CN204280936U - 矿井提升机钢丝绳张力监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统，包括由微处理器Ⅰ和与之相连用于测量钢丝绳张力的张力传感器组成的张力采集模块，与微处理器Ⅰ相连用于将张力信息通过无线通讯方式发送至无线接收模块的无线发射模块，以及为张力采集模块和无线发射模块供电的电源模块；所述的无线接收模块与用于处理接收信息的微处理器Ⅱ相连，微处理器Ⅱ与控制平台相连接，所述的张力采集模块、无线发射模块和电源模块组成布置于现场的下位机系统，所述的无线接收模块、微处理器Ⅱ和控制平台组成用于远程监控的上位机系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井钢丝绳张力监测领域，具体是一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统。
背景技术
钢丝绳是现代煤炭生产中矿井提升机的重要组成部分，它本身存在一定的危险性，矿井提升机钢丝绳在运行过程中都承受一定的拉力，在一定张力范围内提升机钢丝绳正常工作，一旦超过了这个张力范围，事故便随时可能发生。因此，设计一个能够监测钢丝绳张力的并能及时、准确的进行预警的装置，是非常必要的。
发明内容
本实用新型提供了一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统，目的在于实时监测钢丝绳张力，能够准确地进行预警。
本实用新型采取的技术方案：一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统，包括由微处理器Ⅰ和与之相连用于测量钢丝绳张力的张力传感器组成的张力采集模块，与微处理器Ⅰ相连用于将张力信息通过无线通讯方式发送至无线接收模块的无线发射模块，以及为张力采集模块和无线发射模块供电的电源模块；所述的无线接收模块与用于处理接收信息的微处理器Ⅱ相连，微处理器Ⅱ与控制平台相连接，所述的张力采集模块、无线发射模块和电源模块组成布置于现场的下位机系统，所述的无线接收模块、微处理器Ⅱ和控制平台组成用于远程监控的上位机系统。
本实用新型的有益效果：集成度高、外围电路少、结构简单、性能稳定，实现了矿井提升机钢丝绳张力的远程实时监测，提高矿井提升机运行的安全性，可以采用多个采集点同时监测，管理高效。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是测量电桥电路；
图3是无线发射模块管脚连接图；
图4是上位机系统连接图。
具体实施方式
以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统，包括由微处理器Ⅰ2和与之相连用于测量钢丝绳张力的张力传感器3组成的张力采集模块1，与微处理器Ⅰ2相连用于将张力信息通过无线通讯方式发送至无线接收模块6的无线发射模块5，以及为张力采集模块1和无线发射模块5供电的电源模块4；所述的无线接收模块6与用于处理接收信息的微处理器Ⅱ7相连，微处理器Ⅱ7与控制平台8相连接，所述的张力采集模块1、无线发射模块5和电源模块4组成布置于现场的下位机系统，所述的无线接收模块6、微处理器Ⅱ7和控制平台8组成用于远程监控的上位机系统。
其中，所述的张力传感器3采用德国Tensometric 公司推出的3R-100B-500型张力传感器，并外接测量电桥电路，既利用了该传感器测量范围大的优点，又能够保证测量结果精确。
微处理器Ⅰ2采用STC89C51单片机，该单片机具有低功耗，高性能的优点，由于内存过小，不适合用于接收存储数据，所以用于控制无线发射模块5不仅能发挥该单片机自身的优点，而且能降低功耗。
微处理器Ⅱ7采用W77E58单片机，W77E58单片机内含两个增强型串口和32 KB大容量FLASH存储器，指令集与51系列单片机完全兼容，非常适合在智能化监控系统中使用。所述的无线发射模块5和无线接收模块6采用nRF01型无线收发芯片。
张力传感器3通过测量电桥电路连接一共基极放大电路，测量电桥电路由一个测量片电阻Rg和三个固定电阻R桥接，由直流2V电源供电，通过低漂移差动放大器Kf将信号输入阻带衰减为-18dB/oct的巴特沃斯型低通滤波器进行滤波，最后经过A/D转换模块转换为数字信号输入微处理器Ⅰ2。
因为单片机的信号电平符合TTL／CMOS标准，PC机的串口典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，因此需要MAX202芯片实现电平的转换，所以微处理器Ⅱ7与控制平台8通过数字信号处理芯片MAX202连接。
工作时，将张力采集模块1安装在需要监测张力的矿及提升机钢丝绳上，张力传感器是基于“三点弯曲法”的设计，安装完成后可根据钢丝绳形变测出张力值，通过测量桥电路将测量信号接入共基极放大电路，放大后的信号通过一阻带衰减为-18dB/oct的巴特沃斯型低通滤波器进行滤波，最后经过A/D转换模块转换为数字信号输入STC89C51单片机，STC89C51单片机控制nRF401无线收发芯片将采集到的张力信息发送到上位机系统的无线接收模块6，无线接收模块6的nRF401芯片将接收到的张力信息传输给W77E58单片机，W77E58单片机将张力信息通过MAX202数字信号处理芯片传输给控制平台，工作人员可以通过控制平台的PC机实时查看矿井提升机钢丝绳张力信息，当张力超出安全范围时，控制平台会发出警报，避免事故发生。
Claims (9)
1.一种矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：包括由微处理器Ⅰ（2）和与之相连用于测量钢丝绳张力的张力传感器（3）组成的张力采集模块（1），与微处理器Ⅰ（2）相连用于将张力信息通过无线通讯方式发送至无线接收模块（6）的无线发射模块（5），以及为张力采集模块（1）和无线发射模块（5）供电的电源模块（4）；所述的无线接收模块（6）与用于处理接收信息的微处理器Ⅱ（7）相连，微处理器Ⅱ（7）与控制平台（8）相连接；所述的张力采集模块（1）、无线发射模块（5）和电源模块（4）组成布置于现场的下位机系统，所述的无线接收模块（6）、微处理器Ⅱ（7）和控制平台（8）组成用于远程监控的上位机系统。
2.根据权利要求1所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的张力传感器（3）采用3R-100B-500型张力传感器。
3.根据权利要求1所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的微处理器Ⅰ（2）采用STC89C51单片机，微处理器Ⅱ（7）采用W77E58单片机。
4.根据权利要求1所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的无线发射模块（5）和无线接收模块（6）采用nRF401型无线收发芯片。
5.根据权利要求2或3所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的张力传感器（3）通过测量电桥电路连接一放大电路，放大后的信号通过一低通滤波器进行滤波，最后经过A/D转换模块转换为数字信号输入微处理器Ⅰ（2）。
6.根据权利要求5所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的测量电桥电路由一个测量片电阻Rg和三个固定电阻R桥接，由直流2V电源供电，通过低漂移差动放大器Kf将信号输入低通滤波器。
7.根据权利要求5所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的放大电路采用共基极放大电路，低通滤波器采用阻带衰减为-18dB/oct的巴特沃斯型低通滤波器。
8.根据权利要求1所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的控制平台（8）为PC机。
9.根据权利要求1所述的矿井提升机钢丝绳张力监测系统，其特征在于：所述的微处理器Ⅱ（7）与控制平台（8）通过数字信号处理芯片MAX202连接。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110155837A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-23 | 安徽理工大学 | 一种基于Android和WiFi的钢丝绳张力在线监测装置 |
| CN110745665A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-04 | 徐州立方机电设备制造有限公司 | 一种立井提升容器无线实时监测方法 |
| CN110775761A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-11 | 徐州立方机电设备制造有限公司 | 一种立井提升容器无线实时监测装置 |
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