在线钢丝绳检测仪

GSTC-A1型在线钢丝绳检测仪

       
钢丝绳在线监控系统简介

1、现场条件

煤矿副井现场条件：         煤矿摩擦式提升机的钢丝绳实时在线监控方案，其现场条件：由四绳摩擦式提升机，四根钢丝绳的全长     米，直径 28 mm，正常运行速度为 m/s,钢丝绳*大静张力为 kN。

2、在线钢丝绳检测仪用户需求

近年来随着社会的不断发展，人们的**生产意识也在不断提高；煤矿对钢丝绳的**检测重视，为副井提升机配套钢丝绳实时在线监控系统，为钢丝绳的**运行带来可靠的保障。

具体的要**：固定安装于副井钢丝绳上，对在役钢丝绳进行实时在线监测与检测功能，能准确地检测出在线钢丝绳的内外部断丝、锈蚀、变形、金属横截面积损失等各类缺陷，并能准确判断钢丝绳局部损伤位置与损伤的程度（即哪里有断丝，断丝数是多少，哪里有磨损，磨损是多少），对钢丝绳各种损伤进行定性、定量检测，对超过一定范围的损伤实时声光报警；特别是对接近报废限值的数据，自动发出声光报警；可根据设定的危值和限值的量，进行各类不同形式的报警，以提示核查超限点；钢丝绳进行全天候自动监测，并及时提供完整的损伤检测报告。对被测钢丝绳全程状态信息进行提取、转换、处理及存储；系统能自动生成数据库，保存检测数据能达到多年以上，以便日后对监测结果的调取。

3、在线钢丝绳检测仪解决技术方案

3.1系统概述

目前，国内煤矿为了确保生产**均采用了监控系统，随着现代数字技术的发展，传统的模拟监控系统已经不能顺应先进的数字通信趋势，必将逐步被淘汰，均将计算机直接控制系统，同时采用单元分子合成方式。

监控系统采用双重监控方式：永磁监测与视频监控两大功能。可同时将两种不同方式的监控信息及时上传到监控主机，以确保设备的正常运行，真正实现了防患于未然的效果。

永磁监测系统主要是集磁化与检测一体式的设计的传感部件，当钢丝绳快速通过传感探头时，传感探头中的长久磁钢深度磁化钢丝绳，并达到饱和状况。钢丝绳内外部的局部损伤等缺陷同步产生向外扩散的漏磁场，向空间扩散的信号经集聚并被磁敏元件接收；同时金属截面积变化同样产生磁通量的变化，传感部件中的磁桥回路的装置及时地测量到磁通量变化的信号，两路信号同步通过自主研发的多通道模数转换模块，将转换后的压缩数字信号通过以太网方式上传网络交换机再传到监控主机，实施钢丝绳在线监控，同时由自主研发的监控程序对转换的数据进行实时地、连续地、动态地显示与观察数据信号及其变化，并对数据实时处理分析，对缺陷超出限值及时发出预警信号。

监控系统增加了可选择的现场视频监测。在永磁监测现场增加红外线摄像探头，可及时将监测现场各种信息，并将现场信息以视频图像的形式传送机房监控主机，并由专用的软件显示，并可以存储起来，可靠地随时掌握现场的信息，更好了保证监测的效果。

3.2在线钢丝绳检测仪技术标准

2009版《煤矿**规程》

MT/T 970－2005《钢丝绳（缆）在线无损定检测方和判定规则》

GB/T 26832-2011《无损检测仪器 钢丝绳电磁检测仪技术条件》

GB/T 21837-2008《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》

Q/PQA 03-2009 《GNDT钢丝绳在线监控系统》

4、在线钢丝绳检测仪系统总体架构

4.1 在线钢丝绳检测仪硬件布局

本系统设计四个永磁传感部件,一个视频探头。将分别对提升机的四根钢丝绳进行实时监测。根据矿上的现场情况与钢丝绳基本资料，钢丝绳在线实时监控系统（四绳竖井式）GNDT－RTC型一套，其系统所有配置如下：

井架上硬件配置：传感部件、支架、视频

信号控制箱配置：信号转换器、网络交换、电源控制

监控主机配置：多媒体计算机

附件：软件、线缆等

4.1.1在线钢丝绳检测仪永磁监测

对于单绳缠绕式竖井提升机，传感部件有两个部位可选择性安装：（一）安装绞车机房出绳口；（二）安装在提升机的室外天轮下方。针对两个不同地方安装传感部件是根据不同的现场状态进行有目的选择：当提升机的正常速度一直处于低速运行时，同时钢丝绳在机房出绳口处运行时瞬间振幅不大的情况下，建议将传感部件安装在出绳口，安装在此的优点是对设备的维护保养方便，检测的效果相对来说，不比天轮处好，该处运行时均会产生瞬间振幅。对于竖井提升机，传感部件优选天轮处，安装在此处有几大优势：首先钢丝绳重复经过天轮，钢丝绳的损伤大多是由于长期反复弯折，同时加载重力后挤压，造成疲劳损伤的概率大，也就是说反复经过天轮处的钢丝绳损伤的可能性就大，因此要监测钢丝绳的损伤，将传感部件安装此处位置应比较合理；其二、在接进天轮处是钢丝绳与天轮接触的切线出发点，此处钢丝绳瞬间振幅*小，即便是紧急制动或突然断电等突发情况，该处钢丝绳的振动幅度也是*小处，钢丝绳的振幅越小对监测结果的效果就会越好；其三，此处钢丝绳呈垂直状态，传感部件也呈垂直状态，传感部件安装在伸缩式摇臂上，将随钢丝绳的周向摆动而做相应该的运动，此时传感部件与钢丝绳的接触没有重力负载，因此很大程度减少了传感部件与钢丝绳接触件（定位滚轮）的磨损，同时减少了目前维护的任务。综合上三点所述，并结合该矿竖井提升机的钢丝绳的高速运行状况，且瞬间振幅过大等因素，故该矿两台提升机的钢丝绳监测设备的传感部件安装在天轮下方较为合理。

具体的实现方案：在绞车架的天轮下方一般均有检修等工作平台或支架,在处的每根钢丝绳安装一组永磁传感器，借助此处将传感部件的底座可调支架固定在平台上，在滑动支架上安装一组可伸缩式摇臂，再将传感部件固定在摇臂上，这样可有效地控制传感部件将随着钢丝绳的周向摆动而动。同时调节传感部件上的六只定滚轮，可将钢丝绳有效地控制在其中与不与导套壁接触，不会造成检测器件的损坏，同时也不会对钢丝绳和传感器的导套产生磨擦而造成损伤。每根钢丝绳上均安装一组同样的传感部件。

       传感部件采取8路同测设计，每路各有一组磁敏元件，周向环绕，可以达到无死角探测；磁敏元件的每路探测夹角为45度，同时传感部件整体加载聚磁结构，是钢丝绳局部损伤所产生的漏磁场收集到聚磁结构，并有效地传递到磁敏元件，磁敏元件的信号通过RTB10信号线送至信号控制箱，由自主研发的PQA-RTE16型模数模块转换后送到监控主机，由专用监控数据软件进行实时显示，并予以分析、处理与存储。

根据提升钢丝绳的直径为20mm，将传感部件的检测导套设计为30mm，同时在传感部件的两端各有三支定位轮，这样可以有效地将传感部件控制不与钢丝绳接触，同时周向的磁敏元件可以准确地收集到钢丝绳的磁场变化信号。

定位轮内套加载634000型双列滚针轴承（内径16mm,    外径24mm，基本额定负荷8.8kN,极限转速为19000r/min）定轮的外圈采取进口聚胺脂直接硫化在衬套上，直径为60mm，按此计算，理论定位轮的*大速度可达59.66m/s。而钢丝绳是实际提长升速度只有2.2m/s。同时传感部件为垂直安装，承受负荷基本不计。

视频监控探头直接安装在井架平台上，直对于传感部件运行部位，**观察到传感部件运行情况为宜。视频红外探头由电源控制箱供给电源，视频信号直接由同轴电缆将信号传给监控主机的视频解码模块，将解码后的信号由DVR软件显示，可直接查看到现场的实时信息。一台视频探头的流程示意图如下

2）在线钢丝绳检测仪电气控制部分（模数转换）

电气控制箱中包括模数转换部分、数据网络交换部分和电路电源控制部分，外机箱采用防水、防潮的金属外壳，一般情况下直接安装于复合支架的背面或安装在井架平台处。此装置主要是将各部件提供可用电源并对其控制，同时也是检测信号的模数转换部分，在此将传感部件收集的磁场的模拟信号通过自主研发的PQA-RTE16型模块，对信号进行模数处理，并以以太网的方式提供给监控主机；故将该模块的网络地址设为IP1；根据网络传输的特点，在此设备距机房的布线位移一般均大于80米以上，所以在此对传输端增添网络中继器，以确保信号传输良好，有效增加系统的稳定性。

3）在线钢丝绳检测仪监控主机的安装

此部份主要集成了各信号终端，包括有多套程序软件（钢丝绳在线监测评估系统软件、视频监控系统软件、监控信息实时上传系统软件）、视频信号解码模块、网络交换器、UPS后备电源；多媒体监控主机采用红外多点触摸屏，同时配备声光报警和高容后备电源，以防突然断电造成的数据丢失，可直接屏幕操作，机器内均配有备用键盘与鼠标；可直接放置在控制机房内，当系统监测到缺陷预警时，司控人员可观察的地方。

4）在线钢丝绳检测仪各单元之间的连接

传感部件与电气控制箱采用信号屏蔽电缆，距离≤10米；使用矿用阻燃电缆将电缆与以太网信号传输电缆连接。

8．在线钢丝绳检测仪软件的功能

由于系统采用了减振安装支架，减小钢丝绳振动，并将聚磁技术和平衡技术的传感器安装在钢丝绳平稳段处，即能收集**的检测信号，将模拟信号输入模数转换器中将其轮换为数字信号，再由钢丝绳在线实时监控系统程序（监控软件图）实时解压处理分析，并按现行标准和规程规定的限值对钢丝绳缺陷的进行预警显示和定量、定位的数据结果，*终可生成下图所示的表格中的检测结果报告；计算机同时可能通过视频监控实时察看到监测设备的运行状况。

1、在线钢丝绳检测仪系统业绩