基于ARM的钢丝绳检测系统研究.pdf

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1、2011年第3O卷第3期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)81基于ARM的钢丝绳检测系统研究钟小勇，张小红(江西理工大学理学院，江西赣州341000)摘要：针对目前钢丝绳检测过程中存在细小钢丝绳易漏检，现场走绳速度变化影响检测结果等缺陷，采用$3C2410处理器设计了基于ARM的钢丝绳检测系统，详细分析了系统的检测原理、硬件结构以及软件设计方案。实际应用表明：该系统检测准确可靠，缺陷分辨力强，安装操作简便，同时适应走绳速度不均匀等环境较为恶劣的现场使用。关键词：钢丝绳；缺陷检测；ARM；霍尔传感器中图分类号：TP274文献标识码：A文章编

2、号：1000-9787(2011)03--0081-03ResearchondetectionsystemforsteelwireropebasedonAZHONGXiao—yong，ZHANGXiao—hong(SchoolofScience，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China)Abstract：Aimedattheshortcomingsofsteelwireropedetection，includingmis—detectionoftinysteelwirerope，anddetectionresulti

3、sinfluencedbythechangeofropemovingspeed．AnewsteelwireropedetectionsystemisdesignedusingARM$3C2410processor．Thedetectionprinciple，hardwarestructureandsoftwaredesignofthesystemareintroducedindetail．TheactualapplicationshowsthatthesystemiSeasytouse．reliable．Ithasadvantageofhighresolution．Itissuitablefo

4、rthebadenvironmentsofsteelwireropemovinginuniformspeed．Keywords：steelwirerope；defectdetection；ARM；Hallsensor0引言了比较满意的效果。钢丝绳通常由多股钢丝螺旋形捻制而成，每股又包含1检测原理众多的单根钢丝。它作为承载设备中十分重要的关键构钢丝绳由碳素钢制成，其导磁性能良好。本系统采用件，有着极为广泛地应用。同其他金属构件一样，钢丝绳在的检测原理为电磁检测原理，如图1所示。当钢丝绳通过使用过程中不可避免地会发生损伤，其完好程度直接关系传感器时，传感器中由励磁源(永磁体)和励磁架组成的励到人身

5、及设备安全。目前，钢丝绳检测及其安全性评估较磁回路将钢丝绳局部磁化，通过选择合适的励磁源强度和为薄弱，现有的检测仪操作复杂，对使用者的要求很高，普相关参数，使钢丝绳局部磁化至饱和状态。如果被检查段遍使用的检测方法依然是人工手摸、目测和定期更换。人钢丝绳存在缺陷(如断丝)，则缺陷附近将产生扩散漏磁工检测劳动强度大、可靠性差；而采用定期更换的方法，因场。传感器中的检测元件检测钢丝绳表面扩散漏磁钢丝绳本身的制造质量、钢丝绳使用的条件、环境等因素各场，由此反映出钢丝绳缺陷状况。检测元件选取集成霍尔不相同，这些问题又给钢丝绳的使用带来安全隐患和经济损失。本文提出了基于ARM的钢丝绳在线检测系统，由霍断尔

6、传感器和基于ARM的信号处理系统两部分组成。检测系统能记录钢丝绳上缺陷的位置、断丝根数，检测到断丝或一锈蚀严重时能实时发出声音报警。该系统制造成本低、智能化程度高、操作简便，经矿山、港口等一些部门使用，取得收稿日期：2010-06-29基金项目：国家自然科学基金资助项目(10947117)；江西省教育厅科技计划资助项目(GJJ09230)82传感器与微系统第30卷元件，其输出电压可表示为分析处理数据是检测系统的关键。—+——+—K(B×，)，(1)式中为霍尔元件的灵敏度系数，由元件材质、尺寸及工作温度等因素确定，在一定条件下为常数。在测量中保持控制电流，恒定，则霍尔元件的输出电压正比于磁通密度

7、B。从式(1)中可见霍尔元件输出信号幅度与钢丝绳图3系统硬件结构框图运行速度无关，且扩散漏磁场不易受钢丝绳表面油垢影响，Fig3Blockdiagramofsystem’Shardwarestructure因而，传感器能较好适应现场检测环境。2．1A／D转换电路设计单片霍尔元件对钢丝绳周向的检测范围有限，可用检为满足较高速度同步采集与系统精度要求的需要，本测覆盖角0表示。检测探头由多片霍尔元件周向