所述第一损伤条件，若满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出所述检测信号满足所述第一损伤条件的确定指令；响应于所述确定指令，发出发出第一报警信号及损伤信息。9.优选的，所述损伤信息包括损伤位置以及显示磁通量、测试长度关系的变化曲线，在所述变化曲线中，满足第一损伤条件的曲线段进行高亮显示。10.优选的，响应于所述检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息中，还包括以下步骤：响应于所述磁通量大于第一阈值，判定一级损伤；响应于所述磁通量大于第二阈值，判定二级损伤。11.优选的，基于所述三维模型进行图像识别，响应于图像识别结果被第二损伤条件满足，包括以下步骤：对比所述三维模型与预设的标准模型之间的相似度，当相似度大于第一相似度阈值，发送异常信号；响应于所述异常信号，根据采集的实时图像数据，对图像数据进行灰度处理，判断是否存在暗部区域，当存在暗部区域，判定有锈蚀。12.第二方面，本技术公开一种钢丝绳漏磁检测系统，采用了上述钢丝绳漏磁检测方法，包括：检测模块包括所述检测装置及扫描装置，以获取钢丝绳的实时检测信号和实时图像数据；信号处理模块，用于响应于所述检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息；根据所述图像数据建立三维模型；基于所述三维模型进行图像识别，响应于图像识别结果被第二损伤条件满足，判定钢丝绳外表存在锈蚀，发出第二报警信号及锈蚀信息。13.通过采用上述技术方案，使钢丝绳放出的部分在移动的同时，自检测装置的检测区域通过，以持续的、实时的获得钢丝绳各段的检测信号，通过采集钢丝绳的实时检测信号，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，如断丝检验、内外磨损，通过采集钢丝绳的实时图像数据，判定钢丝绳是否存在锈蚀，有效降低了因钢丝绳损伤而造成的吊物坠落砸人事件发生的概率，并规避人员亲自上塔吊进行检测的风险。14.优选的，所述检测装置包括霍尔元件，所述霍尔元件阵列排布，所述检测装置上设置有检测槽，所述检测槽的内壁开设有若干凹槽，所述霍尔元件安装在所述凹槽内，所述检测槽的内壁设置为弧形，所述霍尔元件的检测面与所述检测槽垂直设置。15.通过采用上述技术方案，为了提高检测的灵敏度，霍尔元件的检测面与预设的用于通过钢丝绳的检测槽垂直设置，且弧形检测草的设置，使霍尔元件的布置满足个数尽可能少的情况下将钢丝绳轴向覆盖。16.优选的，所述检测槽的内壁开设有若干凹槽，所述霍尔元件安装在凹槽内，所述霍尔元件的安装深度为2mm，所述霍尔元件的检测面距离检测槽弧形内壁的距离为2mm。17.通过采用上述技术方案，霍尔元件的安装深度为2mm，霍尔元件的检测面距离检测槽弧形内壁的距离为2mm，能够有效缓解漏检增加霍尔元件的分辨率。18.第三方面，本技术公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了上述的钢丝绳漏磁检测方法。19.通过采用上述技术方案，通过上述的钢丝绳漏磁检测方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作终端设备，方便用户使用。20.第四方面，本技术公开一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了上述的钢丝绳漏磁检测方法。21.通过采用上述技术方案，通过上述的钢丝绳漏磁检测方法生成计算机程序，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机程序的可读及存储。附图说明22.图1是本技术一种钢丝绳漏磁检测方法中步骤s1-s5的方法流程图。23.图2是钢丝绳经过检测装置检测区域的结构图。24.图3是显示霍尔元件的排布图。25.图4是本技术一种钢丝绳漏磁检测方法中步骤s10-11的方法流程图。26.图5是本技术缺陷检测原理的原理图。27.图6是示出缺陷检测过程的结构图。28.图7是本技术一种钢丝绳漏磁检测方法中步骤s20-s25的方法流程图。29.图8是本技术一种钢丝绳漏磁检测方法中步骤s240-s241的方法流程图。30.附图标记：1、检测槽；2、凹槽。具体实施方式31.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。32.本技术实施例公开一种钢丝绳漏磁检测方法，参照图1，钢丝绳漏磁检测方法包括：s1:基于预设在塔机上的检测装置，获取钢丝绳的实时检测信号。33.在塔机上固定检测装置，使钢丝绳放出的部分在移动的同时，自检测装置的检测区域通过，以持续的、实时的获得钢丝绳各段的检测信号。检测信号包括电信号与漏磁信号；参照图2，检测装置包括壳体与霍尔元件，壳体设置有用于通过钢丝绳的检测槽1，检测槽1的内壁设置为弧形，霍尔元件阵列排布在检测槽1的内壁上，为了提高检测的灵敏度，霍尔元件的检测面与预设的用于通过钢丝绳的检测槽1垂直设置。34.霍尔元件产生霍尔效应，能够感知静态情况下的空间磁场，并将磁场信号线性转换为电压信号，此电压信号为：uh＝kh·b·i，为霍尔元件特性参数；b为磁感应强度；i为流过导体的电流。励磁至饱和状态的钢丝绳在缺陷处的漏磁通满足检测条件。通过上述公式可得，当kh和i保持不变时，传感器的输出电压与霍尔元件检测到的有效磁感应强度呈线性关系。35.具体的，能够检测到的垂直磁场分量大小由霍尔传感器的有效检测面积决定，因此为了得到完整有效的漏磁信息，需要根据实际情况计算出所需霍尔元件的个数。参照图2和图3，本技术中使用16片线性霍尔元件，霍尔元件的布置满足个数尽可能少的情况下将钢丝绳轴向覆盖，同时兼顾供电、采样速率和嵌入式系统的计算速度等参数指标。其中，检测槽1的内壁开设有若干凹槽2，霍尔元件安装在凹槽2内，为了有效缓解漏检增加霍尔元件的分辨率，霍尔元件的安装深度为2mm，霍尔元件的检测面距离检测槽1弧形内壁的距离为2mm。36.参照图4，获取钢丝绳的实时检测信号包括步骤s10-s11，具体如下s10:进行励磁至饱和；钢丝绳具有磁导率高的优点，当外界开始施加磁场时，钢丝绳表现出极为明显的磁化特性；检测装置上设置有永磁体，通过永磁体将钢丝绳沿轴线进行励磁至饱和。37.s11:检测局部缺陷处的漏磁场；参照图5和图6，检测装置设置有衔铁和磁钢，使衔铁置于永磁体的两端，使衔铁、磁钢和钢丝绳形成闭合回路；设置的霍尔元件能够在钢丝绳缺陷上方来检测局部缺陷处的漏磁场，生成并发出漏磁信号及漏磁信号与电信号的关系。38.当钢丝绳磁化至饱和状态时，若钢丝绳内部与表面均无任何损伤并且结构没有发生改变，那么磁感线将全部在钢丝绳内部穿过，若出现断丝、磨损等损伤，那么损伤处的磁感线会因空气磁导率低而改变传播路径，从钢丝绳穿出到空气中，出现漏磁现象。39.s2:响应于检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息。包括步骤s20-s26,具体如下：s20:根据电信号与漏磁信号的关系得到漏磁数据；s21:对漏磁数据进行数据处理；根据预设的信号整理电路，对漏磁数据进行整流、分压和滤波，通过高速模块转换电路后，进行数据存储。由采集得到的漏磁数据处理过程得到钢丝绳缺损状态信息。40.s22:判断数据处理后的漏磁数据是否满足第一损伤条件，若满足，则判定钢丝的内部或/和外部存在损伤，发出检测信号满足第一损伤条件的确定指令。41.漏磁数据包括测试电流以及单位长度的磁通量数据，当单位长度的磁通量大于预设的磁通量阈值，则判定漏磁数据满足第一损伤条件，发出检测信号满足第一损伤条件的确定指令。42.s23:响应于确定指令，发出发出第一报警信号及损伤信息。43.第一报警信号可以是文字形式或/和声音形式，在可视化的屏幕上进行文字形式的报警信号，如在屏幕上显示“异常”的字样，通过预设的扬声器播放声音形式的报警信号，如播放“异常”的语音警报声。44.当判定漏磁数据满足第一损伤条件，发出损伤信息，具体的，损伤信息包括损伤位置以及显示磁通量、测试长度关系的变化曲线，在变化曲线中，满足第一损伤条件的曲线段进行高亮显示。45.s24:判定损伤程度。参照图8，包括步骤s240-s241，具体如下，s240:响应于磁通量大于第一阈值，判定一级损伤；设定表示磁通量的第一阈值，当磁通量大于第一阈值，判定为一级损伤，并发送判定为“一级损伤”的判定结果，以供使用人员参考。本技术中一级损伤为较为微小的损伤。46.s241:响应于磁通量大于第二阈值，判定二级损伤；设定表示系统磁通量的第二阈值，第二阈值大于第一阈值，当磁通量大于第二阈值，判定为二级损伤，并发送“二级损伤”的判定结果，以供使用人员参考，本技术中二级损伤为较严重的损伤。47.s25:根据损伤程度，推送改正建议；根据步骤s24中的损伤判定结果，判定为二级损伤时，推送更换钢丝绳的建议，根据钢丝绳损坏的位置及更换建议，对判定为二级损伤的钢丝绳进行更换。48.根据步骤s24中的损伤判定结果，判定为一级损伤时，根据钢丝绳的使用情况，通过预设的预测模型，预测钢丝绳变为二级损伤的预估时间，并提供修复建议，其中，修复建议可以是进行局部加固等。49.s3:基于预设在塔机上的扫描装置，获取钢丝绳的实时图像数据。50.检测装置上设置有扫描装置，当移动中的钢丝绳经过扫描装置时，扫描装置对钢丝绳进行3d扫描，获得钢丝绳的全方位实时图像数据。51.s4:根据图像数据建立三维模型。52.根据获得的钢丝绳的全方位实时图像数据，建立三维模型。53.s5:基于三维模型进行图像识别，响应于图像识别结果被第二损伤条件满足，判定钢丝绳外表存在锈蚀，发出第二报警信号及锈蚀信息。54.设置钢丝绳的标准模型，对比建立的三维模型与标准模型之间的相似度，当相似度大于第一相似度阈值、小于第二相似度阈值，则判定钢丝绳的外部形状有异常，且判定为一级异常。当相似度大于第二相似度阈值，则判定钢丝绳的外部形状有异常，且判定为二级异常。二级异常的异常程度相较于一级异常的异常程度较为严重，且均发送异常信号。当相似度小于第一相似度阈值，则判定钢丝绳的外部形状无异常。55.响应于异常信号，根据采集的实时图像数据，对图像数据进行灰度处理，当出现锈蚀时，锈蚀部位为暗部区域，判断是否存在暗部区域，以判定有无锈蚀。56.本技术实施例一种钢丝绳漏磁检测方法的实施原理为：使钢丝绳放出的部分在移动的同时，自检测装置的检测区域通过，以持续的、实时的获得钢丝绳各段的检测信号，通过采集钢丝绳的实时检测信号，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，如断丝检验、内外磨损，通过采集钢丝绳的实时图像数据，判定钢丝绳是否存在锈蚀，有效降低了因钢丝绳损伤而造成的吊物坠落砸人事件发生的概率，并规避人员亲自上塔吊进行检测的风险。57.本技术实施例还公开一种钢丝绳漏磁检测系统，使用了上述钢丝绳漏磁检测方法，包括：检测模块包括检测装置及扫描装置，以获取钢丝绳的实时检测信号和实时图像数据；信号处理模块，用于响应于检测信号被第一损伤条件满足，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，发出第一报警信号及损伤信息；根据图像数据建立三维模型；基于三维模型进行图像识别，响应于图像识别结果被第二损伤条件满足，判定钢丝绳外表存在锈蚀，发出第二报警信号及锈蚀信息。58.本技术实施例一种钢丝绳漏磁检测系统的实施原理为：使钢丝绳放出的部分在移动的同时，自检测装置的检测区域通过，以持续的、实时的获得钢丝绳各段的检测信号，通过采集钢丝绳的实时检测信号，判定钢丝绳内部或/和外部存在损伤，如断丝检验、内外磨损，通过采集钢丝绳的实时图像数据，判定钢丝绳是否存在锈蚀，有效降低了因钢丝绳损伤而造成的吊物坠落砸人事件发生的概率，并规避人员亲自上塔吊进行检测的风险。59.本技术实施例还公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时采用了上述实施例的钢丝绳漏磁检测方法。60.其中，终端设备可以采用台式电脑、笔记本电脑或者云端服务器等计算机设备，并且，终端设备包括但不限于处理器以及存储器，例如，终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备以及总线等。61.其中，处理器可以采用中央处理单元(cpu)，当然，根据实际的使用情况，也可以采用其他通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以采用微处理器或者任何常规的处理器等，本技术对此不做限制。62.其中，存储器可以为终端设备的内部存储单元，例如，终端设备的硬盘或者内存，也可以为终端设备的外部存储设备，例如，终端设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smc)、安全数字卡(sd)或者闪存卡(fc)等，并且，存储器还可以为终端设备的内部存储单元与外部存储设备的组合，存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据，本技术对此不做限制。63.其中，通过本终端设备，将上述实施例的钢丝绳漏磁检测方法存储于终端设备的存储器中，并且，被加载并执行于终端设备的处理器上，以方便用户使用。64.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，并且，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时，采用了上述实施例的钢丝绳漏磁检测方法。65.其中，计算机程序可以存储于计算机可读介质中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间件形式等，计算机可读介质包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，计算机可读介质包括但不限于上述元器件。66.其中，通过本计算机可读存储介质，将上述实施例的钢丝绳漏磁检测方法存储于计算机可读存储介质中，并且，被加载并执行于处理器上，以方便钢丝绳漏磁检测方法的存储及应用。67.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。









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