矿井提升机钢丝绳检测方法

1、矿井提升机钢丝绳

●  钢丝绳是矿井提升机的主要组成部分，其运行环境复杂，运输距离长，承受弯曲与交变载荷。由于钢丝绳使用工况恶劣，长时间重载运行、卷曲及物理碰撞，造成钢丝疲劳断丝、磨损等损伤，当断丝、磨损增加到一定量时，容易造成整根钢丝绳断裂，给人们生命财产造成了巨大损失。因此，为了有效预防钢丝绳断绳事故的发生，亟需研究矿井钢丝绳缺陷在线检测方法。

2、在线检测方法

●  为了提高矿用提升钢丝绳损伤在线检测的准确率，提出了一种基于漏磁检测与机器视觉检测融合的在线检测方法，解决矿井提升钢丝绳损伤在线检测的精度问题。

●  漏磁检测与机器视觉检测融合原理如下：

采用漏磁检测与机器视觉检测两种方法分别对钢丝绳损伤进行在线识别，如果二者均识别为损伤，那么判定为损伤；如果一种识别为损伤，判定为可疑损伤，需要人工进行复核；如果二者都识别为正常，判定结果为正常。通过二者同时识别钢丝绳损伤，可以克服单一检测方法误检或漏检问题，从而提高钢丝绳损伤识别的准确率。

●  对于漏磁检测法，钢丝绳首先被外部加载的磁场磁化，当钢丝绳置于磁场环境时，磁感线会沿着钢丝绳通过，不同的磁场下，经过钢丝绳的磁感线会有所变化。由于空气磁导率远小于钢丝绳，当钢丝绳完整时，钢丝绳表面不会出现磁感线；当钢丝绳损伤时，附近磁场强度高于非损伤区域，磁感线流出。通过磁敏元件检测钢丝绳周围出现的磁场，不同的漏磁场强度反映不同的损伤程度。

●  机器视觉检测法，使用工业相机对钢丝绳进行图像采集，将图像灰度化并进行滤波降噪，提高图像的清晰度和钢丝绳特征；将预处理后的图像进行阈值分割，简化图像分析过程，方便获取损伤缺陷的区域，从而对损伤的面积及位置做出定量识别。

3、结论 

●  通过理论、仿真和试验验证得到以下结论：

 (1) 该在线检测方案通过漏磁检测与机器视觉检测融合的方法，实现对钢丝绳的绳股错位、锈蚀、磨损、疲劳裂纹、跳丝变形、表面缺口等损伤进行全面的检测与识别，并且提高了损伤识别的准确率。

 (2) 提取了不同断丝数量下提升钢丝绳断丝信号的特征，并且用 GA-BP 对断丝进行定量分析。结果表明，优化后，断丝识别结果的相对误差有较大的减小，最大相对误差为 5.23%。

(3) 采用图像灰度化和中值滤波对钢丝绳外部损伤图像进行预处理，并运用聚类法和形态学操作对钢丝绳外部损伤缺陷区域进行分离和提取。结果表明：机器视觉法可以实现钢丝绳外部损伤面积准确识别。