鋼絲繩斷絲檢測(cè)研究與虛擬儀器開(kāi)發(fā).pdf

1、鋼絲繩用途廣泛，在礦山、冶金、交通運(yùn)輸、港口、旅游等行業(yè)發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。鋼絲繩復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和惡劣的工作環(huán)境使其在使用中容易出現(xiàn)磨損、銹蝕、疲勞、斷絲等各種損傷，導(dǎo)致其強(qiáng)度下降，造成安全隱患。運(yùn)行中的鋼絲繩一旦斷裂，會(huì)造成非常嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，鋼絲繩無(wú)損檢測(cè)成為了既有理論意義又有實(shí)用價(jià)值的重要研究課題，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文著重研究鋼絲繩斷絲損傷這一損傷形式。在分析和論述鋼絲繩斷絲損傷形式以及漏磁

2、檢測(cè)原理的基礎(chǔ)上，深入地研究了鋼絲繩勵(lì)磁及檢測(cè)技術(shù)、斷絲損傷信號(hào)處理方法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定量識(shí)別技術(shù)，由此，開(kāi)發(fā)了鋼絲繩斷絲損傷識(shí)別虛擬儀器系統(tǒng)。
　　首先，從理論上分析了鋼絲繩斷絲漏磁檢測(cè)原理及其漏磁場(chǎng)特征，建立了等效磁路模型，在此基礎(chǔ)上，研制了永磁式周向均勻勵(lì)磁的勵(lì)磁器，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了勵(lì)磁器的磁化能力；選用線性集成霍爾元件檢測(cè)斷絲漏磁場(chǎng)信號(hào)，分析了霍爾元件布置方式及數(shù)量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，進(jìn)而設(shè)計(jì)了檢測(cè)器及信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩

3、斷絲源信號(hào)的檢測(cè)，消除部分干擾信號(hào)。
　　其次，利用小波分析法在處理非平穩(wěn)信號(hào)上的優(yōu)勢(shì)，建立了解決小波多層分解后各層高頻系數(shù)量化問(wèn)題的可變閾值方程，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了小波消噪算法濾除鋼絲繩斷絲損傷中的高頻干擾信號(hào)，通過(guò)在LabVIEW中調(diào)用Matlab程序，以軟件代替硬件實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩斷絲損傷信號(hào)的消噪。
　　再次，研究了鋼絲繩斷絲損傷信號(hào)特征量，提出了小波能量這一新的特征量，并給出了計(jì)算方程，基于LabVIEW開(kāi)發(fā)了信號(hào)特征量

4、提取算法，并利用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱建立了鋼絲繩斷絲損傷定量識(shí)別的多層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，結(jié)合LabSQL和Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在LabVIEW中利用數(shù)據(jù)庫(kù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)容量實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模訓(xùn)練，并驗(yàn)證了網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
　　最后，以美國(guó)NI公司PXI-6281多功能數(shù)據(jù)采集卡為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了鋼絲繩斷絲損傷信號(hào)采集系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，利用可視化軟件LabVlEW開(kāi)發(fā)了整套鋼絲繩斷絲檢測(cè)虛擬儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子