本發(fā)明涉及鋼纜檢測(cè)，具體地說是一種鋼纜缺陷檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、鋼纜在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)出現(xiàn)斷絲、銹蝕、局部異常拉伸等缺陷，因此需要對(duì)鋼纜狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。目前對(duì)鋼纜的缺陷檢測(cè)方法包括視覺檢測(cè)、漏磁檢測(cè)等，其中視覺檢測(cè)主要是利用成像儀等設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，比如授權(quán)公告號(hào)為cn104034734b的中國(guó)發(fā)明專利中就公開了一種卷揚(yáng)機(jī)鋼纜檢測(cè)裝置及其方法，其包括安裝在卷揚(yáng)機(jī)鋼纜正面的圖像采集單元，該圖像采集單元包含成像儀及上、下激光器，該裝置利用上、下激光器相對(duì)于鋼纜為傾斜45度角度的設(shè)置，使得鋼纜背后物體不會(huì)產(chǎn)生異常光斑，從而有效地解決了采集到異常光斑而造成成像儀錯(cuò)判、誤判的技術(shù)問題，同時(shí)由于使用了可見光過濾鏡片，只允許紅外激光通過，完全杜絕了環(huán)境光的干擾，使得圖像識(shí)別算法簡(jiǎn)單、高效及準(zhǔn)確的良好效果。但視覺檢測(cè)的方法無法檢測(cè)到鋼纜內(nèi)層鋼絲繩的損傷情況，而且在很多工況下鋼纜常常被厚重的油污覆蓋而無法進(jìn)行視覺檢測(cè)。

2、漏磁法是通過勵(lì)磁裝置或永磁鐵產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)使鋼纜被檢測(cè)部分飽和磁化，然后再通過磁敏傳感器等裝置檢測(cè)鋼纜表面漏磁通，并根據(jù)鋼纜表面的漏磁通變化判斷其損傷情況，比如授權(quán)公告號(hào)為cn114074879b的中國(guó)發(fā)明專利中就公開了一種鋼纜的檢查方法及裝置，該方法使用采用漏磁通探傷法的探傷裝置進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)作為主成分被輸出到測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量波形中的鋼絞線信號(hào)頻率執(zhí)行用于判定斷絲的信號(hào)處理，而公開號(hào)為cn114813918a的中國(guó)發(fā)明專利則公開了一種基于掃頻方式的鋼纜缺陷檢測(cè)方法及裝置，該方法包括初步檢測(cè)和二次檢測(cè)，在初步檢測(cè)過程中對(duì)待測(cè)鋼纜施加固定頻率下的交流磁場(chǎng)激勵(lì)和直流磁場(chǎng)激勵(lì)，然后根據(jù)檢測(cè)漏磁信號(hào)輸出缺陷的相對(duì)位置和尺寸信息，在變化的交流磁場(chǎng)激勵(lì)下，對(duì)缺陷部位進(jìn)行二次檢測(cè)，再通過卡爾曼濾波算法，對(duì)不同頻率激勵(lì)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，進(jìn)一步解算得到更為精確的缺陷位置與尺寸信息。但漏磁法由于在檢測(cè)前通常需要使鋼纜被檢測(cè)部分飽和磁化，然后再通過檢測(cè)裝置與鋼纜表面接觸滑動(dòng)檢測(cè)，其操作相對(duì)繁瑣，并且會(huì)影響鋼纜的正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其通過對(duì)鋼纜通電加熱后利用對(duì)鋼纜溫度分布情況的分析判斷鋼纜缺陷位置，該方法檢測(cè)準(zhǔn)確且操作簡(jiǎn)單方便。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

3、一種鋼纜缺陷檢測(cè)方法，包括如下步驟：

4、步驟一：確定待檢測(cè)鋼纜的參數(shù)，包括鋼纜長(zhǎng)度l、鋼纜橫截面積a、鋼纜電阻率ε、鋼纜密度ρ、鋼纜電阻r、鋼纜質(zhì)量m、鋼纜比熱容c；

5、步驟二：計(jì)算鋼纜正常處和缺陷處的溫差變化值；

6、假定鋼纜兩端通電電流i，通電時(shí)間t，鋼纜正常處被加熱后上升的溫度t為：

7、

8、如果鋼纜存在缺陷，則鋼纜缺陷處橫截面積減小到ka，k為比例系數(shù)，那么鋼纜缺陷處的溫度t′為：

9、

10、因此鋼纜正常處和缺陷處的溫差變化值δt為：

11、

12、步驟三：對(duì)待檢測(cè)鋼纜兩端通電加熱；

13、步驟四：對(duì)鋼纜溫度進(jìn)行檢測(cè)確定缺陷位置。

14、步驟一中，根據(jù)下式(1)確定鋼纜電阻r：

15、

16、鋼纜體積v＝la，根據(jù)下式(2)確定鋼纜質(zhì)量m:

17、m＝ρla???(2)。

18、步驟二中，假定所有電能都轉(zhuǎn)化為加熱鋼纜的熱能，根據(jù)下式(3)計(jì)算加熱鋼纜的熱能e:

19、

20、而鋼纜正常處加熱溫度上升t時(shí)需要熱能e為：

21、e＝mct＝ρlact???(4)；

22、聯(lián)立式(3)、(4)得到鋼纜正常處被加熱后上升的溫度t為：

23、

24、步驟三中，待檢測(cè)鋼纜兩端通過一個(gè)電流發(fā)生器2通電加熱，并且所述電流發(fā)生器2根據(jù)步驟二中計(jì)算獲得的t和t′值控制加熱電流大小。

25、步驟四中利用溫度分布檢測(cè)裝置對(duì)鋼纜進(jìn)行檢測(cè)并獲得溫度分布情況，分析時(shí)將步驟三計(jì)算獲得的δt值與溫度分布檢測(cè)裝置檢測(cè)獲得的溫度分布情況相結(jié)合獲得鋼纜缺陷處位置。

26、檢測(cè)前先通過試驗(yàn)獲得鋼纜不同缺陷類型的溫升情況，其中鋼纜不同缺陷類型的比例系數(shù)k不同，然后在步驟四中結(jié)合溫度分布檢測(cè)裝置獲得的溫度分布情況初步判斷鋼纜缺陷處的缺陷類型。

27、所述溫度分布檢測(cè)裝置的檢測(cè)鏡頭對(duì)準(zhǔn)鋼纜并與鋼纜之間留有距離。

28、所述溫度分布檢測(cè)裝置為熱像儀。

29、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

30、1、本發(fā)明通過對(duì)鋼纜通電加熱并利用對(duì)鋼纜溫度分布情況的分析判斷鋼纜缺陷位置，其中對(duì)于鋼纜缺陷部位，如斷絲、銹蝕和異常拉伸等，均會(huì)導(dǎo)致鋼纜局部電阻變大，而鋼纜所有橫截面通過的電流均相等，由歐姆定律可知，鋼纜局部電阻變大會(huì)使得該處由電流產(chǎn)生的熱功率增加，進(jìn)而導(dǎo)致該處溫度明顯高于其他部位，因此通過對(duì)采集的鋼纜溫度分布數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就可以很容易地發(fā)現(xiàn)缺陷點(diǎn)，并且能夠保證檢測(cè)準(zhǔn)確。

31、2、本發(fā)明檢測(cè)時(shí)，由于鋼纜局部電阻的變化是破損處整個(gè)橫截面的電阻，所以異常發(fā)熱是發(fā)生在整個(gè)橫截面上，因此即使破損處背離溫度分布檢測(cè)裝置的鏡頭，溫度分布檢測(cè)裝置仍然可以捕獲到該處的溫度異常，因此檢測(cè)操作簡(jiǎn)單方便，并且溫度分布檢測(cè)裝置與鋼纜之間有一定距離，檢測(cè)時(shí)可以不影響鋼纜原來的狀態(tài)，比如無需中斷鋼纜的正常使用，而且在鋼纜披覆有油污或保護(hù)層的情況下也可以進(jìn)行檢測(cè)。

32、3、本發(fā)明檢測(cè)時(shí)可以事先通過試驗(yàn)確定鋼纜不同缺陷類型(斷絲、銹蝕和異常拉伸等不同缺陷類型橫截面積不同，也即k值不同)的溫升情況，這樣在后續(xù)分析鋼纜溫度分布情況時(shí)可結(jié)合具體溫升情況初步判斷該處缺陷的類型情況。

33、4、考慮到鋼纜溫度過高可能會(huì)對(duì)鋼纜力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響，因此本發(fā)明在檢測(cè)前可以通過計(jì)算分析獲得待檢測(cè)鋼纜正常處和缺陷處的溫度值t和t′，并且可以據(jù)此控制鋼纜加熱溫度，從而確保檢測(cè)不會(huì)影響鋼纜性能。

技術(shù)特征：

1.一種鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：步驟一中，根據(jù)下式(1)確定鋼纜電阻r：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：步驟二中，假定所有電能都轉(zhuǎn)化為加熱鋼纜的熱能，根據(jù)下式(3)計(jì)算加熱鋼纜的熱能e:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：步驟三中，待檢測(cè)鋼纜兩端通過一個(gè)電流發(fā)生器2通電加熱，并且所述電流發(fā)生器2根據(jù)步驟二中計(jì)算獲得的t和t′值控制加熱電流大小。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：步驟四中利用溫度分布檢測(cè)裝置對(duì)鋼纜進(jìn)行檢測(cè)并獲得溫度分布情況，分析時(shí)將步驟三計(jì)算獲得的δt值與溫度分布檢測(cè)裝置檢測(cè)獲得的溫度分布情況相結(jié)合獲得鋼纜缺陷處位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：檢測(cè)前先通過試驗(yàn)獲得鋼纜不同缺陷類型的溫升情況，其中鋼纜不同缺陷類型的比例系數(shù)k不同，然后在步驟四中結(jié)合溫度分布檢測(cè)裝置獲得的溫度分布情況初步判斷鋼纜缺陷處的缺陷類型。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：所述溫度分布檢測(cè)裝置的檢測(cè)鏡頭對(duì)準(zhǔn)鋼纜并與鋼纜之間留有距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其特征在于：所述溫度分布檢測(cè)裝置為熱像儀。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種鋼纜缺陷檢測(cè)方法，其包括如下步驟：步驟一：確定待檢測(cè)鋼纜的參數(shù)；步驟二：計(jì)算鋼纜正常處和缺陷處的溫差變化值；步驟三：對(duì)待檢測(cè)鋼纜兩端通電加熱；步驟四：對(duì)鋼纜溫度進(jìn)行檢測(cè)確定缺陷位置。本發(fā)明通過對(duì)鋼纜通電加熱后利用對(duì)鋼纜溫度分布情況的分析判斷鋼纜缺陷位置，檢測(cè)準(zhǔn)確，并且鋼纜局部電阻的變化是破損處整個(gè)橫截面的電阻，所以異常發(fā)熱是發(fā)生在整個(gè)橫截面上，即使破損處背離裝置檢測(cè)鏡頭也可以捕獲到該處溫度情況，本發(fā)明檢測(cè)時(shí)可以不影響鋼纜原來的狀態(tài)，操作簡(jiǎn)單方便，并且本發(fā)明方法可以初步判斷缺陷類型，同時(shí)不會(huì)影響鋼纜正常力學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：程根
受保護(hù)的技術(shù)使用者：程根
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8