[发明专利]基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于无损检测领域，涉及基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置及其检测方法。

背景技术

随着我国高速公路建设以及汽车行业的迅速发展，钢帘线作为子午线轮胎带束层的重要骨架材料，其质量要求也越来越高；在钢帘线的制造过程中，受生产设备和工艺流程等因素的影响，其内部经常会出现各种缺陷和缺丝断丝等问题，严重影响钢帘线和轮胎的产品质量和使用寿命，为确保钢帘线的运行性能和安全指标，在生产过程中，对其进行缺陷检测显得尤为重要。

目前的钢帘线缺陷检测技术基本上都是基于机械结构，由钢帘线缺陷引起的直径变化或表面平整度变化而导致电路接通，最终实现报警。现有技术中的方法都是基于钢帘线断丝或背丝缺陷引起的物理变化来进行的接触式检测，检测对象单一且易损坏钢帘线，可靠性不高；也有人提出通过检测线圈磁阻来检测钢帘线缺陷的方法，使钢帘线穿过线圈，断丝时线圈磁阻发生变化，在线圈上加载交流电压，通过测量线圈电流来检测线圈磁阻变化，从而检测出断丝缺陷，然而此方法虽为非接触式检测，但仅仅依靠检测线圈电流来检测线圈磁阻变化，准确率不高且易受钢帘线运动速度、运动方向以及外界磁场等环境因素的影响，实用性不强。在与钢帘线缺陷检测相似的钢丝绳缺陷检测中，普遍通过检测在钢丝绳缺陷处的漏磁场来检测其缺陷，由安装在磁导板中部的两个传感器来检测漏磁通量的变化，从而检测出缺陷。此方法虽对动态和静态钢丝绳都能进行检测，但检测需要对钢丝绳进行饱和磁化，检测速度慢，对于钢丝绳较快运动穿过探头时不能进行充分检测；而对于钢帘线在线检测，钢帘线运动速度较快，不同生产过程钢帘线运动速度不同，而且钢帘线与钢丝绳外形结构不同，有些钢帘线含有外绕丝，对检测缺陷的漏磁场有干扰。基于此，漏磁检测方法在钢帘线缺陷检测上使用并不广泛。

针对以上对钢帘线生产过程中缺陷的检测方法的不足，为提高检测可靠性和检测精度，提出以下需要解决的几个问题：1)被测钢帘线多样性：钢帘线成品以及在生产过程中的半成品都需要进行在线缺陷检测，而现有技术是基于机械结构的接触式检测，其报警阈值由检测孔直径或其他机械结构决定，不可调，适用性不广；2)缺陷多样性：钢帘线在生产时每个工艺前后都有可能出现内部有异物，打结，弯曲，缺丝，断丝、背丝、露芯以及焊点等缺陷，而现有检测技术只能针对其中一种或几种缺陷进行检测，检测范围窄；3)无损检测：在线检测时钢帘线处于运动状态，大多接触式检测都会与钢帘线有部分摩擦，或者在有断丝缺陷时，需要断丝带动报警，这样会导致断丝堆积在检测口，而钢帘线其他內绕丝继续运动，机器卡死的状态；4)检测精度和可靠性：现有大多技术所依赖的是机械结构的带动而接触报警设备，有一定随机概率性，可靠性和缺陷检测精度不高。5)智能化：现有技术检测到缺陷后只进行报警，不能实现与生产钢帘线的设备相连，实现智能化检测。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，使其克服传统的钢帘线缺陷检测技术中灵敏度不高，可靠性不好，精度不高等的常见问题，检测更加准确可靠，性能稳定；本发明的另一目的在于提供基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测方法。

基于电磁感应的钢帘线缺陷在线检测装置，包括传感器和控制器；所述的传感器包括检测模块、信号处理模块、电源模块和蓝牙模块，所述的检测模块由信号发生模块与电磁感应模块组成，其中，信号发生模块与电磁感应模块相连，检测模块与信号处理模块相连，信号处理模块与蓝牙模块相连，信号处理模块和蓝牙模块均分别通过电源模块供电，电源模块提供5V电源；所述的控制器包括ARM Cortex-M0+、通讯模块、报警模块、电源模块、蓝牙模块、按键和显示屏；其中通讯模块、报警模块、蓝牙模块、按键和显示屏均分别与ARM Cortex-M0+相连，ARM Cortex-M0+、显示器、报警模块和蓝牙模块均分别通过电源模块供电；所述的传感器与控制器之间通过各自的蓝牙模块进行数据交流；所述的传感器通过传感器支架安装在钢帘线生产仪器上，在传感器的内部设有电磁感应模块和电路板，其中信号发生模块、信号处理模块、电源模块和蓝牙模块设置在电路板上，电磁感应模块包括感应线圈L₁和激励线圈L₂，钢帘线穿过传感器进行在线检测。