CN111693185A - 一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置及测试方法 - Google Patents

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李中兴
何山
彭启凤
黄国健
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Abstract

本发明公开了一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置及测试方法，将安装有屏蔽装置的探头放置于轨道的侧面，探头上缠绕有激励线圈和检测线圈，屏蔽装置用于隔绝周围环境电磁干扰，探头连接有一级信号处理单元、二级信号处理单元，二级信号处理单元连接有测算单元，测算单元用于计算轮压，一级信号处理单元用于接收检测线圈发出的信号，并对信号进行预处理，二级信号处理单元用于根据一级信号单元发出的信号进行校正并存储，测算单元用于将校正后的信号输入，显示装置用于将测算单元的结果进行显示。本发明充分考虑到周围环境的影响，有效隔绝周围环境电磁干扰，保证在电磁干扰环境下的测量精度和稳定性，有利于了解实际装配的质量及效果。

Description

一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及压力测试领域，具体是一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置及方法。
背景技术
起重机械是现代综合物流中的重要物料搬运和工业安装设备。起重机轮压是起重机的重要参数,也是检验起重机总体重量的重要的衡量标准,也是码头和工业厂房轨道基础重要的设计依据。然而，现有技术中对轮压的测试方法没有充分考虑到周围环境的影响，导致测得的数据准确性不高，无法了解实际装配的质量及效果，导致出现运行安全的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供了一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置将安装有屏蔽装置的探头放置于轨道的侧面，所述探头上缠绕有激励线圈和检测线圈，所述屏蔽装用于隔绝周围环境电磁干扰，所述探头连接有一级信号处理单元、二级信号处理单元，所述二级信号处理单元连接有测算单元，所述测算单元用于计算轮压，所述一级信号处理单元用于接收检测线圈发出的信号，并对信号进行预处理，所述二级信号处理单元用于根据一级信号单元发出的信号进行校正并存储，测算单元用于将校正后的信号输入，显示装置用于将测算单元的结果进行显示。
优选地，所述屏蔽装置包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层，所述第一屏蔽层用于屏蔽0-30HZ的电磁干扰波，所述第二屏蔽层用于屏蔽30-50HZ的电磁干扰波,所述第三屏蔽层用于屏蔽50-300HZ的电磁干扰波。
优选地，所述一级信号处理单元包括滤波单元、放大单元，所述滤波单元的一端与所述探头通信连接，所述滤波单元的另一端与所述放大单元连接，用于对探头输出的信号进行滤波处理并进行信号放大。
优选地，所述二级信号处理单元包括校正单元、存储器，所述校正单元的一端与所述放大单元连接，所述校正单元的另一端与所述存储器连接，用于对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值。
优选地，所述探头还连接有频率选择装置，用于提供不同赫兹的频率。
本发明还提供了一种基于矫顽力的起重机轮压测试方法，包括如下步骤：
将探头设置在轨道的侧面，所述探头紧贴在轨道的表面；
打开屏蔽装置，隔绝周围环境对轮压测试过程中的干扰，对起重机施加预设的压力，设置不同阶段频率的交流电对探头的激励线圈通电，所述激励线圈产生磁场，检测线圈对产生的磁场进行检测，产生电压，通过模数转换器将磁信号转换为电信号，并对信号进行预处理；
对预处理后的信号进行校正并存储；
将校正后的信号输入测算单元，最后测算单元的结果在显示装置上显示。
优选地，所述校正判断方法为：对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值。
优选地，所述测算单元包括误差补偿单元、计算单元，所述误差补偿单元根据电压信号的大小、方向、磁化电流频率，实现对待测轮压的补偿，所述计算单元用于获取预设轮压与所测电信号之间的关系实现对轮压的测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明充分考虑到周围环境的影响，设计了安装有屏蔽装置的探头，有效隔绝周围环境电磁干扰，然后对输出的信号进行多级处理，保证在电磁干扰环境下的测量精度和稳定性，有利于了解实际装配的质量及效果，避免出现运行时的安全问题。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的一级信号处理单元的电路图；
图3为本发明预设轮压-所测电信号示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置，包括：
将安装有屏蔽装置的探头放置于轨道的侧面，所述探头的数量优选为3个，将每个所述探头设置在不同的测位点，所述探头上缠绕有激励线圈和检测线圈，所述屏蔽装置用于隔绝周围环境电磁干扰，提高测量精度及稳定性所述探头连接有一级信号处理单元、二级信号处理单元，所述二级信号处理单元连接有测算单元，所述测算单元用于计算轮压，所述一级信号处理单元用于接收检测线圈发出的信号，并对信号进行预处理，所述二级信号处理单元用于根据一级信号单元发出的信号进行校正并存储，测算单元用于将校正后的信号输入，显示装置用于将测算单元的结果进行显示。
进一步优化方案，所述屏蔽装置包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层，所述第一屏蔽层用于屏蔽0-30HZ的电磁干扰波，所述第二屏蔽层用于屏蔽30-50HZ的电磁干扰波,所述第三屏蔽层用于屏蔽50-300HZ的电磁干扰波。多层屏蔽层的设置使得周围环境的电磁干扰难以穿透到探头内部，同时减少探头检测线圈的磁场外泄，保证探头的测量精度。
进一步优化方案，所述一级信号处理单元包括滤波单元、放大单元，所述滤波单元的一端与所述探头通信连接，所述滤波单元的另一端与所述放大单元连接，用于对探头输出的信号进行滤波处理并进行信号放大，有利于去除无效信号。
进一步优化方案，所述二级信号处理单元包括校正单元、存储器，所述校正单元的一端与所述放大单元连接，所述校正单元的另一端与所述存储器连接，用于对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值，进一步减小了误差。
进一步优化方案，所述探头还连接有频率选择装置，用于提供不同赫兹的频率。
一种基于矫顽力的起重机轮压测试方法，包括如下步骤：
将探头设置在轨道的侧面，所述探头紧贴在轨道的表面；
打开屏蔽装置，隔绝周围环境对轮压测试过程中的干扰，对起重机施加预设的压力，设置不同阶段频率的交流电对探头的激励线圈通电，所述激励线圈产生磁场，检测线圈检查铁磁性材料磁化后的磁滞回线的变化，来反应所受应力的变化，即为测量磁滞回线的变化；
检测线圈对产生的磁场进行检测时产生电压，通过模数转换器将磁信号转换为电信号，并对信号进行预处理；
对预处理后的信号进行校正并存储；
将校正后的信号输入测算单元，最后测算单元的结果在显示装置上显示。
进一步优化方案，所述校正判断方法为：对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值。
进一步优化方案，所述测算单元包括误差补偿单元、计算单元，所述误差补偿单元根据电压信号的大小、方向、磁化电流频率，实现对待测轮压的补偿，所述计算单元用于获取预设轮压与所测电线号之间的关系实现对轮压的测量。
进一步优化方案，采用交流励磁方式，检测过程中能够比较稳定、故障较少，更利于检测信号的稳定输出，同时选用正弦信号作为激励源，检测线圈采用正弦信号方式检测磁滞回线，能够测算出较完整的磁滞回线；
进一步优化方案，所述计算单元获取预设轮压与所测电线号之间的关系，采用线性曲线描述其对应关系；
对整个测试系统“预设轮压-所测电信号”之间的曲线进行试验标定。
进一步优化方案，所述标定过程为：根据给定的预设轮压力值，测定其产生磁场信号的大小，测定多组数据，判断其线性关系，以此来标定；给定的预设轮压力值是通过材料试验机或者其他加力装置施加的，而材料试验机用于确定力值的具体值。
进一步优化方案，具体的公式和曲线图需要根据具体的标定来定，试例如下：
根据给定预设轮压-所测电信号确定二维X-Y曲线图(X-信号值；Y-标定力值)，根据给定预设轮压Y测量所测电信号X，并一一对应，采用最小二乘法拟合曲线，确定曲线公式Y＝m+nX(m、n为常数)，如图3所示。
标注过程根据应力进行选择，并且应该满足高低应力各种情况，一般选择代表性的0.1t、0.5t、1t、2t、5t、10t、20t情况验证。
测试各自应力下矫顽力的大小，G0.1、G0.5、G1、G2、G5、G10。
根据上述数据绘制二维曲线，横坐标单位t，分别取0.1、0.5、1、2、5、10大小。
纵坐标单位G，即根据测试矫顽力大小进行取点。分别对应绘制，最后根据曲线的线性关系用最小二乘法拟合曲线。
通过图3可知，测试信号与标定力值存在一定的线性曲线关系，因此通过测试信号可以准备测量出起重机的轮压情况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种基于矫顽力的起重机轮压测试装置，其特征在于，包括：
将安装有屏蔽装置的探头放置于轨道的侧面，所述探头上缠绕有激励线圈和检测线圈，所述屏蔽装置用于隔绝周围环境电磁干扰，所述探头连接有一级信号处理单元、二级信号处理单元，所述二级信号处理单元连接有测算单元，所述测算单元用于计算轮压，所述一级信号处理单元用于接收检测线圈发出的信号，并对信号进行预处理，所述二级信号处理单元用于根据一级信号单元发出的信号进行校正并存储，测算单元用于将校正后的信号输入，显示装置用于将测算单元的结果进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于矫顽力的起重机轮压测试方法，其特征在于，所述屏蔽装置包括第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层，所述第一屏蔽层用于屏蔽0-30HZ的电磁干扰波，所述第二屏蔽层用于屏蔽30-50HZ的电磁干扰波,所述第三屏蔽层用于屏蔽50-300HZ的电磁干扰波。
3.根据权利要求1所述的基于矫顽力的起重机轮压测试装置，其特征在于，所述一级信号处理单元包括滤波单元、放大单元，所述滤波单元的一端与所述探头通信连接，所述滤波单元的另一端与所述放大单元连接，用于对探头输出的信号进行滤波处理并进行信号放大。
4.根据权利要求1所述的基于矫顽力的起重机轮压测试装置，其特征在于，所述二级信号处理单元包括校正单元、存储器，所述校正单元的一端与所述放大单元连接，所述校正单元的另一端与所述存储器连接，用于对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值。
5.根据权利要求1所述的基于矫顽力的起重机轮压测试装置，其特征在于，所述探头还连接有频率选择装置，用于提供不同赫兹的频率。
6.一种基于矫顽力的起重机轮压测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
将探头设置在轨道的侧面，所述探头紧贴在轨道的表面；
打开屏蔽装置，隔绝周围环境对轮压测试过程中的干扰，对起重机施加预设的压力，设置不同阶段频率的交流电对探头的激励线圈通电，所述激励线圈产生磁场，检测线圈对产生的磁场进行检测，产生电压，通过模数转换器将磁信号转换为电信号，并对信号进行预处理；
对预处理后的信号进行校正并存储；
将校正后的信号输入测算单元，最后测算单元的结果在显示装置上显示。
7.根据权利要求6所述的基于矫顽力的起重机轮压测试方法，其特征在于，所述校正判断方法为：对不同阶段的频率的电压信号在一个信号周期内的信号值进行校正，将接收到的信号值与预设值进行比较，若接收到的信号值与预设值相等时，则接收到的信号值不变，若接收到的信号值与预设值不相等时，则将接收到的信号值校正为预设值。
8.根据权利要求7所述的基于矫顽力的起重机轮压测试方法，其特征在于，所述测算单元包括误差补偿单元、计算单元，所述误差补偿单元根据电压信号的大小、方向、磁化电流频率，实现对待测轮压的补偿，所述计算单元用于获取预设轮压与所测电信号之间的关系实现对轮压的测量。
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