基于磁场模型的矿用钢丝绳检测信号特性试验研究 被引量：1

1

作者 田劼 白强 +3 位作者 王兴军 孙钢钢 师彰文 李鹏博 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期279-291,共13页

电磁检测是矿用钢丝绳缺陷可靠的检测手段之一。基于电磁法的矿用钢丝绳缺陷检测,目前存在缺陷与信号特性表征规律不明确的问题,定量识别时存在无关信号特性,影响识别准确性。采用三维磁偶极子理论计算、Maxwell模拟仿真与试验相互验证... 电磁检测是矿用钢丝绳缺陷可靠的检测手段之一。基于电磁法的矿用钢丝绳缺陷检测,目前存在缺陷与信号特性表征规律不明确的问题,定量识别时存在无关信号特性,影响识别准确性。采用三维磁偶极子理论计算、Maxwell模拟仿真与试验相互验证的方法,总结漏磁信号特性与缺陷变化之间的表征关系。首先建立磁场环境下的钢丝绳三维磁偶极子理论模型,应用模型对标准缺陷处进行磁场理论计算并进行Maxwell模拟仿真;分别提取理论值与仿真值的峰/谷绝对值、波宽、峰谷差值、峰谷值宽度四项信号特性,进行缺陷与信号的表征分析;最后设计缺陷进行试验验证,得到试验数值的斯皮尔曼相关系数。试验结果表明:缺陷的宽度、深度与峰/谷绝对值、波宽、峰谷差值3个信号特征值呈正相关,与峰谷值宽度无明显相关性;缺陷长度与峰/谷绝对值呈先上升后下降的趋势,与波宽、峰谷差值、峰谷值宽度呈正相关。并且发现宽度缺陷信号幅值最强,长度缺陷信号幅值最弱,深度信号幅值居中,峰谷差值和峰谷绝对值与缺陷相关性最高。该研究具有一定的工程指导价值。 展开更多

关键词 电磁检测 无损检测 信号特性 磁偶极子 损伤缺陷 矿用钢丝绳

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矿用钢丝绳双源磁回路结构设计与仿真分析

2

作者 周坪 王士豪 +3 位作者 周公博 赵天驰 李煊瀚 闫晓东 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期135-146,共12页

目前矿用钢丝绳损伤电磁检测方法存在主磁通检测对于局部类损伤检测精度较低,基于漏磁的局部损伤检测的定量精度不高等问题。提出了一种同时检测主磁通和漏磁的矿用钢丝绳双源磁检测方法,结合主磁通与漏磁在局部损伤检测方面的互补性,... 目前矿用钢丝绳损伤电磁检测方法存在主磁通检测对于局部类损伤检测精度较低,基于漏磁的局部损伤检测的定量精度不高等问题。提出了一种同时检测主磁通和漏磁的矿用钢丝绳双源磁检测方法,结合主磁通与漏磁在局部损伤检测方面的互补性,设计了双源磁检测环形筒状励磁回路和独立分离励磁回路方案。基于有限元仿真验证了2种方案的可行性,确定了以独立分离回路作为磁回路的基本结构。研究了衔铁参数、磁铁参数对磁化效果的影响和磁桥路结构参数对磁场分布的影响。结果表明:(1)磁化幅值与回路数量呈正相关,与衔铁长度呈负相关,高度对磁化效果几乎没有影响。(2)磁化幅值与永磁铁材料牌号、长度和厚度呈正相关,与提离值呈负相关。(3)磁化幅值与磁桥路厚度呈正相关,与空气间隙呈负相关,而提离值对磁化效果影响较小。(4)磁桥的空气间隙对磁桥路内磁通密度分布的影响较大。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳局部损伤 电磁无损检测 双源磁回路 主磁通 漏磁

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基于有限元分析的矿用钢丝绳聚磁检测方法 被引量：15

3

作者 王红尧 田劼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期256-260,共5页

针对目前钢丝绳聚磁检测中存在的问题,把有限元分析技术用于矿用钢丝绳的聚磁检测中,研究基于霍尔元件的钢丝绳检测聚磁器结构,以及当选用霍尔元件时,应该遵从什么原则。研究结果表明:对基于霍尔元件的矿用钢丝绳检测,可研究设计一边分... 针对目前钢丝绳聚磁检测中存在的问题,把有限元分析技术用于矿用钢丝绳的聚磁检测中,研究基于霍尔元件的钢丝绳检测聚磁器结构,以及当选用霍尔元件时,应该遵从什么原则。研究结果表明:对基于霍尔元件的矿用钢丝绳检测,可研究设计一边分布4个聚磁柱的环形聚磁环,环绕钢丝绳周围一圈布置4片霍尔元件;在使用霍尔元件进行钢丝绳损伤检测时,应该选择感应面较宽的霍尔元件。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 聚磁检测 有限元分析

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基于多线圈周向磁化的矿用钢丝绳断丝检测磁场仿真研究 被引量：5

4

作者 任明月 孟国营 贾一凡 《中国煤炭》 北大核心 2017年第7期103-107,共5页

针对在矿用钢丝绳损伤检测采用的永磁励磁方式存在的永磁体退磁以及磁场不稳定等问题,提出了矿用钢丝绳损伤检测系统的整体设计方案,介绍了矿用钢丝绳在使用过程中可能出现的损伤形式,阐述了钢丝绳漏磁检测的基本原理,设计了基于多线圈... 针对在矿用钢丝绳损伤检测采用的永磁励磁方式存在的永磁体退磁以及磁场不稳定等问题,提出了矿用钢丝绳损伤检测系统的整体设计方案,介绍了矿用钢丝绳在使用过程中可能出现的损伤形式,阐述了钢丝绳漏磁检测的基本原理,设计了基于多线圈周向磁化的矿用钢丝绳损伤检测励磁装置,并利用Ansoft Maxwell软件建模仿真分析了励磁装置的励磁效果。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 励磁装置 损伤检测 有限元分析

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矿用钢丝绳损伤检测磁通回路优化设计 被引量：11

5

作者 田劼 田壮 +2 位作者 郭红飞 刘凝哲 马建武 《工矿自动化》 北大核心 2022年第3期118-122,共5页

漏磁通检测法是应用最广泛的矿用钢丝绳损伤检测方法,目前未有考虑磁通回路中磁噪声信号对钢丝绳损伤漏磁通检测信号影响的研究。基于钢丝绳损伤漏磁通检测原理,构建了漏磁通检测等效磁路模型,采用Ansoft Maxwell有限元软件对磁通回路... 漏磁通检测法是应用最广泛的矿用钢丝绳损伤检测方法,目前未有考虑磁通回路中磁噪声信号对钢丝绳损伤漏磁通检测信号影响的研究。基于钢丝绳损伤漏磁通检测原理,构建了漏磁通检测等效磁路模型,采用Ansoft Maxwell有限元软件对磁通回路的磁场分布进行仿真,结果表明除主磁通和钢丝绳损伤漏磁通外,磁通回路中还存在多处磁噪声回路,易对钢丝绳损伤漏磁通检测信号造成干扰,其中衔铁导磁路径的漏磁通和两侧永磁体与空气介质之间耦合漏磁通的影响最大。基于仿真分析结果,对磁通回路进行了优化设计:将衔铁与永磁铁接触部位由直角结构改为圆角结构,以减小该部位的漏磁通,增大衔铁导磁路径中的主磁通,进而增强钢丝绳损伤漏磁通检测信号;采用高导磁材料设计环形磁桥路屏蔽装置并安装在损伤漏磁通检测区域,引导两侧永磁体与空气介质之间耦合漏磁通的走向,减小耦合漏磁通对钢丝绳损伤漏磁通检测的影响。实验结果表明,磁通回路经优化后,钢丝绳损伤检测信号特征较优化前更加明显,采集信号由6.14 mV增大至18.59 mV,验证了优化方案可提高磁通回路传递效率,对损伤漏磁通有聚合增强效果,减小了永磁体与空气介质之间耦合漏磁通与钢丝绳损伤漏磁通的叠加效应,有利于提高钢丝绳损伤检测准确性。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 损伤检测 钢丝绳探伤仪 漏磁通检测 磁通回路 导磁路径 磁桥路屏蔽

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基于霍尔元件的矿用钢丝绳漏磁数值模拟 被引量：3

6

作者 王红尧 田劼 《煤矿机械》 北大核心 2013年第8期86-88,共3页

提出基于霍尔元件的钢丝绳漏磁场数值模拟分析,研究钢丝绳多励磁磁化回路漏磁场特征,分析霍尔元件的布置规律。结果表明:要得到较大的霍尔元件感应电压信号,在一定条件下,霍尔元件应尽可能靠近钢丝绳布置;钢丝绳损伤漏磁场信号主要分布... 提出基于霍尔元件的钢丝绳漏磁场数值模拟分析,研究钢丝绳多励磁磁化回路漏磁场特征,分析霍尔元件的布置规律。结果表明:要得到较大的霍尔元件感应电压信号,在一定条件下,霍尔元件应尽可能靠近钢丝绳布置;钢丝绳损伤漏磁场信号主要分布在轴向方向,径向方向漏磁很少,要获得较好的检测效果,霍尔元件感应面应该垂直于钢丝绳轴向方向布置。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 霍尔元件 数值模拟

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矿用钢丝绳损伤检测系统设计 被引量：10

7

作者 王红尧 李小伟 +1 位作者 韩亦淼 吕昕 《工矿自动化》 北大核心 2020年第6期92-97,共6页

矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象,可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况,甚至会对钢丝绳造成二次伤害,影响检测结果。针对该问题,基于超声波测距及强磁检测原理,设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系... 矿用钢丝绳在运行过程中会发生表面断丝翘起现象,可能导致运行中的钢丝绳把探伤仪孔壁划伤或带走的情况,甚至会对钢丝绳造成二次伤害,影响检测结果。针对该问题,基于超声波测距及强磁检测原理,设计了一种矿用钢丝绳损伤检测系统。该系统采用超声测距装置检测钢丝绳表面断丝翘起幅度,若检测值超过限定距离则发出报警,若检测值未超过限定距离,则由强磁检测装置进一步探测钢丝绳损伤情况。测试结果表明,针对设置的20,30,35 mm钢丝绳表面断丝翘起幅度,该系统的检测误差基本上不超过±2 mm,从而验证了该系统可有效、准确地检测钢丝绳表面断丝情况及断丝翘起幅度,避免了表面断丝翘起幅度过大对强磁检测装置等造成损伤。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 钢丝绳无损检测 断丝翘起幅度检测 超声测距 超声波测距传感器 强磁检测 永磁励磁

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改进粒子群优化小波阈值的矿用钢丝绳损伤信号处理方法研究 被引量：10

8

作者 田劼 宋姗 《煤炭工程》 北大核心 2020年第4期103-107,共5页

为有效提取矿用钢丝绳损伤信号的特征值,采取小波分析对损伤信号去噪。针对损伤信号中存在小奇异点的特性,对小波分析中的阈值获取和阈值函数选取两方面改进。首先利用粒子群算法优化经验值,并基于Birge-Massart策略获取阈值。提出一种... 为有效提取矿用钢丝绳损伤信号的特征值,采取小波分析对损伤信号去噪。针对损伤信号中存在小奇异点的特性,对小波分析中的阈值获取和阈值函数选取两方面改进。首先利用粒子群算法优化经验值,并基于Birge-Massart策略获取阈值。提出一种改进的小波阈值函数算法。该函数加入了可调变量,改善了已有软、硬阈值函数去噪中的不足点,通过仿真实验的信号结果和信噪比(SNR)对比几种阈值函数去噪算法,最终得出,采用优化经验值并改进小波域值函数的去噪算法相比于其他方法,更能完整保留原始信号,去噪效果好。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳损伤信号 阈值函数 信噪比 去噪 小波变换 粒子群优化算法

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矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法研究 被引量：7

9

作者 王红尧 吴佳奇 +2 位作者 李长恒 唐文锦 张艳林 《工矿自动化》 北大核心 2021年第2期58-62,共5页

采用电磁检测法检测矿用钢丝绳受损情况时,检测信号中含有大量噪声,且存在尖峰和突变干扰,增大了损伤识别难度,需要对原始检测信号进行降噪处理。常用的傅里叶变换无法处理运行中的钢丝绳检测信号,而小波变换因存在平移不变性较差、频... 采用电磁检测法检测矿用钢丝绳受损情况时,检测信号中含有大量噪声,且存在尖峰和突变干扰,增大了损伤识别难度,需要对原始检测信号进行降噪处理。常用的傅里叶变换无法处理运行中的钢丝绳检测信号,而小波变换因存在平移不变性较差、频带混叠等问题而影响检测准确度。提出了基于双树复小波变换的矿用钢丝绳损伤检测信号处理方法。首先采用Q平移法构造双树复小波高低通滤波器,对原始信号进行3层双树复小波分解,得到高低频信号分量;然后采用最小极大方差软阈值方法对分解信号进行降噪处理;最后对降噪信号进行重构。在实验室环境下搭建了钢丝绳损伤检测试验平台,对基于双树复小波变换的钢丝绳损伤检测信号处理方法的降噪性能进行验证,结果表明:该方法可有效减少检测信号中的尖峰和突变数量,使信号平稳,降噪效果优于经典小波变换,且增大了奇异点处信号峰值,有利于后续特征提取。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 钢丝绳损伤检测 电磁检测法 信号降噪 小波变换 双树复小波变换

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矿用钢丝绳除油除垢装置的设计研究 被引量：1

10

作者 赵存友 徐文娟 《煤矿机械》 北大核心 2001年第11期19-20,共2页

介绍了矿用钢丝绳除油除垢装置的工作原理。

关键词 矿用钢丝绳 除垢装置 除油装置 工作机构 液压原理

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矿用钢丝绳的选择 被引量：5

11

作者 王溪溪 王广丰 李新 《煤矿机械》 北大核心 2012年第5期210-212,共3页

钢丝绳是矿井提升等设备的重要组成部分,生产中起着关键性的作用。分析了矿用钢丝绳选择中的一些基本原则,根据钢丝绳的安全系数、捻向、结构、特殊用途及环境等要求,对比选择钢丝绳不同的数学模型,提出了优选钢丝绳的基本方法。

关键词 矿用钢丝绳 优选方法 数学模型

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基于有限元法的矿用钢丝绳励磁检测装置研究 被引量：7

12

作者 朱伟杰 战卫侠 谭继文 《煤矿机械》 北大核心 2018年第2期64-66,共3页

针对目前钢丝绳在励磁过程中磁化不均匀的问题,用有限元法分析了励磁装置中各项几何参数的变化对钢丝绳的磁化效果的具体影响,得到钢丝绳漏磁场随励磁装置几何尺寸、位置的变化规律,并绘制各自磁力线的分布图,从而设计出最优尺寸的励磁... 针对目前钢丝绳在励磁过程中磁化不均匀的问题,用有限元法分析了励磁装置中各项几何参数的变化对钢丝绳的磁化效果的具体影响,得到钢丝绳漏磁场随励磁装置几何尺寸、位置的变化规律,并绘制各自磁力线的分布图,从而设计出最优尺寸的励磁装置。并应用该装置检测了一组截面积损失的钢丝绳。分析结果表明该装置具有良好的励磁检测效果。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 励磁装置 有限元分析

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矿用钢丝绳的结构性能及合理选用 被引量：4

13

作者 李珩 《煤炭技术》 CAS 1999年第4期23-26,共4页

主要阐述了矿用钢丝绳的类型、结构及性能，并论述矿井在不同条件下如何合理选用钢丝绳。例举各种不同股型、捻向、丝型及丝径的钢丝绳，在各种不同条件下进行使用寿命的比较。正确合理地选用钢丝绳，可以延长钢丝绳的使用寿命，节约钢材。

关键词 点接触 线接触 面接触钢丝绳 椭圆股钢丝绳 多层股不旋转钢丝绳 扁钢丝绳 矿用钢丝绳

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矿用钢丝绳芯输送带无损检测系统研究 被引量：9

14

作者 汪伟红 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第4期195-197,共3页

带式输送机是煤矿工业生产中非常重要的运输工具,而钢丝绳作为带式输送机的常用部件,其可靠性在很大程度上影响到带式输送机的安全运行,甚至直接影响到煤矿企业的安全生产。采用"电磁变量补偿传感器"、"三位磁感应桥&qu... 带式输送机是煤矿工业生产中非常重要的运输工具,而钢丝绳作为带式输送机的常用部件,其可靠性在很大程度上影响到带式输送机的安全运行,甚至直接影响到煤矿企业的安全生产。采用"电磁变量补偿传感器"、"三位磁感应桥"及"自平衡同步励磁"等无损探伤组合技术,实现与生产运输同步工作运行、全天候无人值守的全自动无损探伤模式,实现对钢丝绳无损在线检测,保证设备的安全运行,避免重大安全生产事故发生,具有重要的经济和社会效益。 展开更多

关键词 带式输送机 矿用钢丝绳 无损检测 实时在线

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基于电磁法的无损检测技术在矿用钢丝绳检测中的应用 被引量：8

15

作者 常琳 《煤矿机械》 北大核心 2020年第1期154-156,共3页

针对钢丝绳经常出现磨损、甚至断裂等现象,将基于电磁法的无损检测技术应用于矿用钢丝绳的检验检测中,对矿方报废钢丝绳截绳取样进行无损检测,并与人工检测进行对比,进而验证钢丝绳无损检测技术在实际应用中的可行性。

关键词 电磁法 无损检测 矿用钢丝绳

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国内外矿用钢丝绳无损检测技术及使用管理 被引量：5

16

作者 孟积渐 《煤矿机械》 北大核心 2018年第8期154-156,共3页

对国外的矿用钢丝绳使用管理和无损检测技术进行了分析和综述;并从制造、选型、设计、使用等方面对我国煤矿钢丝绳使用安全影响因素进行分析总结;在此基础上探讨了我国矿用钢丝绳管理和检测等方面存在问题,并给出了相关建议和对策。

关键词 矿用钢丝绳 无损检测 信号处理 电磁法

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基于漏磁检测的矿用钢丝绳励磁装置 被引量：3

17

作者 李建辉 孙显彬 +2 位作者 刘伦明 陈荣信 战卫侠 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第7期114-119,共6页

针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均... 针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均会降低钢丝绳漏磁场磁感应强度,影响钢丝绳漏磁检测结果。但实际应用中矿用钢丝绳摆动幅度大且易污染,因此钢丝绳励磁装置的气隙和提离值不宜过小。在考虑工程适用的条件下,设置气隙为6 mm、提离值为5 mm,进一步仿真分析永磁体厚度与长度、磁极间距、衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响,发现永磁体厚度与长度对钢丝绳漏磁场影响最大,磁极间距对钢丝绳漏磁场影响较小,衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响可忽略不计。基于仿真结果并考虑经济性和便携性,设置钢丝绳励磁装置参数:永磁体厚度为10 mm、永磁体长度为30 mm、磁极间距为180 mm、衔铁厚度为10 mm。动态仿真结果表明,钢丝绳漏磁场磁感应强度峰峰值达0.9 mT,说明该励磁装置能够保证损伤处产生较高的漏磁。实验结果表明,漏磁信号在钢丝绳不同断丝处均出现了明显波动,说明该励磁装置具有良好的励磁效果,可准确检测出钢丝绳断丝损伤。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 钢丝绳损伤 漏磁检测 励磁装置 漏磁场

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矿用钢丝绳检测数据处理系统开发与应用 被引量：4

18

作者 刘进钱 《煤矿机械》 2015年第2期241-242,共2页

煤矿用钢丝绳检测检验过程中涉及大量的数据计算,手工计算耗时费力且极易出错。设计开发了矿用钢丝绳检测数据处理系统,实现了检验数据的自动分析处理,检验报告的自动生成,已检数据的管理维护。保证了结果的准确可靠,提高了工作效率,实... 煤矿用钢丝绳检测检验过程中涉及大量的数据计算,手工计算耗时费力且极易出错。设计开发了矿用钢丝绳检测数据处理系统,实现了检验数据的自动分析处理,检验报告的自动生成,已检数据的管理维护。保证了结果的准确可靠,提高了工作效率,实现了钢丝绳检验工作的信息化、自动化。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳 检测检验 数据处理

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便携式矿用钢丝绳张力测试仪的设计

19

作者 王昆 樊兆峰 《工矿自动化》 北大核心 2008年第3期43-45,共3页

文章介绍了一种基于单片机μPSD3334的钢丝绳张力测试仪的设计,给出了仪器的硬件电路和软件流程图。该仪器适用于测试煤矿多绳提升钢丝绳的张力及其张力差。

关键词 矿用钢丝绳 张力测试仪 便携式 μPSD3334

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图像识别技术在矿用钢丝绳检测中的应用 被引量：6

20

作者 李金华 夏黎明 《山西焦煤科技》 CAS 2022年第4期16-18,21,共4页

为了解决架空乘人装置钢丝绳在长期使用中经常出现断丝、锈蚀、翘起等问题,根据图像识别技术,提出基于YOLO v3算法的智能钢丝绳检测方法,设计了一种探伤系统,能够实时探测钢丝绳损伤状况,并实现准确定位。YOLO v3利用Darknet-53作为特... 为了解决架空乘人装置钢丝绳在长期使用中经常出现断丝、锈蚀、翘起等问题,根据图像识别技术,提出基于YOLO v3算法的智能钢丝绳检测方法,设计了一种探伤系统,能够实时探测钢丝绳损伤状况,并实现准确定位。YOLO v3利用Darknet-53作为特征提取网络,并引入了残差块,解决了因网络深度增加而引起的梯度消失问题。对比其它无损检测方法,该系统检测速度更快,达到66.8FPS,AP值达到91.03%,且大幅度提高了抗干扰能力,能够满足诸多环境下的生产要求。 展开更多

关键词 矿用钢丝绳无损检测 YOLO(You Only Look Once)v3算法 图像识别 监测

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