1)创新使用轴向与径向结合的方式,检测矿用钢丝绳损伤长度、宽度、深度的信号特性,为反演提供指导思路。
2)采用三维磁偶极子理论计算、磁场模拟与试验相互验证的方法,总结钢丝绳损伤漏磁信号特性与损伤长宽深之间的表征关系。
基于磁场模型的矿用钢丝绳检测信号特性试验研究
田劼1,2 , 白强1,2,王兴军1,2, 孙钢钢1,2, 师彰文1,2, 李鹏博1,2
1.中国矿业大学(北京) 机械与电气工程学院
2.中国矿业大学(北京) 煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室
电磁检测是矿用钢丝绳缺陷可靠的检测手段之一。基于电磁法的矿用钢丝绳缺陷检测,目前存在缺陷与信号特性表征规律不明确的问题,定量识别时存在无关信号特性,影响识别准确性。采用三维磁偶极子理论计算、Maxwell模拟仿真与试验相互验证的方法,总结漏磁信号特性与缺陷变化之间的表征关系。首先建立磁场环境下的钢丝绳三维磁偶极子理论模型,应用模型对标准缺陷处进行磁场理论计算并进行Maxwell模拟仿真;分别提取理论值与仿真值的峰/谷绝对值、波宽、峰谷差值、峰谷值宽度四项信号特性,进行缺陷与信号的表征分析;最后设计缺陷进行试验验证,得到试验数值的斯皮尔曼相关系数。试验结果表明:缺陷的宽度、深度与峰/谷绝对值、波宽、峰谷差值3个信号特征值呈正相关,与峰谷值宽度无明显相关性;缺陷长度与峰/谷绝对值呈先上升后下降的趋势,与波宽、峰谷差值、峰谷值宽度呈正相关。并且发现宽度缺陷信号幅值最强,长度缺陷信号幅值最弱,深度信号幅值居中,峰谷差值和峰谷绝对值与缺陷相关性最高。该研究具有一定的工程指导价值。
教授
博士生导师
田劼,女,山西太原人,博士,教授/博导,越崎青年学者,中国矿业大学(北京)机械与电气学院机器人系党支部书记。2010年毕业于中国矿业大学(北京)机械电子工程专业并留校任教至今。2018年9月至2019年9月在美国宾州州立大学工学院做访问学者。北京市科委项目评委,山东省科技项目评委,山西省“千人智库”专家委员及《煤炭科学技术》《工矿自动化》《煤炭工程》青年专家委员。担任《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》等多部期刊评审工作。
机器人化采掘与运输设备智能控制、无损检测、安全监控与故障诊断等
荣获全国煤炭青年科技奖,中国煤炭工业协会科技一等奖、二等奖,教育部高校科研优秀成果科技进步二等奖,江苏省科技二等奖等省部级以上科技奖励9项。发表学术论文70余篇,其中SCI/EI检索40余篇。获得授权发明专利12项,实用新型专利9项。参与编写教材专著4部。
田 劼,白 强,王兴军,等. 基于磁场模型的矿用钢丝绳检测信号特性试验研究[J]. 煤炭科学技术,2024,52(2):279−291
TIAN Jie,BAI Qiang,WANG Xingjun,et al. Experimental study on characterization of mine wire rope detection signal properties based on magnetic field model[J]. Coal Science and Technology,2024,52(2):279−291.
END 责任编辑:周子博
整 理:黄小雨
责任编辑:周子博
整 理:黄小雨