供稿/微特技術(shù)有限公司 李 彬 高 田

采編/鄒鐵漢 張韋微

2020年，微特技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱微特技術(shù)）正式被認(rèn)定為國(guó)家重點(diǎn)專精特新小巨人企業(yè)。微特技術(shù)用20年時(shí)間，從一個(gè)小微企業(yè)，成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)大型起重機(jī)安全解決方案的首選品牌。“專精特新”四個(gè)字凝結(jié)著微特人追求產(chǎn)業(yè)之專、品質(zhì)之精、創(chuàng)新之特的不懈努力。20年來(lái)，微特技術(shù)篤定信念，始終專注于起重設(shè)備安全管理領(lǐng)域的研究，不斷引領(lǐng)行業(yè)向起重設(shè)備故障診斷、大數(shù)據(jù)管理、全生命周期監(jiān)測(cè)服務(wù)、智能化吊裝生態(tài)系統(tǒng)方向發(fā)展，為推動(dòng)國(guó)內(nèi)起重安全管理領(lǐng)域的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

長(zhǎng)期以來(lái)，鋼絲繩的使用和管理始終是各企業(yè)設(shè)備管理的難點(diǎn)，因鋼絲繩斷裂造成的事故屢見不鮮，而每一次事故都伴隨著財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡等嚴(yán)重后果。目前，肉眼看、卡尺量等依然是普遍使用的鋼絲繩檢測(cè)手段，檢測(cè)技術(shù)與用戶的安全管理需求之間存在著巨大的鴻溝。微特技術(shù)推出的鋼絲繩在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)（Wire Rope Non-Destructive Testing，WRNDT）系統(tǒng)擁有高效、精準(zhǔn)、便捷、安全等特點(diǎn)，較好地解決了目前鋼絲繩檢測(cè)中的難題。

產(chǎn)品介紹

WRNDT系統(tǒng)是以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鐵磁性理論原理為基礎(chǔ)，運(yùn)用電磁檢測(cè)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守實(shí)時(shí)非接觸在線監(jiān)測(cè)而專業(yè)打造的產(chǎn)品?？稍诰€實(shí)時(shí)、高速自動(dòng)采集鋼絲繩斷絲、疲勞、銹蝕、磨損等損傷信息，并通過(guò)算法對(duì)采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，形成鋼絲繩損傷處損傷程度、傷點(diǎn)準(zhǔn)確定位、電磁波形曲線等檢測(cè)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩缺陷檢測(cè)的定量化進(jìn)而可視化。WRNDT系統(tǒng)體積更小、功耗更低、安裝使用更加方便，不僅在起重機(jī)中使用，且在電梯、索道、橋梁懸索等領(lǐng)域也有著廣闊的市場(chǎng)。

WRNDT系統(tǒng)的核心設(shè)備是微特技術(shù)全新一代鋼絲繩探傷儀，該探傷儀是以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主商業(yè)化生產(chǎn)的磁傳感器為核心，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)磁記憶探傷原理為基礎(chǔ)專業(yè)打造的產(chǎn)品。其PT量級(jí)靈敏度與目前市面上MT量級(jí)靈敏度的鋼絲繩探傷儀相比，提高上百萬(wàn)倍。對(duì)于Φ5～Φ50 mm 各種規(guī)格的鋼絲繩，可快速檢測(cè)出1根斷絲，甚至敲擊痕跡亦可輕松識(shí)別，且不需要使用勵(lì)磁裝置，從而避免了長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中由于吸附金屬粉末和碎屑導(dǎo)致的性能下降。

數(shù)學(xué)模型

數(shù)字仿真

仿真波形

技術(shù)概括

磁記憶探傷隸屬無(wú)損探傷領(lǐng)域，是X射線、超聲波、磁粉、渦流、γ射線、滲透(熒光、著色)、磁記憶、漏磁等諸多物理探傷方法中的一類，是一種利用金屬磁記憶效應(yīng)來(lái)檢測(cè)金屬材料零部件應(yīng)力集中、裂紋和劃痕、銹蝕的快速無(wú)損檢測(cè)方法。WRNDT系統(tǒng)利用磁記憶無(wú)損探傷可高速、靈敏地實(shí)時(shí)采集、記錄、存儲(chǔ)鋼絲繩的局部缺陷，并以圖形化界面實(shí)時(shí)展示檢測(cè)結(jié)果。

金屬磁記憶效應(yīng)是指：鐵磁性金屬材料在加工和運(yùn)行時(shí)，由于受載荷和地磁場(chǎng)共同作用，在應(yīng)力和變形集中區(qū)域會(huì)發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，這種磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后不僅會(huì)保留，且與最大作用應(yīng)力有關(guān)。金屬構(gòu)件表面的這種磁狀態(tài)記憶著微觀缺陷或應(yīng)力集中的位置，即為磁記憶效應(yīng)。當(dāng)處于地磁場(chǎng)環(huán)境中的鐵磁性構(gòu)件受到外部載荷作用時(shí)，在應(yīng)力集中區(qū)域會(huì)產(chǎn)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，該部位會(huì)出現(xiàn)磁疇的固定節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生磁極，形成退磁場(chǎng)，從而使該部位鐵磁金屬的導(dǎo)磁率最小，在金屬表面形成漏磁場(chǎng)。該漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的切向分量Hpx具有最大值，而法向分量Hpy改變符號(hào)并具有零值。這種磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后依然保留記憶下來(lái)。

WRNDT系統(tǒng)是基于金屬磁記憶效應(yīng)的基本原理制作的檢測(cè)儀器，通過(guò)記錄垂直于金屬構(gòu)件表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度分量沿某一方向的分布情況，可對(duì)構(gòu)件的應(yīng)力集中程度以及是否存在微觀缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià)，能對(duì)鐵磁性金屬構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力集中區(qū)，即微觀缺陷和早期失效及損傷等進(jìn)行診斷，防止突發(fā)性的疲勞損傷。

創(chuàng)新點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

WRNDT系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上遵循形式追隨功能的設(shè)計(jì)理念，摒棄一切不必要的造型設(shè)計(jì)，在保證功能完善的前提下盡可能做到極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，安裝使用方便；造型簡(jiǎn)潔大氣、同時(shí)給人以安全可靠的印象，符合其安全監(jiān)測(cè)工業(yè)產(chǎn)品定位；全鋁合金材料的使用在有效保證磁傳感器功能的情況下減輕了產(chǎn)品自重，方便安裝的同時(shí)形成自身屏蔽，極大地減少了外界電磁場(chǎng)等干擾，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性及可靠性。

由于獨(dú)特的檢測(cè)方式和全新的工業(yè)設(shè)計(jì)，WRNDT系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)檢測(cè)方式更加便捷高效：

·不需要專門的磁化裝置；

·不需要對(duì)表面進(jìn)行清潔處理；

·不需要采用耦合技術(shù)；

·可快速、準(zhǔn)確檢測(cè)出應(yīng)力集中部位；

·既可檢測(cè)出現(xiàn)有缺陷，亦可根據(jù)內(nèi)應(yīng)力變化預(yù)測(cè)未來(lái)將會(huì)發(fā)生的缺陷。

2）算法創(chuàng)新

鋼絲繩在線檢測(cè)的主流算法有2種：小波變換和參數(shù)自適應(yīng)陷波濾波算法。實(shí)驗(yàn)表明小波變換雖然可以一定程度抑制股波信號(hào)，但效果并不明顯，而參數(shù)自適應(yīng)陷波濾波算法在抑制股波信號(hào)的同時(shí)也會(huì)使缺陷信號(hào)發(fā)生畸變。WRNDT系統(tǒng)的算法開創(chuàng)性地采用預(yù)處理和后處理2階段的方法。在預(yù)處理階段，使用多通道信號(hào)融合的原理來(lái)確定所有的漏磁信號(hào)中的豐富信息，先通過(guò)用滑動(dòng)平均法對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行均衡化，使信號(hào)處于同一基準(zhǔn)線；再對(duì)均衡化后的多路信號(hào)進(jìn)行放大，提高了分辨率，進(jìn)而更好地區(qū)分缺陷。在后處理階段，通過(guò)對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行線檢測(cè)，消除基線漂移和小波去噪，而后對(duì)處理之后的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)的決策。

功能特點(diǎn)

1）工作效率高

WRNDT系統(tǒng)可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)鋼絲繩內(nèi)外部狀態(tài)，且配套設(shè)備體積更小、功耗更低、安裝使用更加方便。與傳統(tǒng)人工目視耗時(shí)耗力且無(wú)法檢測(cè)鋼絲繩內(nèi)部缺陷相比更加安全高效。

2）檢測(cè)精度高

運(yùn)用金屬磁記憶效應(yīng)技術(shù)在線實(shí)時(shí)、高速自動(dòng)采集鋼絲繩斷絲、疲勞、銹蝕、磨損等損傷信息，捻距斷絲數(shù)量誤差可小于1絲，損傷點(diǎn)定位準(zhǔn)確率可大于95%。

3）損傷可視化

鋼絲繩檢測(cè)軟件提供設(shè)備概覽、設(shè)備檢測(cè)、歷史查詢、檢測(cè)報(bào)告、標(biāo)定設(shè)置以及系統(tǒng)設(shè)置界面，可實(shí)時(shí)顯示鋼絲繩狀態(tài)波形，定量分析鋼絲繩損傷程度，精準(zhǔn)定位損傷位置，根據(jù)不同損傷程度顯示報(bào)警信號(hào)，并提供檢測(cè)報(bào)告以及查詢歷史記錄功能，鋼絲繩狀態(tài)一目了然。

微特技術(shù)研發(fā)的WRNDT系統(tǒng)已申請(qǐng)多項(xiàng)專利，產(chǎn)品高效、精準(zhǔn)、便捷、安全的特點(diǎn)適用于港口、船舶、路橋、索道、鋼廠、吊裝、工地、石油等行業(yè)。在鐵路建設(shè)的門式起重機(jī)安全維護(hù)中，該系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼絲繩損傷，保障了企業(yè)安全生產(chǎn)，解除了因鋼絲繩的耗損帶來(lái)的安全和財(cái)產(chǎn)隱患。

隨著這項(xiàng)系統(tǒng)應(yīng)用于不同的行業(yè)，也將大大提升相關(guān)企業(yè)的維護(hù)管理水平，減少非必要的停工停產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失，保證生產(chǎn)順利安全高效地進(jìn)行。

WRNDT系統(tǒng)應(yīng)用于某項(xiàng)目龍門起重機(jī)