(ZSC型礦用本安型鋼絲繩磁性探傷裝置)
鋼絲繩作為起重、運(yùn)輸、提升及承載等重大裝備與重要設(shè)施中的高度危險(xiǎn)構(gòu)件，被視為諸多工業(yè)領(lǐng)域的"生命線"。被廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、建筑、水利、旅游、港口碼頭、交通運(yùn)輸、航空航天、石油鉆探、軍事工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。在起重提升設(shè)備中，鋼絲繩的使用十分普遍。
長(zhǎng)期以來，由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、惡劣的使用環(huán)境和損傷的不可修復(fù)性，原因的千差萬(wàn)別，但一般隨著使用時(shí)間的持續(xù)，都會(huì)出現(xiàn)損傷現(xiàn)象，大體歸納起主要損傷現(xiàn)象有以下幾種，即：斷絲、磨損、疲勞、銹蝕、變形、咬繩、過載。以致鋼絲繩的使用和管理始終是設(shè)備管理的難點(diǎn)，也成為企業(yè)安全生產(chǎn)的重大隱患，多年來事故不斷，直接的設(shè)備損失和間接的經(jīng)濟(jì)損失巨大。歷史以來，由于缺少科學(xué)可靠的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控設(shè)備，鋼絲繩的安全監(jiān)測(cè)一直是重大設(shè)備管理過程中的"盲點(diǎn)"或"危險(xiǎn)源"。研制鋼絲繩實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在役運(yùn)行設(shè)備的事故隱患，確保鋼絲繩安全運(yùn)行，是用戶長(zhǎng)期要求解決的迫切問題。
新一代GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)的誕生，滿足了各類在線鋼絲繩的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)控的難題，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩的運(yùn)行狀況，有效保證設(shè)備的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)設(shè)備鋼絲繩的高產(chǎn)高效，對(duì)鋼絲繩狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)解決設(shè)備的安全隱患，提供了可靠的保障。
GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)鋼絲繩設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況，在運(yùn)行鋼絲繩上安裝在線監(jiān)控設(shè)施，使設(shè)備在無(wú)人干涉的情況下自動(dòng)運(yùn)行和自我診斷的一套監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。通過工業(yè)計(jì)算機(jī)的監(jiān)視控制，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，使設(shè)備達(dá)到良好工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效地節(jié)約能源、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等目的。
ZSC礦用本安型鋼絲繩磁性探傷裝置是專門針對(duì)煤礦研發(fā)設(shè)備的礦用本安型鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)。
原理方法
GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理采用漏磁與磁通的方法，利用漏磁測(cè)量鋼絲繩內(nèi)外部的局部缺陷（如斷絲、銹蝕、變形、跳絲等），利用磁通測(cè)量鋼絲繩金屬橫截面積的變化（如磨損等連續(xù)缺陷）。該原理與測(cè)試方法較早就已納入美國(guó)的ASTM E 1571-1994標(biāo)準(zhǔn)中，同時(shí)在GB/T21837－2008《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》標(biāo)準(zhǔn)中所被推崇的檢測(cè)方法。
該產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路是磁化與檢測(cè)一體化的，是適應(yīng)各類提升系統(tǒng)鋼絲繩的監(jiān)控模式。利用永磁傳感部件將鋼絲繩環(huán)形包圍在其中心部位，在鋼絲繩快速通過時(shí)，瞬間將能過段的鋼絲繩磁化到飽和狀態(tài)，此時(shí)傳感部件與鋼絲繩產(chǎn)生有序穩(wěn)定的磁場(chǎng)與回路，一旦鋼絲繩內(nèi)外部有缺陷損傷變化（局部損傷、金屬截面積變化等缺陷）時(shí)，其穩(wěn)定的磁場(chǎng)與回路同步產(chǎn)生向外擴(kuò)散的漏磁場(chǎng)和磁通量變化，向空間擴(kuò)散的信號(hào)經(jīng)集聚，由磁敏元件感應(yīng)輸出信號(hào)量，輸入到高性能處理器有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的信號(hào)控制箱后，將壓縮數(shù)字信號(hào)通過高速網(wǎng)絡(luò)傳輸方式輸入到有專用的鋼絲繩監(jiān)控系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)人機(jī)對(duì)話。經(jīng)由GNDT鋼絲繩監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)解壓處理，以定性、定量、定位的數(shù)值實(shí)時(shí)顯示鋼絲繩內(nèi)外斷絲、銹蝕、磨損、金屬截面積變化，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)出具鋼絲繩安全診斷評(píng)估報(bào)告。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)主要組成有六部分：位移傳感器、磁傳感部件、視頻探頭、信號(hào)控制箱、安裝支架平臺(tái)、監(jiān)控主機(jī)。如下圖結(jié)構(gòu)關(guān)系，位移傳感器與磁傳感部件信號(hào)輸入信號(hào)控制箱，經(jīng)由信號(hào)控制箱中的工業(yè)級(jí)CPU處理器，將收集的模擬信號(hào)高效地轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再以UDP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通道快速地輸入到監(jiān)控主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩在線監(jiān)測(cè)的人機(jī)對(duì)話功能，同步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并實(shí)時(shí)報(bào)警功能；同時(shí)另一路視頻信號(hào)通過專用纜繩經(jīng)由視頻解碼，直接輸入到監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控功能；系統(tǒng)的監(jiān)控信息能同步上傳至指定的監(jiān)控中心。GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)是目前能夠?qū)崿F(xiàn)雙模監(jiān)測(cè)功能的設(shè)備，同時(shí)使用永磁監(jiān)測(cè)與紅外視頻監(jiān)測(cè)兩種方式。
功能特點(diǎn)
1) 固定式安裝，7*24小時(shí)對(duì)鋼絲繩內(nèi)外部損傷狀態(tài)全程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)功能。
2) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)可在線定性、定量、定位地檢測(cè)鋼絲繩內(nèi)外部斷絲、磨損、銹蝕、疲勞、變形等各種缺陷。
3) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用永久磁鋼的勱磁技術(shù)，傳感主機(jī)采用合金材料，圓形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、周向環(huán)繞、軸向磁化，，具有高耐磨性、高靈敏度特性，檢測(cè)結(jié)果可靠性高、重復(fù)好。
4) 能對(duì)在線監(jiān)測(cè)鋼絲繩的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采集存儲(chǔ)、分析處理，并出具結(jié)果。
5) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的現(xiàn)場(chǎng)安裝支架平臺(tái)，能滿足各類鋼絲繩在線監(jiān)測(cè)條件。
6) 傳感部件采用可調(diào)節(jié)式六輪定位設(shè)計(jì)，將鋼絲繩固定在傳感部件中間范圍，控制了鋼絲繩過的穩(wěn)定，有效地保證了鋼絲繩檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確可靠。
7) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)不受鋼絲繩的油污、粉塵、溫度、速度、噪聲、淋水等因素的影響，具有良好的自適應(yīng)能力，性能穩(wěn)定可靠。
8) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)利用RJ45接口或Wifi方式的以太網(wǎng)技術(shù)高速傳輸數(shù)據(jù)。
9) 嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21837-2008《鐵磁性鋼絲繩電磁檢測(cè)方法》，對(duì)在用鋼絲繩的局部缺陷提出預(yù)警信號(hào)，并自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警；可根據(jù)設(shè)定的限值和危值，進(jìn)行損傷等級(jí)報(bào)警，以提示超限核查。
10) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)能按檢測(cè)時(shí)間自動(dòng)保存檢測(cè)數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)庫(kù)、檢測(cè)報(bào)表、波形圖、檢測(cè)報(bào)告，并可隨時(shí)查看和檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)報(bào)告。
11) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)采用永磁監(jiān)測(cè)與紅外視頻監(jiān)測(cè)雙模監(jiān)控方式，增加視頻監(jiān)控功能，及時(shí)將監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的信息以圖像的形式上傳至監(jiān)控主機(jī)，達(dá)到雙重監(jiān)控效果。
12) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與指定局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查看和分析，并能實(shí)現(xiàn)同步終端數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。
13) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可永久性存盤，不做自動(dòng)消除。
14) 鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)軟件適應(yīng)各類計(jì)算機(jī)的windows操作系統(tǒng)。
技術(shù)參數(shù)
1) 對(duì)煤礦提升運(yùn)輸鋼絲繩進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并對(duì)鋼絲繩內(nèi)外部各類缺陷（鋼絲繩的內(nèi)外部斷絲、銹蝕、變形、磨損等）提出預(yù)警信號(hào)。
2) 受測(cè)鋼絲繩直徑：Φ10－70mm
3) 鋼絲繩振擺幅允許值：0-500mm
4) 鋼絲繩允許最大運(yùn)行速度：18.0 m/s
5) 采集處理頻率：5000Hz
6) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程中鋼絲繩的報(bào)廢要求的規(guī)定值予以報(bào)警，必須報(bào)廢：
當(dāng)鋼絲繩內(nèi)外部斷絲的間隙大于0.5mm以上的其監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率為：
危值損傷實(shí)時(shí)檢出率： 100% 危值損傷定量判準(zhǔn)率：＞95%
限值損傷實(shí)時(shí)檢出率： 100% 限值損傷定量判準(zhǔn)率：＞95%
當(dāng)鋼絲繩內(nèi)外部斷絲的間隙小于0.5mm以時(shí)的其監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率為：
危值損傷實(shí)時(shí)檢出率：＞95% 危值損傷定量判準(zhǔn)率：＞90%
限值損傷實(shí)時(shí)檢出率：＞95% 限值損傷定量判準(zhǔn)率：＞90%
7) 金屬截面積定量變化率（LMA）檢測(cè)能力：
檢測(cè)靈敏度重復(fù)性允許誤差：±0.055%
檢測(cè)精度示值允許誤差：±0.5％
8) 位置（L）檢測(cè)能力：檢測(cè)長(zhǎng)度示值百分比誤差：±0.3%
9) 紅外夜視距離:≤ 5M
10) 紅外遙控距離:≤ 8M
11) 鏡像功能: N/A
12) 鏡頭安裝:Pin-hole 4.2mm lens
13) 紅外發(fā)視發(fā)光波長(zhǎng):850nm
14) 系統(tǒng)工作電壓：AC220V±20%
15) 工作環(huán)境溫度：-20℃-+60℃
部件介紹
GNDT鋼絲繩在線監(jiān)控系統(tǒng)主要組成有六大部分：位移傳感器、磁傳感部件、視頻探頭、信號(hào)控制箱、監(jiān)控主機(jī)、安裝支架平臺(tái)。對(duì)此組成結(jié)構(gòu)逐一介紹：位移傳感器主要是由光電編器、計(jì)數(shù)輪、彈性減震器及可調(diào)節(jié)支架。光電編碼器由日本進(jìn)口的高性能光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，根據(jù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械位的位移量轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理后能檢測(cè)位置和速度的傳感裝置。主要特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、抗干擾性能強(qiáng)。
安裝支架平臺(tái)設(shè)計(jì)上具有多種形式，但大體分為兩大類：豎井支架、斜井支架。豎井支架中分兩種：一種是安裝在天輪處垂直下方，通常采用伸縮炮筒支架，豎井天輪下垂直段鋼絲繩較為平穩(wěn)，此處鋼絲繩擺幅較小，監(jiān)測(cè)效果較好，且監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單；另一種是安裝在機(jī)房出繩口，一般采用的萬(wàn)向擺動(dòng)支架，鋼絲繩的擺動(dòng)幅度大，左右往復(fù)式擺動(dòng)，且上下振幅較大，采用萬(wàn)向擺動(dòng)結(jié)構(gòu)可以滿足這種狀態(tài)的鋼繩運(yùn)行軌跡的監(jiān)測(cè)；斜井支架主要采用萬(wàn)向搖臂彈性雙支撐型支架。斜井支架也有兩類安裝方式，天輪式與機(jī)房式。
系統(tǒng)軟件
產(chǎn)品型號(hào)
| 系統(tǒng)型號(hào) | 適用監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng) | 可配傳感主機(jī) | 信號(hào)控制箱 | 系統(tǒng)軟件 |
| GNDT-RT AX | 單繩斜井 | RT40、RT50、RT60、RT70、RT80、RT90 | 普通型 礦用隔爆兼本安型 | 鋼絲繩監(jiān)控系統(tǒng)軟件 |
| GNDT-RT BX | 雙繩斜井 | |||
| GNDT-RT BS | 雙繩豎井天輪型 | |||
| GNDT-RT CJ | 四繩豎井機(jī)房型 | |||
| GNDT-RT CT | 四繩豎井天輪型 | |||
| GNDT-RT DJ | 六繩豎井機(jī)房型 | |||
| GNDT-RT DS | 景繩豎井天輪型 | |||
| ZSC礦用本安型鋼絲繩磁性探傷裝置 | ZSC-5T | 11C礦用隔爆兼本安型 | 鋼絲繩監(jiān)控系統(tǒng)軟件 | |
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
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