Be aimed at the current shortage of coal mine hoist wire rope online detection techniques,the coal mine wire rope online detection method research based on magnetic collection technology and multi loop radial direction saturation equality magnetization are proposed. According to the structure characteristics of coal mine hoist wire rope and special working environment, through the study of basic theory and key technique on three-dimensional finite-difference time-domain(FDTD) analysis and optimation design of wire rope magnetic collection circuit based on multi loop radial direction saturation equality magnetization , three-dimensional FDTD analysis,solution of coal mine magnetic collection field space, discrete and morphological processing、non-lineal signal wavelet feature extraction and quantify identification ect, coal mine wire rope magnetism colleciton optimal structure model is designed,the three-dimensional magnetic field distribution and changes ,the main factors impacted on space magnetic field size and distribution are find out, the corresponding relationship among the wire rope space magnetic field intensity and different categories, the shape and extent damage of the steel wire rope are obtained, a full range of no leakage detection method of coal mine hoist wire rope for Local Faults, Loss of Metallic cross-sectional Area and element layoutselection principle are seeked,a morphological wavelet nonlinear processing model is built, a new suitable for coal mine hoist wire rope detection signal quantitative identification method is proposed, which lays the foundation on the development of high reliability coal mine wire rope detection equipment.
针对目前煤矿主、副井提升钢丝绳在线检测技术存在的不足,提出基于多回路径向饱和均匀磁化和聚磁技术相结合的钢丝绳在线检测方法研究。根据煤矿提升钢丝绳的结构特点和特殊工作环境,通过研究基于多回路径向饱和均匀磁化和聚磁相结合的钢丝绳励磁三维时域有限差分(FDTD)分析和优化设计、钢丝绳损伤聚磁场空间分布三维FDTD求解分析、数字离散形态变换、非线性信号小波特征提取与定量识别等基础理论与关键技术,设计出煤矿提升钢丝绳励聚磁最优结构模型,找出钢丝绳内、外部损伤三维空间磁场分布和变化规律和影响空间磁场大小和分布的主要因素,得到钢丝绳空间磁场强度和不同类别、形状和程度损伤之间的对应关系,探寻大直径三角股钢丝绳全方位无漏区分检测方法及检测元件的布置选取原则,建立基于离散形态小波变换的钢丝绳在线检测信号非线性预处理模型,提出一种适用于煤矿提升钢丝绳检测信号的定量识别方法,为高可靠性煤矿提升钢丝绳在线检测设备研制奠定基础。
项目实施三年来,按照计划任务书的要求,紧紧围绕钢丝绳使用安全性的高可靠性检测问题,先后开展了大量的现场调研、基础理论、数值模拟、样机研制、实验室试验与技术理论攻关研究,并试制了产品样机,完成了计划任务书规定的研究工作,圆满完成了工作目标。主要包括:在调研国内外现有钢丝绳检测方法基础上,深入研究了基于多回路径向饱和均匀磁化和聚磁相结合的钢丝绳励聚磁结构模型,研究了钢丝绳损伤漏磁信号的聚磁场三维空间分布特性,研究提出了用较少数量的检测元件实现大直径钢丝绳的全方位无漏检测方法,研究建立了钢丝绳检测信号预处理模型,在此基础上了,分析了钢丝绳信号特征提取方法和钢丝绳损伤类型的识别方法,研究了基于非线性形态小波支持向量机的钢丝绳检测信号定量识别方法。结果表明:要实现矿用大直径钢丝绳的损伤检测,需要通过三维有限元和数值模拟,计算出尺寸合理的磁化回路将钢丝绳磁化至饱和状态,并基于锑化铟型霍尔检测元件对漏磁信号进行采集,通过一边分布两个聚磁柱的聚磁环结构,检测效果较好。对于检测信号的特征提取与定量识别,需要建立多样本的损伤特征库,并结合小波支持向量机定量识别方法对信号特征进行深度学习与识别。本项目研究对于完善矿用钢丝绳在线检测的理论和实验研究方法,为高可靠性煤矿提升钢丝绳无损检测设备的研制提供技术理论支撑具有重要意义。
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数据更新时间:2023-05-31
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