1本文结合我国钢丝绳无损检测仪器标准的研究成果，提出两种断丝断口宽度配置方案，分析了两种方案的优点和局限性，最后提出了优选钢丝绳试样的方法。

　　2断丝检测技术及其检测能力

　　磁化器轴向磁化钢丝绳，使其处于稳定的饱和磁化状态；表面或内部存在的断丝引起钢丝绳局部磁场变化，产生漏磁场；磁场测量器件测量磁场，将漏磁信号转化为电信号；信号处理部分对初始信号进行滤波等初步处理；处理后的信号通过计算机接口进入计算机，分析软件对获得的信息进行分析，给出结论。电信号也可以通过图表记录仪或者其他显示设备显示出来。

　　分析表明，影响断丝准确识别的主要因素有：1）磁化能力。仪器的磁化器能否提供稳定的磁场是检测的关键，如果磁化器设计不合理，造成整个测量磁路的不稳定，后续的处理将非常困难。

　　2）磁场的测量方法。常用测磁方法和元件有：感应线圈、霍耳元件和磁通门等，它们各有优缺点，如果处理不当，将会遗漏断丝信号或增加不必要的干扰。

　　3）信号处理能力。

　　4）信号识别算法。由于钢丝绳结构的复杂性，准确的识别方法是检测仪器的核心。

　　为了评价每种仪器和每台仪器的性能，采用标准试样对它们进行测试，因而，标准试样上断丝的配置尤为重要，它影响测试的规范、一致和公正。

　　3等相对差钢丝绳试样配置方法

　　优先数系是一种科学和工程中广泛采用的数值制度，它适合于各种数值的分级，是国际上统一的数值分级制度。它由一些十进制等比数列构成，代号为R r，相应的公比代号为q r，R代、10、20、40或80等数值。

　　该集合有以下特征：1）断丝宽度增加的相对差不变；2）任意项元素的乘积仍属于该集合；3）元素可以分解为任意项元素的乘积。低一级的断丝配置在对元素细化后可以得到高一级的配置方案，高一级的配置方案在对元素抽取后可以获得低一级的配置方案。

　　当n = 0时，σ= 1 ；当n→∞时，σ= 0.选择σ可以确定试样断丝分布的精细程度，并且确定评估精度。

　　4等绝对差钢丝绳试样配置方法

　　等相对差的方法虽然使评估比较清晰，但是在断口宽度不断增大的同时，评估的绝对误差也相应增大，当仪器的检测极限宽度比较大时，评估精度将下降。为此，可以使用等绝对差的断丝宽度配置方法。

　　定义断丝宽度的分布区间为< w 1，w n + 1 > ，则等绝对差方法的断丝宽度全集为：W 2 = { w j | w j = w 0 + （j - 1） ？Δw }式中：j = 1 ，2 ，3 ，…；w 0为断丝宽度数列的首项；Δw为相邻断丝宽度差。

　　该集合有以下特征：1）断丝宽度的相对增加量不变；2）任意项元素之和仍属于该集合；3）元素可以分解为任意项元素之和。

　　利用等绝对差方法配置的试样所获得的仪器的检测极限可以表示为：w inf = w n±σ式中：w inf为仪器的最小断丝检测宽度；w n为仪器最小检测宽度的测量值；σ为绝对评估精度。

　　σ=Δw反映了测量精度与试样断丝配置之间的关系。当n = 1时，σ= w n + 1 - w 1；当n→∞时，σ→0.通过选择σ可以确定试样断丝分布的精细程度，并且确定评估精度。

　　5两种试样比较和试样选择方法

　　511两种配置方法的比较

　　两条曲线在k点相交。在k点左侧区域，等相对差法制作的试样优于等绝对差法制作的试样；在k点的右侧，等绝对差法制作的断丝试样优于等相对差法制作的断丝试样。

　　512评估中的钢丝绳试样选择方法

　　在规范化仪器性能评估的操作中，需要按照不同的评估等级建立钢丝绳试样库。由于前述的两种试样制作方法各有优劣，实际评估时需要进行选择。评估时由于无法预知仪器的最小断丝检测宽度的分布规律，不能事先确定最优的断丝试样。根据两种试样在评估精度和效率方面的差异，提出优选钢丝绳试样的方法：

　　1）确定断丝宽度配置区间< w 1，w n + 1 >、分段数n以及等相对差法的数值项系列数r。

　　2）绘制冗余系数曲线，如所示，确定两种曲线的相交点k.在k点左侧，等绝对差法制作的试样评估精度和效率高；在k点右侧，等绝对差法制作的试样评估精度和效率高。

　　3）计算k点对应的断丝宽度，据此制作一处断口。

　　4）用被评估仪器检测该单根断丝。

　　5）如果断丝能被仪器识别，说明仪器的真实极限检测宽度落在k点左侧，应该选用等相对差法制作的断丝试样。

　　6结论

　　钢丝绳无损检测仪的检测精度对于钢丝绳的安全状况评估极其重要，需要对其进行规范化评估。

　　其意义不仅在于有益于检测仪器市场的规范化，而且对于钢丝绳无损检测技术的发展具有指导性作用，可以为仪器的研究和制作提供可靠的依据。

　　钢丝绳试样的断丝制作是仪器检测能力评估中的重要环节，决定了评估的一致性和公正性。是制定相关国家标准的基础。

　　等相对差法用等比数列作为断丝配置的基础，评估结果的相对误差固定，评估结果表述清晰，对于高精度定性仪器的评估精度和效率高；等绝对差法用等差数列作为断丝配置的基础，评估结果的绝对误差固定，对于低精度定性仪器的评估精度和效率高。

　　在选择试样时，首先根据评估精度初步确定极限断丝宽度区间、区间分段数和等比数值项系列数；然后计算冗余系数并绘制曲线图，根据该图制作一处断丝；最后根据仪器对该断丝的检测情况确定评估中需要使用的试样。

　　钢丝绳试样制作是一项复杂的工作，它涉及钢丝绳理论、磁性无损检测理论以及仪器设计理论等领域。本文仅从一定角度初步探讨了试样中的断丝配置方法，还有许多问题，例如钢丝绳结构对断丝配置的影响、断丝配置对评估结果的影响等以及如何划分评估精度等级，将是下一步需要研究的问题。

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