索道钢丝绳安全监测系统设计与实现
索道钢丝绳在线实时自动监测系统的研制与应用
摘要：TCK•W索道钢丝绳在线实时自动监测系统,第一次实现了对索道钢丝绳的在线实时自动监测。该技术对索道钢丝绳的断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种局部缺陷LF有极高的检出率，对钢丝绳的径缩、有效金属截面积的损失LMA等缺陷有准确的分辨力，为确保索道钢丝绳的安全运行，提供了一个全新的技术手段。
关键词：索道，钢丝绳，在线检测
一、索道钢丝绳安全检测的现状
钢丝绳作为索道客货设备中高度危险的关键构件，是索道运输的生命线。钢丝绳使用过程中，始终潜伏着因强度损耗而发生断绳事故的危险。美国的权威机构曾对全球8000家钢丝绳用户进行调查，结论是：有10%的在用钢丝绳强度损耗超过15%，处于“危险状态”，2%的在用钢丝绳强度损耗超过30%，处于“极度危险状态”。
长期以来，由于缺少对索道钢丝绳科学高效的在线实时自动检测手段，世界各国索道的断绳事故时有发生。1999年发生的3起索道重大断绳事故中，意大利Cavalese索道断绳，一次死亡20人；法国阿尔卑斯山的天文台索道断绳，20位天文学家不幸遇难；中国贵州麻岭客运索道断绳，造成一次死亡14人，伤22人的惨痛事故。2003年仅印度就发生了2起索道断绳的重大事故，共造成11人死亡53人受伤的严重惨案。近几年来，各国的客货运索道断绳事故仍时有发生。我国四川渡口矿务局曾对其15年间货运索道事故进行了统计分析，结果表明：钢丝绳断绳事故90次，占总事故的16%，造成的停运时间为734小时，占总停运时间的24%。
目前，世界各国索道对钢丝绳日常自检普遍通过人工目测来发现钢丝绳的各种隐患，目视检测时钢丝绳的运行速度不得高于0.5m/s，这种方法明显存在效率低、不可靠的缺点：检测人员目测一条长度超过3000米的钢丝绳，一次耗时至少需要120分钟；一些长度超过10000米的索道，检测的时间至少需要10小时以上。某钢丝绳用户曾对一条更换下来的250米长的钢丝绳进行解剖验证，目测检查钢丝绳表面断丝只有13根，解剖后发现，钢丝绳内部暗伤仅断丝就多达134处，其中一个捻距内的断丝最多达到11根。
传统的强磁探伤设备由于技术局限，普遍存在准确率、重复率差的问题。泰山索道曾对一条张紧索进行无损探伤，发现的断丝数并不多，还没有达到报废数量，对钢丝绳进行拆散检查时发现，几乎每一根钢丝都在不同的位置发生过断裂，基本上没有一根从头到尾的整丝，情况十分危险。洛阳威尔若普检测技术有限公司采用弱磁检测技术研发的TCK•W索道钢丝绳在线实时自动监测系统，可以在索道高速运行的同时完成对钢丝绳的自动监测和远程监控，使钢丝绳始终处于安全受控的检测状态，成功的解决了索道钢丝绳在线实时自动监测的技术难题。
二、TCK•W弱磁检测技术原理
TCK•W弱磁检测技术是基于“空间磁场矢量合成”原理，采用宽距、非接触式弱磁能势感应装置，通过提取被磁化的铁磁性材料上磁场分布的差异信息，完成定位、定性、定量识别钢丝绳内外部各种缺陷的创新型电磁无损检测技术。
1、弱磁检测的基本概念钢丝绳是由优质钢材制成单丝，再经过多重捻制而组成的1种复杂结构的铁磁性柔性传力、承载构件，具有良好的导磁能力。图l为典型的钢丝绳磁化特性曲线和磁导率随磁场强度变化曲线，图中Hμm为磁导率μ取最大值时的磁场强度，B为磁感应强度。
当磁场强度大于Hμm时，属于强磁检测的范围，此时材料的磁导率处于Pm点右侧。在缺陷附近的局部区域中，通过该区域横截面(垂直于磁化磁场方向)上的磁通量几乎不变化，因断口中的空气隙的磁导远小于材料磁导，一部分磁场将会绕过断口从其附近的材料中通过，致使它们中的磁场强度升高，磁导率下降，从而通过断口空气隙外泄的漏磁通相对增大。
当磁场强度小于Hμm时，属于弱磁检测的范围，此时材料的磁导率处于Pm点左侧，随缺陷附近的材料中磁场的增强，磁导率将增大，断口处外泄的漏磁通相对减小。这时检测传感器的灵敏度和最小分辨力相应提高。
2、弱磁的检测原理钢丝绳被磁化后，在钢丝绳内部产生主磁感应强度Bz，在钢丝绳表面产生主漏磁感应强度Bz1，Bz1与缺陷磁感应强度方向相反。传感器对磁感应强度进行综合处理时，用补偿磁感应矢量Bb来抵消主漏磁感应强度Bz1.检测仪上某点传感线圈捕捉到得磁感应强度矢量，是钢丝绳外该点各种磁感应强度矢量沿轴向分量的矢量和，即
式中：Bs为传感线圈捕捉到的磁感应强度；Bz1为主漏磁感应强度；Bb为补偿磁感应强度；Bh为环境磁感应强度；By为偏移磁感应强度；Bd为断丝漏磁感应强度；Bm为磨损漏磁感应强度；Bx为锈蚀漏磁感应强度；Bp为疲劳漏磁感应强度；B′b为变形漏磁感应强度；Bn为第n个磁感应强度矢量；Bi为任何缺陷磁感应强度。
试验表明：传感线圈的输出信号U是Bs的函数，缺陷当量△S又是U的函数，可写成
式中：U为传感线圈输出的电压信号；所以可得
式中：△S为缺陷当量或损耗面积的百分比数；A为比例系数(由实验所得)；C为常数。这样，钢丝绳损伤点的面积损耗值△S就变成了场强Bi的函数。
TCK•W弱磁检测技术的主要优势在于：①弱磁检测元件灵敏度极高，检测时传感器与被测物体表面之间的间隙允许较大，最大可达30mm。②由于是弱磁检测，对被测物体的磁场束缚力小，可以实现0～30m/s速度下的检测，因此完全可以满足索道钢丝绳在线实时自动监测的要求。
三、索道钢丝绳在线实时自动监测系统的应用
TCK•W系统已经在新加坡的圣淘沙、我国的武当山、华锡集团等客货运索道得到成功应用，运行效果良好。圣淘沙索道于2010年12月引进TCK•W系统，从而结束了该索道费时费力的人工检查的历史，通过3年的监测运行，系统的可靠性得到了新加坡政府BCA的认可。TCK•W系统还可以对该索道钢丝绳进行远程监控，实时反馈运行中索道钢丝绳的变化趋势。图
2、图3表明TCK•W系统监测到的圣淘沙索道2280米处损伤发展趋势，并得到圣淘沙索道的现场验证。
图2：2013年02月12号2280米损伤曲线图和数据表
图3：2023年03月04号2280米损伤曲线图和数据表
广西华锡集团铜坑矿货运索道于2012年7月19日接到TCK•W系统报警，发现2号索道钢丝绳4#接头后2105-2122米处损伤有突变趋势，报告显示损伤量值已达到严重损伤程度。铜坑矿根据报警提示立即停机处理，经现场人工验证，发现该段钢丝绳密集断丝严重，矿方因此将该损伤段切掉，重新编织接头，从而避免了一场重大事故的发生。
图4：2012年07月19日华锡货运索道4#接头后2105-2122米补接头前损伤曲线和数据表
洛阳威尔若普检测技术有限公司研发的TCK•W弱磁检测技术，是我国科学家成功发现空间磁场矢量态势的变化和运动规律，在钢丝绳检测领域建树的重大创新成果，第一次实现了对索道钢丝绳的在线实时自动监测。该技术对索道钢丝绳的断丝、磨损、锈蚀、疲劳等各种局部缺陷LF有极高的检出率，对钢丝绳的径缩、有效金属截面积的损失LMA等缺陷有准确的分辨力，不仅可以为正确评估被测钢丝绳的剩余承载能力、安全系数和使用寿命提供科学可靠的检测依据，而且为确保索道钢丝绳的安全运行，提供了一个全新的技术手段。TCK•W系统填补了索道钢丝绳在线实时自动监测领域的国内外空白，处于国际领先水平。
作者简介：窦柏林，洛阳威尔若普检测技术有限公司，董事长
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本文目录1.我想知道缆车和索道的运行原理是什么2.小缆车的动力是什么力3.索道观光缆车是怎么工作的呢4.缆车的主要结构有哪些部分我想知道缆车和索道的运行原理是什么
索道缆车基本工作原理：用一条无极的钢丝绳套在索道两端的驱动轮和迂回轮上，经过张紧设备使之坚持必定的张力。
驱动轮带动钢丝绳以6.0米/秒的速度运转。吊厢进站后，脱挂式抱索器经过脱开器将吊厢与运载索脱开，经过减速设备将吊厢速度减到0.3～0.4米/秒，随后开门组织将吊厢门翻开，乘客在指定的位置下车。
推车设备将吊厢迂回至索道另一侧，待乘客上车后，关门组织将车门主动关闭，然后吊厢经过加快设备加快至与运载索等速，设在站口的挂结器将抱索器挂到运载索上。
吊厢经一系列的安全检测后出站。索道运转速度一般不大于每小时13公里。为适应线路的地势条件和乘坐舒适，载人车厢的座椅应与水平面平行并呈阶梯式，以便于人员上下和货品装卸。
当车厢在运转中发作超速、过载、越位、停电、断绳等事故时，要有相应的安全措施保证乘客安全。因为对地势的适应性较差，建造费用高，长距离运送效率低，因而它的应用和开展受到限制。缆车是利用悬挂在半空中的钢索悬挂在索道上的。
因强风而停驶、索缆断裂、车卡脱轨。由于意外种类，地面缆车最重要的安全装置是：轨道制动器用于钢绳索缆断裂时，客车可以自动抱紧在钢轨上，以保证乘客的安全，由此附带的其他安全装置是车－站间的数字信号通讯系统，用于保证轨道制动器动作时，驱动装置和控制系统采取相应的停车等措施。
安全装置是特种设备监察机构验收最重要的检查内容。小缆车的动力是什么力
在小缆车实验中,提供小缆车动力的是缆绳的拉力。
轨道缆车是在有坡度的地面上铺设轨道，靠缆绳牵引封闭的车箱，提升和下放货物或乘客。索道缆车是通过缆绳和承托缆绳的支架将车厢或座椅悬挂在空中，通过缆绳的牵引运送货物或乘客。
由驱动机带动钢丝绳，牵引车厢沿着铺设在地表并有一定坡度的轨道上运行的一种交通工具。轨道坡度不受限，一般以15°～25°为宜。缆车线路按运输量、地形和运距等可设计成单轨、双轨以及单轨中间加错车道或换乘站等多种形式。
为使乘客乘坐舒适，便于乘客上下车和装卸货物，车厢内座椅应与水平面平行并呈阶梯式。为保证乘客安全，缆车配有一系列安全设施。索道观光缆车是怎么工作的呢
索道和缆车都属于用缆绳牵引作为动力的运输工具，索道全名叫架空索道，是在空中运行的。缆车普通意义是指索道的吊箱比较大，可以容纳多人时，且分为空中缆车和地面轨道缆车。是通过电动机带动，将电能转化为机器能，通过缆绳将人送到目的地。
索道又称吊车是交通工具的一种，通常在崎岖的山坡上运载乘客或货物上下山。索道是利用悬挂在半空中的钢索，承托及牵引客车或货车。部分的索道采用吊挂在钢索之下的吊车；亦有索道是没有吊车的，乘客坐在开放在半空的吊椅。使用吊椅的索道在滑雪区最为常见。缆车的主要结构有哪些部分
牵引车厢沿着铺设在地表并有一定坡度的轨道上运行的一种交通工具.轨道坡度不受限,一般以15°～25°为宜.缆车线路按运输量、地形和运距等可设计成单轨、双轨以及单轨中间加错车道或换乘站等多种形式.为使乘客乘坐舒适,便于乘客上下车和装卸货物,车厢内座椅应与水平面平行并呈阶梯式.为保证乘客安全,缆车配有一系列安全设施.
按支持及牵引的方法,可以分为2种：
使用一条钢索,同时支持吊车的重量及牵引吊车或吊椅.
使用多条钢索.其中用作支持吊车重量的一或两条钢索是不会动的,其他钢索则负责拉动吊车.
按行走方式,索道可分为:
索道上只有一对吊车,当其中一辆上山时,另一辆则下山.两辆车到达车站后,再各自向反方向行走.这种索道称为AerialTramway.往复式吊车的每辆载客量一般较多,可以达每辆100人,而且爬坡力较强,抗风力亦较好.往复式索道的速度可达每秒8米.
索道上会有多辆吊车,拉动的钢索的是一个无极的圏,套在两端的驱动轮及迂回轮上.当吊车或吊椅由起点到达终点后,经过迂回轮回到起点循环.循环式吊车称为Gondolalift
当中循环式索道可再分为
吊车或吊椅正常操作时不会放开钢索,所以同一钢索上所有吊车的速度都会一样.有的固定抱索式索道,吊车平均分布在整条钢索上之上,钢索以固定的速度行走.这种设计最为简单,但缺点是速度不能太快(一般为每秒一米左右,否则乘客难以上落.亦有的固定抱索式索道采用脉动设计,把吊车分成4、6、或8组,每组由3至4辆车组成,组与组之间的距离相同.同组的吊车同时在车站上下乘客,当其中一组吊车在站内时,钢索及各组车同时放慢速度.吊车离开车站后,一起加速行驶.这种索道行驶速度较快(站内每秒0.4米,站外每秒4米左右),乘客上下容易,但距离不能太长,运载能力亦有限.
亦称脱开挂结式.吊车以弹簧控制的钳扣握在拉动的钢索上.当吊车到达车站后,吊车扣压钢索的钳会放开,吊车减速后让乘客上落.离开车站前,吊车会被机械加速至与钢索一样的速度,吊车上的钳再紧扣钢索,循环离开.这种索道的速度快,可达每秒6米,运载能力亦大.
以上就是关于缆车的原理及结构,我想知道缆车和索道的运行原理是什么的全部内容，以及缆车的原理及结构的相关内容,希望能够帮到您。
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