无损探伤技术在拖曳声纳测试中的应用
【摘 要】拖曳声纳在执行任务期间需要经常收放拖体，在拖体收放过程中船体和收放装置会对拖曳声纳的拖缆造成磨损，另外海水也会锈蚀部分的拖缆。如果不能及时掌握拖缆磨损、锈蚀、断丝等缺陷的程度导致拖缆断裂，很可能危及操作人员和装备的安全。针对拖曳声纳拖缆缺陷检测的问题，本文提出利用永磁、漏磁原理检测拖缆的断丝、跳丝、变形、磨损和锈蚀等缺陷的无损探伤方法。主要的内容包括：应用背景、工作原理、系统组成、数据分析等内容。
【关键词】拖曳声纳;霍尔元件;漏磁场;磁通回路
1.前言
声纳是利用声波在水中传送的特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子装备。第二次世界大战后，由于潜艇水下活动能力的增强，声纳技术得到了迅速的发展，除了传统的舰壳声纳外，又出现了吊放声纳、浮标声纳和拖曳声纳等新型声纳。拖曳声纳的换能器基阵安装在流线型的拖体内，用拖缆将拖体拖曳在舰尾后方的水中，通过调节拖缆控制拖体。收放拖体的过程中，拖缆承受以吨计的拉力，而且拖缆越长，拖速越高，拉力就越大。如不能对拖缆的磨损、锈蚀、断丝等缺陷进行检测和损伤评估，很可能导致拖缆断裂的事故发生。
基于此，本文提出了利用永磁、漏磁原理检测拖缆的断丝、跳丝、变形、磨损和锈蚀等缺陷的无损探伤方法，并简述了系统的原理、组成、实现及功能。
2.无损探伤技术原理
无损探伤仪是利用永磁部件将金属拖缆环形包围在其中心部位，在拖缆快速通过时瞬间将通过段的拖缆磁化到饱和状态，此时传感部件与拖缆产生有序稳定的磁场。一旦拖缆内外部有缺陷损伤变化（局部损伤、金属横截面积变化）时，其稳定的磁场产生向外扩散的漏磁场。利用磁敏元件获取漏磁场信号，再通过信号调理和模数转换后，将压缩后的数字信号传输给计算机进行数据处理，最终获得缺陷的位置和缺陷的特征参数。
3.无损探伤系统方案
无损探伤系统由探伤传感器、实时报警器、加固计算机和检测软件组成。
3.1探伤仪传感器
探伤仪传感器是采用永磁、漏磁原理，设计了一款圆形结构、周向环绕、轴向磁化的传感探头，能精确快速的测量拖缆的断丝、跳丝、锈蚀和磨损等缺陷以及缺陷的位置。探伤仪传感器主要的部件包括永久磁铁、霍尔元件、导套和光电导轮。永久磁铁用于对拖缆的快速磁化，霍尔元件主要作用是感应拖缆的漏磁场，导套主要的作用是引导拖缆从探伤传感器平稳通过，光电导轮用于测量拖缆...
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