鋼絲繩無損檢測儀的“大腦”
談到磁檢測法，就必然要先了解為何磁檢測方法可以成功應用在實踐中，磁檢測法的理論依據是：利用鋼絲繩是磁導體這壹特性，當勵磁裝置將鋼絲繩磁化到飽和狀態後，無論是其表面或內部存在損傷，都將引起磁路系統中磁場分布的變化。利用有效手段檢測由此而引起的磁場分布的變化情況，即可反映出鋼絲繩損傷信息的檢測信號。
壹、 ?鋼絲繩損傷的分類是什麽?
首先我們先了解下鋼絲繩的損傷分類，原因在於電磁檢測儀的是按照可以檢測到的缺陷類型來分類的。
1）局部損傷（LF local flaw）:鋼絲繩中的不連續，諸如內外部斷絲、鋼絲的蝕坑、較深的鋼絲磨損或鋼絲繩局部形狀異常等。
2）金屬橫截面積的損失（LMA loss of metallic cross-sectional area）:使鋼絲繩橫截面上金屬截面積總和減小的損傷，主要包括磨損、銹蝕、鋼絲繩繩徑縮細等，相對於LF缺陷，這類缺陷沿鋼絲繩軸向方向上的變化壹般較緩慢。它是鋼絲繩特定區域中材料（質量）缺損的相對度量，通過比較檢測點與鋼絲繩上象征最大金屬橫截面積的基準點來測定的。
二、鋼絲繩無損檢測儀的分類有哪些？
1、交流電磁類
其工作原理類同於變壓器原理，初級和次級線圈環繞在鋼絲繩上，鋼絲繩猶如變壓器的鐵芯（圖1）。初級（激勵）線圈的電源為10~30Hz的低頻交流電，次級（檢測）線圈測定鋼絲繩的磁特性。鋼絲繩磁特性的任何關鍵變化都會引起次級線圈的電壓變化（幅度和相位）反映出來。
要點:電磁類儀器通常是在較低磁場強度的條件下工作，因此在開始檢測前，有必要將鋼絲繩徹底退磁。
檢測缺陷類型：金屬截面積變化LMA缺陷
圖1 電磁類儀器傳感器示意圖
2、直流和永磁（磁通）類儀器
直流和永磁類提供恒定磁通，通過傳感器頭（磁回路）磁化壹段鋼絲繩（見圖2 ），鋼絲繩中的軸向總磁通，能通過感應線圈來測定。
圖2 感應線圈測量金屬橫截面積損失的永磁類設備傳感器頭示意圖
3、漏磁類儀器
直流或永磁類儀器提供恒定磁通，通過傳感器頭（磁回路）來磁化壹段鋼絲繩，鋼絲繩中的不連續（如斷絲）所引起的漏磁，用不同傳感器如霍爾元件傳感器來檢測。
此類儀器用於測定LF缺陷。
圖3 斷絲導致漏磁的示意圖
4、 剩磁類儀器
直流或永磁類磁化裝置對鋼絲繩磁化後，在確保外加磁場已移除或無外加磁場影響的情況下，利用磁性鋼絲繩的剩磁特性，采用能有效測定剩余磁場變化的適當檢測裝置，來測定鋼絲繩內剩磁場的變化。
此類儀器能用於測定金屬橫截面積的變化和局部損傷的存在。
該方法是新開發的壹種鋼絲繩檢測技術，有待進壹步的跟蹤研究和應用驗證。
圖4 剩磁類儀器測量金屬橫截面積損傷的示意圖
壹臺設備可同時具有磁通和漏磁兩種檢測原理。
三、兩種不同的傳感器：感應線圈和霍爾元件
1、感應線圈
談到感應線圈，大家都不會陌生變壓器，當線圈與鋼絲繩間產生相對運動時，線圈切割漏磁場產生感應電動勢Uc。
圖5 感應電動勢公式
式中：n-線圈匝數；
Φ-通過線圈的磁通量；
V-鋼絲繩相對於感應線圈的運動速度；
dΦ /ds-鋼絲繩內部磁通量相對於鋼絲繩位移的變化率；
當線圈匝數n與運動速度壹定時，感應電動勢Uc能反映出鋼絲繩中磁通量沿鋼絲繩軸向的變化，即鋼絲繩有效金屬截面積沿軸向的變化。
隨著鋼絲繩相對於感應線圈和勵磁器相對的運動，鋼絲繩將被勵磁器逐漸磁化至飽和狀態，若存在損傷，其內部磁通量（與鋼絲繩的有效金屬截面積成正比）必然減少，於是就會使得感應線圈產生電壓輸出。對輸出電壓進行測量就可以檢測出金屬截面積的變化。
感應線圈的最大缺點是傳感器的輸出和檢測速度有關，檢測速度的不均勻時傳感器輸出信號產生畸變，極低速時無輸出。同時，速度不均勻會造成檢測信號在時間軸上的壓縮和拉伸，不利於後續信號的處理。
圖6 全磁通檢測法原理
2、霍爾元件傳感器
霍爾元件的原理：在垂直於磁場的導體裏通過壹定電流，則在垂直於電流和磁場方向上有壹個磁場，並在兩端有電動勢輸出成為霍爾效應。
霍爾元件的霍爾電壓為：
式中 ?Kc-霍爾元件的靈敏度系數
Ic-輸入的控制電流
B-磁場的磁感應強度
φ-磁感應強度B的方向與元件法向矢量之間的夾角
對於確定的霍爾元件，Kc為常數。在元件安裝位置確定，φ值則不變，則式中的VH與B成正比，這就是霍爾元件重要的定向響應特性。應用這壹原理，只要檢測出霍爾元件兩端的輸出電壓VH便可獲得斷絲損傷信號。
霍爾元件的最大優點是輸出信號不受速度的影響，且體積小，對小間隙空間的磁場測量有很大的優越性。