CN1105755A

CN1105755A - 提升机钢丝绳张力在线检测装置

Info

Publication number: CN1105755A
Application number: CN 94115452
Authority: CN
Inventors: 杨公训; 戴鸿仪
Original assignee: Beijing Graduate School Of China University Of Mining And Technology
Current assignee: Beijing Graduate School Of China University Of Mining And Technology
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: CN1055765C

Abstract

一种提升机钢丝绳张力在线检测装置，可直接测量钢丝绳的张力，由单片机采集数据，以钢丝绳为传导媒体，利用频移键控(FSK)及锁相环调频电路 (PLL-FM)进行两级调制，通过沿井筒升降的发射装置作定向发射。在井口的接收装置，采用自动增益控制、窄带滤波器及FM-FSK两级解调，将接收到的信号用单片机处理、通过打印、数显及报警来实现钢丝绳张力的在线监测，可为提升机安全、合理、经济运行提供可靠保证。

Description

本发明涉及矿山设备诊断技术领域，特别涉及一种提升机钢丝绳张力在线检测装置。

提升机是矿井运输的咽喉。提升机钢丝绳张力在线检测是保证矿山提升系统安全经济运行的有力手段。直接测定钢丝绳张力，不仅可以解决提升物料的称重问题，而且可以直接观察提升钢丝绳的受力情况，从而可以采取预报措施防止松绳、坠罐等恶性事故的发生，使得整个系统运行在最佳状态。

按照我国《煤矿安全规程》规定，多绳提升机各张力值与其平均值之差不得超过±10%，但迄今为止，我国由于缺乏直接测量动态张力的手段，调绳时只能凭操作人员的经验来估计。抚顺煤研所曾开发了一套测量静态张力的装置，只能在提升机静态时操作人员站到提升容器上测量，使用不便。

箕斗提升机装载称重，通常采用压磁传感器作“地磅”式测量，由于井底煤泥等常粘结在容器上，很难做到准确测量。

提升机在运送人员或物料时，有时可能卡住罐道，引起钢丝绳松弛或过紧;突然起动和停止会产生过大的冲击振动，可能导致断绳、掉罐、坠斗事故，造成人身伤亡、设备损坏，严重影响生产。为此，美国、英国、德国及瑞典相继研究开发了机械式的保护装置，大大提高了安全性，但技术复杂、价格昂贵。

本发明的目的是为克服上述不足，提供一种新颖的电装置的提升机钢丝绳张力在线检测装置，旨在提高矿山提升系统的运行性能，使之能达到安全、合理、经济的运行状态。

本发明提供一种提升机钢丝绳张力在线检测装置，由测力传感器、发射装置和发射天线、接收装置和接收天线等组成，其特征在于：测力传感器直接测量钢丝绳的张力，利用单片机采集测力传感器测得的钢丝绳张力信号数据，该信号经频移键控（FSK）及锁相环调频电路（FM）两级调制，以钢丝绳作为传输媒体，由沿井筒升降的发射装置进行中频定向发射。这时，安装在井口提升房的接收装置接收被发送的信号，该信号是以接收装置的宽频带自动增益控制电路和窄带滤波器，经FM-FSK两线解调，再经单片机数据处理，从而实现了张力的数显、打印、测量及故障报警等。

本发明的一种提升机钢丝绳张力在线检测装置，又一特征在于，测力传感器可以作为一个“垫片”（液压式连接器）或“楔块”（楔块式连接器）安装在钢丝绳与提升容器之间的连接处。

本发明所述的提升机钢丝绳张力在线检测装置具有下列优点：

1.能在线检测出各钢丝绳张力值及其与平均值之差;

2.能准确计量提升机的载荷;

3.根据提升总重量及时发出调整命令，采取措施使负荷适中，确保安全、经济、合理地运行;

4.运行时，一旦发现各绳张力差超过规定值或张力值过大或过小，及时发出警告进行调绳或停机检查，以防止重大事故的发生。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是根据本发明的提升机钢丝绳张力在线检测装置的示意图;

图2是测力传感器的安装示意图，其中（a）为液压式的安装示意图，（b）为楔块式的安装示意图;

图3是发射装置的线路图;

图4是接收装置的线路图;

图1为本发明的提升机钢丝绳张力在线检测装置的原理示意图。安装在提升容器1顶部的测力传感器，将钢丝绳3的张力转换成压力。（参照图3）此压力作用于应变桥B输出电信号，然后，该信号经放大、滤波及A/D转换后，将模拟信号变成数字信号，送入单片机进行数据处理，经处理的信号由发射装置4进行频移键控及锁相环调频电路（FSK-FM）两级调制，通过发射天线6与钢丝绳3感应耦合，以钢丝绳作为传输信号媒体，进行定向无线发射，传输数据。该信号传送到井口绞车房，由接收装置5接收，参照图1、图4，它经FSK-FM两线解调、再经单片机数据处理后，通过显示、打印、报警来实现张力不均检测、称重、过载及松绳（打滑）报警等功能。

由图1可见，发射装置4及其供电电池例如蓄电池瓶10必须安装在提升容器的顶部，沿井筒可上、下升降。通常井深可达数百米到上千米，沿井筒敷设有各种管道、钢丝绳、高压电缆及信号线等，因此，干扰杂波甚多。同时，又有煤尘、水滴、石块等跌落，环境潮湿恶劣，在这种情况下，安装发射装置时必须采用用防潮、防水及抗干扰的坚实的外壳，才能使其正常工作。

测力传感器2安装在钢丝绳3与提升容器1的连接处，图2是传感器的安装示意图，图2（a）为液压式的连接器，图2（b）为楔块式的连接器。例如在液压式连接器中，测力传感器2安装在调绳螺母11与液压油缸12之间，它起一个螺母与缸之间的“垫片”作用。如果在楔块式连接器中，测力传感器安装在两个楔块17之间，从受力角度来看，测力传感器也相当于一个“楔块”。这种安装方式可将测张力变成测压力，而不影响提升系统构件原来的受力情况，即使传感器失灵，也不会影响各部件力的分布。而且，安装更换方便，不需要新设计悬挂装置18，有利于老设备的技术更新。

图3是发射装置4的电路图。测力传感器2的应变电桥B测得的张力信号，经放大器A₁及滤波器（A₂、A₃）滤波后，送入单片机进行处理，逐绳编组通过接口电路，由函数发生器进行频移键控（FSK）调制后，再由锁相环调频电路（FM）调制处理，从压控振荡器V_CO输出。锁相环调频电路是由锁相环、晶振CR与分频电路（1/M，1/N）等构成，其中锁相环包括鉴相器PD、压控振荡器V_CO和环路滤波器，随后送到由A₄、A₅、A₆组成的加法器，经FSK-FM两级调制后提高了频率的稳定性和可靠性。已调信号在送入功率放大器Ta、Tb以前，还经过跟随器A₇和选频网络L₁、C₁和前置放大器A₈，最后，由变压器及输出回路L₂、C₂发射输出。

发射装置的发射频率低于500KH₂，对广播电台没有影响;发射功率视井筒深度及条件而定，以不小于0.5瓦为宜;传输速率低于1200波特。

接收装置5安放在提升机房，接收天线7安装在天轮8附近，如图1所示，紧靠钢丝绳以拾取传输来的信号。图4是接收装置的线路图。L₁、C₁为输入回路，A₁、A₂、A₃、D₁及A₄组成自动增益控制电路，以削弱驻波效应的影响。本振电路也由晶振CR、分频器（1/M和1/N）及锁相环（PD₁和V_co1）组成的。与接收到的信号一起送入混频器A₅，经A₆放大及滤波后，由PD₂及V_co2解调;再经A₇放大后由PLL进行第二次解调，最终由接口送到单片机处理，用8155的输出口P_A、P_B、P_C送到打印机、数显装置和不正常运行时的报警。

虽然本发明采用一个具体实施方案进行了说明和描述，然而本发明不受此限制，在本发明提出的构思和范围内，仍可对该发明作出变化和改进。

Claims

1、一种提升机钢丝绳张力在线检测装置，是由测力传感器、发射装置和发射天线、接收装置和接收天线组成，其特征在于：测力传感器直接测量钢丝绳的张力，利用单片机采集测力传感器测得的钢丝绳张力信号数据，该信号经频移键控(FSK)及锁相环调频电路(FM)两级调制，以钢丝绳作为传输媒体，由沿井筒升降的发射装置进行中频定向发射。这时，安装在井口提升房的接收装置接收被发送的信号，安装在井口提升房的接收装置接收被发送的信号，该信号是从接收装置的宽频带自动增益控制电路和窄带滤波器、经FM-FSK两级解调，再经单片机数据处理，从而实现了张力的数显、打印、测量及故障报警。

2、根据权利要求1的提升机钢丝绳张力在线检测装置，其特征在于，测力传感器可以作为一个“垫片”（液压式连接器）或“楔块”（楔块式连接器）安装在钢丝绳与提升容器之间的连接处。