CN102998046B - 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置 - Google Patents

一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102998046B
CN102998046B CN201110376461.5A CN201110376461A CN102998046B CN 102998046 B CN102998046 B CN 102998046B CN 201110376461 A CN201110376461 A CN 201110376461A CN 102998046 B CN102998046 B CN 102998046B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wire rope
electric capacity
pole plate
steel wire
slide bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110376461.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102998046A (zh
Inventor
李伟
朱真才
王重秋
江帆
周公博
曹国华
陈国安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201110376461.5A priority Critical patent/CN102998046B/zh
Publication of CN102998046A publication Critical patent/CN102998046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102998046B publication Critical patent/CN102998046B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置,包括壳体和基座,壳体为对称的两个部分,通过螺栓紧固在钢丝绳上;壳体和钢丝绳之间设有橡胶垫;壳体内部设有两组对称的基座,基座设有伸出的伸缩杆,其头部设有与钢丝绳紧密接触的滚轮,伸缩杆中部设有与伸缩杆垂直的滑块,滑块一面设有弹簧,另一面设有一组电容极板,基座前壁和基座上的基板上设有导向套,基座上还设有信号处理单元和另一组电容极板,电容极板通过接线端子连入信号处理单元;钢丝绳直径的变化将导致电容极板间距变化,通过C-V电路可转换为电压信号,并最终换算为钢丝绳张力。本发明能够实时准确测量钢丝绳的张力,结构简单,安装方便,测量精度高。

Description

-种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种钢丝绳张力检测方法及装置,尤其是一种适合提升机、电梯、绞车 等设备提升或者牵引时钢丝绳实时张力检测的横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置。
背景技术
[0002] 钢丝绳作为一种牵引、承载的关键构件,广泛应用于煤矿、冶金、高层建筑提升、交 通运输等国民经济建设的各个领域,其张力变化反应了钢丝绳以及相关设备的重要运行 状态信息。目前钢丝绳张力检测主要的方法分为三类:一种是敲击(振波)法,如授权号为 CN100485334C的发明专利公开的《电梯曳引钢丝绳张力均匀度分析测试仪》和授权号为 CN1060135C的发明专利公开的《电梯的吊索张力测定装置》;一种是串联法,其基本原理是 在钢丝绳与提升或者牵引重物之间串联一测力传感器来达测量钢丝绳张力,;一种是三点 弯曲法,根据力的合成与分解原理实现钢丝绳张力测量,例如,公开号为CN101476955的发 明专利公开的《绳索张力测定装置》。这些方法存在测量精度低、灵敏度低、实时性差、过程 复杂、安装不便或破坏钢丝绳整体性等缺点。
发明内容
[0003] 技术问题:本发明的目的是克服已有技术中的不足之处,提供一种结构简单、测量 精度高、灵敏度高、实时性强、安装方便的横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置。
[0004] 技术方案:本发明的横向电容式钢丝绳张力检测装置,包括对称扣合固定在钢丝 绳上的壳体,壳体与钢丝绳固定端之间设有橡胶垫,壳体内对称设有两个基座,两个基座内 均设有相互对称的滑杆,相互对称的滑杆头部分别设有顶靠在钢丝绳上的滚轮,滑杆的尾 部设有固定在基座上的基板,基板右端面上下部对称设有两块电容左极板,滑杆的中部设 有一滑板,滑板与基板之间设有穿套在滑杆上的弹簧,滑板与基板相对面的上下部对称设 有两个测杆,两个测杆的端部均设有与电容左极板相配对的电容右极板,基板的左端面设 有与接线端子相连接的信号处理单元。
[0005] 所述的滑杆前后两端分别设有固定在基座和基板上的导向套;所述的滚轮与钢丝 绳的接触面呈圆弧状。
[0006] 本发明的横向电容式钢丝绳张力检测方法,包括如下步骤:
[0007] a、首先将内部设有信号处理单元、基座、滑杆和滚轮的壳体扣合卡套在靠近提升 容器或牵引容器相连接的钢丝绳上,并通过螺栓固定;
[0008] b、测量钢丝绳未受力时电容左极板与电容右极板的电容值和钢丝绳的初始直径 d ;
[0009] C、当钢丝绳提升物料或者牵引重物时,通过信号处理单元实时测量钢丝绳受力时 电容左极板与电容右极板的电容值;
[0010] d、根据实时测量的电容左极板与电容右极板的电容值与未受力时电 容左极板与电容右极板的电容值的差值计算出钢丝绳受力时的直径变化量 Ad ;
[0011] e、信号处理单元根据钢丝绳的初始直径i/和直径变化量ω计算出钢丝绳的张力 Α并通过无线发送芯片将钢丝绳的张力专送到工控机,实现钢丝绳张力F的实时检测。
[0012] 有益效果:本发明将钢丝绳直径变化转换为电容极板间距变化,利用电容测距原 理获得钢丝绳直径变化量,经换算获得钢丝绳张力;可以在不破坏钢丝绳整体性的前提下 测量钢丝绳的张力;由于装置安装在提升或者牵引容器附近的钢丝绳上,可以在不停机的 情况下实时检测钢丝绳的张力变化;可以多个装置同时使用,对多钢丝绳提升、牵引等设备 的多钢丝绳张力平衡具有实际的指导作用;可提高对钢丝绳张力测量的实时性、测量精度 和灵敏度,从而更好的检测钢丝绳状态,以及牵引和承载设备的运行状态。由于采用对称的 结构,可补偿由于钢丝绳振动、摆动等所产生的干扰;适用于范围广,精度高,安装和实用方 便,维护成本低。
附图说明
[0013] 图1是本发明装置的内部结构示意图。
[0014] 图2是本发明装直的基座不意图。
[0015] 图3是本发明装置的顶部示意图。
[0016] 图中:1-壳体,2-测杆,3-橡胶垫,4-基座,5-滑杆,6-滚轮,7-钢丝绳,8-滑板, 9-电容右极板,10、11-导向套,12-基板,13-电容左极板,14-信号处理单元,15-弹簧, 16-接线端子,17-螺栓。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述:
[0018] 图1、2所示,本发明的横向电容式钢丝绳张力检测装置,主要由壳体1、橡胶垫3、 基座4、滑杆5、滚轮6、滑板8、电容右极板9、导向套10、11、基座12、电容左极板13、信号处 理单元14、弹簧15、接线端子16构成。壳体1为两半,对称扣合固定在钢丝绳7上,两半壳 体1对称设置,通过螺栓17和橡胶垫3紧固在钢丝绳7上,如图3所示。壳体1与钢丝绳7 固定端之间设有橡胶垫3 ;壳体1内对称设有两个基座4,两个基座4内分别设有前部伸出 其体外的滑杆5,滑杆5前后两端分别设有固定在基座4和基板12上的导向套10、11。滑 杆5的顶部设有顶靠在钢丝绳7上的滚轮6,滚轮6与钢丝绳7的接触面呈圆弧状。滑杆5 的尾部穿套有固定在基座4上的基板12,基板12右端面上下部对称设有电容左极板13,滑 杆5的中部设有一滑板8,滑板8与基板12之间设有穿套在滑杆5上的弹簧15,滑板8左 端面的上下部对称设有测杆2,测杆2的端部设有与电容左极板13构成电容的电容右极板 9,基板12的左端面设有与接线端子16相连接的信号处理单元14。信号处理单元14包括 C-V变换电路CAV444、放大/滤波电路、处理器和无线发射芯片,电容左极板13和电容右极 板9构成的电容通过接线端16接入信号处理单元14,测量时通过C-V变换电路CAV444将 电容左极板13和电容右极板9构成电容的电容值转化为电压值,转换后的电压值经过放大 电路和滤波电路的处理后输入处理器,处理器计算出钢丝绳7的张力值F后通过无线发送 芯片将钢丝绳7的张力值F发送到工控机。
[0019] 本发明的横向电容式钢丝绳张力检测方法:首先将内部设有信号处理单元14、基 座4、滑杆5和滚轮6的壳体1扣合卡套在靠近提升容器或牵引容器相连接的钢丝绳7上, 并通过螺栓17固定;安装好电容式钢丝绳张力检测装置后,启动装置,让电容左极板13、电 容右极板9和信号处理单元14带电工作,测量钢丝绳7未受力时电容左极板13与电容右 极板9构成电容的电容值和钢丝绳7的初始直径¢/ ;当钢丝绳7提升物料或者牵引重物时, 钢丝绳7会受到张力而产生一定的直径变化使电容左极板13与电容右极板9之间的距离 发生变化,从而电容左极板13与电容右极板9构成电容的电容值发生变化,通过信号处理 单元14中的C-V变换电路CAV444、滤波电路和放大电路的处理将电容变化量转化成信号处 理单元14便于测量的电压信号变化量,从而实现实时测量钢丝绳7受力时电容左极板13 与电容右极板9构成电容的电容值;根据实时测量的电容左极板13与电容右极板9的电容 值与未受力时电容左极板13与电容右极板9的电容值的差值可计算出电容左极板13与电 容右极板9的相对移动量,也即钢丝绳7受力时的直径变化量ω ;信号处理单元14根据钢 丝绳7的初始直径J和直径变化量ω计算出钢丝绳7的张力Κ计算公公式如下:
[0020]
Figure CN102998046BD00051
(1)
[0021] 式中Α为钢丝绳的横截面积,δ为钢丝绳横截面上的应力,其计算公式为:
[0022]
Figure CN102998046BD00052
(2)
[0023] 式中Ε为钢丝绳弹性模量,%为钢丝绳的轴向线应变,其计算公式为:
[0024]
Figure CN102998046BD00053
(3)
[0025] 式中μ为钢丝绳的泊松比,为已知;%为钢丝绳的横向线应变,其计算公式为:
[0026]
Figure CN102998046BD00055
(4)
Figure CN102998046BD00054
[0027] 式中d为钢丝绳的直径,Λ d为钢丝绳直径的变化量。综上得钢丝绳的张力为:
[0028]
[0029]
[0030] 信号处理单元14计算出钢丝绳7的张力值F后通过无线发射芯片将钢丝绳7的 张力值专送到工控机,实现钢丝绳7张力F的实时检测。钢丝绳振动、摆动等可能会干扰 基座的结果。针对此问题,本发明将两组基座对称安装,通过简单均值计算等方法即可消除 钢丝绳振动、摆动等对基座的干扰。

Claims (4)

1. 一种横向电容式钢丝绳张力检测装置,其特征在于:它包括对称扣合固定在钢丝绳 (7 )上的壳体(1),壳体(1)与钢丝绳(7 )固定端之间设有橡胶垫(3 ),壳体(1)内对称设有 两个基座(4),两个基座(4)内均设有相互对称的滑杆(5),相互对称的滑杆(5)头部分别设 有顶靠在钢丝绳(7)上的滚轮(6),滑杆(5)的尾部设有固定在基座(4)上的基板(12),基 板(12)内端面上下部对称设有两块电容左极板(13),滑杆(5)的中部设有一滑板(8),滑板 (8)与基板(12)之间设有穿套在滑杆(5)上的弹簧(15),滑板(8)与基板(12)相对面的上 下部对称设有两个测杆(2),两个测杆(2)的端部均设有与电容左极板(13)相配对的电容 右极板(9),基板(12)的外端面设有与接线端子(16)相连接的信号处理单元(14),电容左 极板(13)和电容右极板(9)构成的电容通过接线端(16)接入信号处理单元(14)。
2. 根据权利要求1所述的横向电容式钢丝绳张力检测装置,其特征在于:所述的滑杆 (5 )前后两端分别设有固定在基座(4 )和基板(12 )上的导向套(10、11)。
3. 根据权利要求1所述的横向电容式钢丝绳张力检测装置,其特征在于:所述的滚轮 (6) 与钢丝绳(7)的接触面呈圆弧状。
4. 一种根据权利要求1所述装置的横向电容式钢丝绳张力检测方法,其特征在于包 括如下步骤: a、 首先将内部设有信号处理单元(14)、基座(4)、滑杆(5)和滚轮(6)的壳体(1)扣合 卡套在靠近提升容器或牵引容器相连接的钢丝绳(7)上,并通过螺栓(17)固定; b、 测量钢丝绳(7)未受力时电容左极板(13)与电容右极板(9)的电容值和钢丝绳(7) 的初始直径¢/; c、 当钢丝绳(7)提升物料或者牵引重物时,通过信号处理单元(14)实时测量钢丝绳 (7) 受力时电容左极板(13)与电容右极板(9)的电容值; d、 根据实时测量的电容左极板(13)与电容右极板(9)的电容值与未受力时电容 左极板(13)与电容右极板(9)的电容值的差值计算出钢丝绳(7)受力时的直径变化量 Arf ; e、 信号处理单元(14)根据钢丝绳(7)的初始直径ί/和直径变化量Μ计算出钢丝绳(7) 的张力Κ并通过无线发送芯片将钢丝绳(7)的张力专送到工控机,实现钢丝绳(7)张力 /7的实时检测。
CN201110376461.5A 2011-11-24 2011-11-24 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置 Expired - Fee Related CN102998046B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110376461.5A CN102998046B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110376461.5A CN102998046B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102998046A CN102998046A (zh) 2013-03-27
CN102998046B true CN102998046B (zh) 2015-01-21

Family

ID=47926903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110376461.5A Expired - Fee Related CN102998046B (zh) 2011-11-24 2011-11-24 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102998046B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103496625B (zh) * 2013-10-17 2015-05-20 太原理工大学 基于振动分析的多绳摩擦提升机载荷识别方法
CN104562467B (zh) * 2015-01-27 2018-04-27 杰克缝纫机股份有限公司 一种缝纫线位置检测装置及方法
CN112161561A (zh) * 2020-08-20 2021-01-01 鞍钢集团北京研究院有限公司 钢丝绳的绳径偏差测量装置和钢丝绳的绳径偏差测量方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0305484A1 (de) * 1987-03-18 1989-03-08 Lancier Masch Peter Einrichtung zur messung einer zugkraft mit hilfe eines zugkraft-messwertgebers.
CN2123757U (zh) * 1992-03-06 1992-12-02 西安矿业学院 钢丝绳动态张紧力测试仪
JPH06117948A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Toray Ind Inc 張力測定方法および装置
CN2219493Y (zh) * 1994-06-08 1996-02-07 中国矿业大学 可卸荷式钢丝绳张力检测仪
CN2648426Y (zh) * 2003-08-20 2004-10-13 冯品珍 索拉力测量仪

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0305484A1 (de) * 1987-03-18 1989-03-08 Lancier Masch Peter Einrichtung zur messung einer zugkraft mit hilfe eines zugkraft-messwertgebers.
CN2123757U (zh) * 1992-03-06 1992-12-02 西安矿业学院 钢丝绳动态张紧力测试仪
JPH06117948A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Toray Ind Inc 張力測定方法および装置
CN2219493Y (zh) * 1994-06-08 1996-02-07 中国矿业大学 可卸荷式钢丝绳张力检测仪
CN2648426Y (zh) * 2003-08-20 2004-10-13 冯品珍 索拉力测量仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN102998046A (zh) 2013-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103776685A (zh) 一种混凝土梁静力加载试验装置
CN102494827B (zh) 一种横向电感式钢丝绳张力检测装置及方法
CN102998046B (zh) 一种横向电容式钢丝绳张力检测方法及装置
CN102674102B (zh) 电梯平衡系数检测仪
CN102853958B (zh) 自行车踏板六维力传感器
CN102494829B (zh) 一种纵向电感式钢丝绳张力检测方法和装置
CN103278229A (zh) 直升飞机称重测量器及直升飞机重心测量方法
CN206872200U (zh) 一种电梯制动参数检测仪
CN202717463U (zh) 电梯平衡系数检测仪
CN202382895U (zh) 一种三棱套筒式钢丝绳张力检测装置
CN203811459U (zh) 一种混凝土梁静力加载试验装置
CN204758209U (zh) 电动缸加载叠加式力标准机
CN102445295B (zh) 一种三棱套筒式钢丝绳张力检测装置及方法
CN208520454U (zh) 条形应力式动态汽车称重装置
CN207407978U (zh) 一种车辆称重装置
CN207964065U (zh) 一种用于电子吊秤检测装置的砝码加载零点平衡装置
CN110488037A (zh) 一种悬索桥as工法卷扬机的测力测速装置及其应用
CN207556650U (zh) 一种称重传感器
CN205157087U (zh) 一种悬挂式非平衡动态张力传感器
CN206056844U (zh) 一种轴动态承载力测量试验装置
CN104280164B (zh) 一种测量机构系统运动副反力的测控装置
CN201159669Y (zh) 一种机动车检测线轴荷测量装置
CN205879345U (zh) 电子吊秤检定装置
CN102175277B (zh) 加载器柔性悬挂及力感装置
CN100543431C (zh) 机动车检测线轴荷测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150121

Termination date: 20161124

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee