1本文結(jié)合我國鋼絲繩無損檢測儀器標準的研究成果，提出兩種斷絲斷口寬度配置方案，分析了兩種方案的優(yōu)點和局限性，最后提出了優(yōu)選鋼絲繩試樣的方法。

　　2斷絲檢測技術(shù)及其檢測能力

　　磁化器軸向磁化鋼絲繩，使其處于穩(wěn)定的飽和磁化狀態(tài)；表面或內(nèi)部存在的斷絲引起鋼絲繩局部磁場變化，產(chǎn)生漏磁場；磁場測量器件測量磁場，將漏磁信號轉(zhuǎn)化為電信號；信號處理部分對初始信號進行濾波等初步處理；處理后的信號通過計算機接口進入計算機，分析軟件對獲得的信息進行分析，給出結(jié)論。電信號也可以通過圖表記錄儀或者其他顯示設(shè)備顯示出來。

　　分析表明，影響斷絲準確識別的主要因素有：1）磁化能力。儀器的磁化器能否提供穩(wěn)定的磁場是檢測的關(guān)鍵，如果磁化器設(shè)計不合理，造成整個測量磁路的不穩(wěn)定，后續(xù)的處理將非常困難。

　　2）磁場的測量方法。常用測磁方法和元件有：感應(yīng)線圈、霍耳元件和磁通門等，它們各有優(yōu)缺點，如果處理不當，將會遺漏斷絲信號或增加不必要的干擾。

　　3）信號處理能力。

　　4）信號識別算法。由于鋼絲繩結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，準確的識別方法是檢測儀器的核心。

　　為了評價每種儀器和每臺儀器的性能，采用標準試樣對它們進行測試，因而，標準試樣上斷絲的配置尤為重要，它影響測試的規(guī)范、一致和公正。

　　3等相對差鋼絲繩試樣配置方法

　　優(yōu)先數(shù)系是一種科學和工程中廣泛采用的數(shù)值制度，它適合于各種數(shù)值的分級，是國際上統(tǒng)一的數(shù)值分級制度。它由一些十進制等比數(shù)列構(gòu)成，代號為R r，相應(yīng)的公比代號為q r，R代、10、20、40或80等數(shù)值。

　　該集合有以下特征：1）斷絲寬度增加的相對差不變；2）任意項元素的乘積仍屬于該集合；3）元素可以分解為任意項元素的乘積。低一級的斷絲配置在對元素細化后可以得到高一級的配置方案，高一級的配置方案在對元素抽取后可以獲得低一級的配置方案。

　　當n = 0時，σ= 1 ；當n→∞時，σ= 0.選擇σ可以確定試樣斷絲分布的精細程度，并且確定評估精度。

　　4等絕對差鋼絲繩試樣配置方法

　　等相對差的方法雖然使評估比較清晰，但是在斷口寬度不斷增大的同時，評估的絕對誤差也相應(yīng)增大，當儀器的檢測極限寬度比較大時，評估精度將下降。為此，可以使用等絕對差的斷絲寬度配置方法。

　　定義斷絲寬度的分布區(qū)間為< w 1，w n + 1 > ，則等絕對差方法的斷絲寬度全集為：W 2 = { w j | w j = w 0 + （j - 1） ？Δw }式中：j = 1 ，2 ，3 ，…；w 0為斷絲寬度數(shù)列的首項；Δw為相鄰斷絲寬度差。

　　該集合有以下特征：1）斷絲寬度的相對增加量不變；2）任意項元素之和仍屬于該集合；3）元素可以分解為任意項元素之和。

　　利用等絕對差方法配置的試樣所獲得的儀器的檢測極限可以表示為：w inf = w n±σ式中：w inf為儀器的最小斷絲檢測寬度；w n為儀器最小檢測寬度的測量值；σ為絕對評估精度。

　　σ=Δw反映了測量精度與試樣斷絲配置之間的關(guān)系。當n = 1時，σ= w n + 1 - w 1；當n→∞時，σ→0.通過選擇σ可以確定試樣斷絲分布的精細程度，并且確定評估精度。

　　5兩種試樣比較和試樣選擇方法

　　511兩種配置方法的比較

　　兩條曲線在k點相交。在k點左側(cè)區(qū)域，等相對差法制作的試樣優(yōu)于等絕對差法制作的試樣；在k點的右側(cè)，等絕對差法制作的斷絲試樣優(yōu)于等相對差法制作的斷絲試樣。

　　512評估中的鋼絲繩試樣選擇方法

　　在規(guī)范化儀器性能評估的操作中，需要按照不同的評估等級建立鋼絲繩試樣庫。由于前述的兩種試樣制作方法各有優(yōu)劣，實際評估時需要進行選擇。評估時由于無法預(yù)知儀器的最小斷絲檢測寬度的分布規(guī)律，不能事先確定最優(yōu)的斷絲試樣。根據(jù)兩種試樣在評估精度和效率方面的差異，提出優(yōu)選鋼絲繩試樣的方法：

　　1）確定斷絲寬度配置區(qū)間< w 1，w n + 1 >、分段數(shù)n以及等相對差法的數(shù)值項系列數(shù)r。

　　2）繪制冗余系數(shù)曲線，如所示，確定兩種曲線的相交點k.在k點左側(cè)，等絕對差法制作的試樣評估精度和效率高；在k點右側(cè)，等絕對差法制作的試樣評估精度和效率高。

　　3）計算k點對應(yīng)的斷絲寬度，據(jù)此制作一處斷口。

　　4）用被評估儀器檢測該單根斷絲。

　　5）如果斷絲能被儀器識別，說明儀器的真實極限檢測寬度落在k點左側(cè)，應(yīng)該選用等相對差法制作的斷絲試樣。

　　6結(jié)論

　　鋼絲繩無損檢測儀的檢測精度對于鋼絲繩的安全狀況評估極其重要，需要對其進行規(guī)范化評估。

　　其意義不僅在于有益于檢測儀器市場的規(guī)范化，而且對于鋼絲繩無損檢測技術(shù)的發(fā)展具有指導(dǎo)性作用，可以為儀器的研究和制作提供可靠的依據(jù)。

　　鋼絲繩試樣的斷絲制作是儀器檢測能力評估中的重要環(huán)節(jié)，決定了評估的一致性和公正性。是制定相關(guān)國家標準的基礎(chǔ)。

　　等相對差法用等比數(shù)列作為斷絲配置的基礎(chǔ)，評估結(jié)果的相對誤差固定，評估結(jié)果表述清晰，對于高精度定性儀器的評估精度和效率高；等絕對差法用等差數(shù)列作為斷絲配置的基礎(chǔ)，評估結(jié)果的絕對誤差固定，對于低精度定性儀器的評估精度和效率高。

　　在選擇試樣時，首先根據(jù)評估精度初步確定極限斷絲寬度區(qū)間、區(qū)間分段數(shù)和等比數(shù)值項系列數(shù)；然后計算冗余系數(shù)并繪制曲線圖，根據(jù)該圖制作一處斷絲；最后根據(jù)儀器對該斷絲的檢測情況確定評估中需要使用的試樣。

　　鋼絲繩試樣制作是一項復(fù)雜的工作，它涉及鋼絲繩理論、磁性無損檢測理論以及儀器設(shè)計理論等領(lǐng)域。本文僅從一定角度初步探討了試樣中的斷絲配置方法，還有許多問題，例如鋼絲繩結(jié)構(gòu)對斷絲配置的影響、斷絲配置對評估結(jié)果的影響等以及如何劃分評估精度等級，將是下一步需要研究的問題。

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