礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法及裝置的製作方法

2023-04-29 18:15:51 3

專利名稱：礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明公開一種礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法，同時還公開兩種礦用 絞車提升重量轉矩式稱重裝置，本發明屬於礦用絞車提升重量稱重技術領域.二. 背景技術目前中小型的煤礦出煤方式絕大部分是以斜井，或立井用絞車提升礦車出 煤，煤炭的稱重計量問題涉及到礦主和礦工的利益，煤炭資源的管理和稅收依 據等等.現有的技術如斜井安裝軌道稱；立井是在天輪架上安裝稱重傳感器； 或井口安裝電子地磅稱等稱重方法和裝置，都有設備價格高，安裝較為複雜， 要改造原有的礦山設備，動態精度低等缺點.三. 發明內容本發明公開的礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法，克服了現有技術的缺 點，有便於實施無須改造原有礦山設備的優點.1.根據絞車勻速運行時的轉矩與絞車提升重量成正比.本發明的技術解決 方案如下用便於實施的轉矩測量方式測量出礦用絞車勻速運行到某設定點時 的轉矩(轉矩採樣值)，輸入到單片微機系統，通過單片微機引用標定參數運行 分段插補運算程序進行運算得到絞車提升重量.礦用絞車轉矩的測量，可採用多種便於實施的轉矩測量方式如電磁轉矩 式，相位轉矩式，磁致伸縮矩傳式等.單片微機系統，是指以八位以上單片微機為核心具有顯示，輸入，存儲， 査尋，時間，通訊等功能模塊構成的系統.標定參數，是指標定運行後存儲到單片微機系統中的多組標定重量值和對 應的轉矩採樣值.標定參數是這樣寧得—的，標定時以空車裝載重量，煤炭裝載 重量，煤矸石裝載重量，極限裝載重量等多組不同的提升重量作為標定重量， 讓絞車提升勻速運行到某設定點測得對應的轉矩採樣值，將標定重量和對應的 轉矩採樣值作為標定參數分組存儲到稱重裝置的單片微機系統中.如空車裝載重量G0 (噸),對應轉矩採樣值TO，不同裝載重量Gn,，對應不同轉矩採樣值Tn.合理選擇採樣設定點可減小絞車提升鋼絲繩彈性擺動引起的附加誤差.分段插補運算程序可按如下的分段插補運算式編程.編程時須從大到小判 斷絞車轉矩採樣值Tx所處區間，再引用該區間的標定參數進行運算，
分段插補運算式如下Gx= {(Tx—Tn) * ((Gn+i—Gn) / (Tn+i—Tn)),} +Gn 式中Gx----絞車提升重量值.Tx----絞車動態轉矩採樣值Gn----n組標定重量值(噸)Gn+i---n+i組標定重量值(噸)Tn----n組標定重量值Gn(噸)對應的動態轉矩採樣值Tn+i---n+i組標定重量值Gn+i(噸))對應的動態轉矩採樣值2.根據以上方法，本發明公g—一種礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重裝 置.其原理是絞車電動機在額定轉速時(勻速狀態)電磁轉矩與絞車電動機輸入 的有功功率成正比，與電動機轉速成反比(或與電機轉動周期成正比).在絞車 電動機電源輸入端接入電流互感器和電壓互感器，其後連接有功功率測量電路 模塊，再其後連接到單片微機系統Tl 口.在絞車電動機軸上裝一永磁體，在 絞車電動機軸旁安裝一霍爾傳感器，霍爾傳感器輸出端與單片微機系統TO 口 相連.構成礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重裝置絞車電動機運行時從電流互感器和電壓互感器輸入的電流電壓信號，經有 功功率測量電路模塊處理，輸出正比於絞車電動機輸入有功功率的脈衝信號到 單片微機系統的T1 口.絞車電動機轉一轉時(由單片微機系統的TO 口計時) 輸入單片微機系統的有功功率脈衝數是正比於絞車電動機電磁轉矩的.因此單 片微機系統在絞車電動機轉一轉時所採集的有功功率脈衝數即是正比於絞車電 動機輸出轉矩的採樣值.為提高解析度，可用電機轉n轉時所採集的有功功率 脈衝數作為絞車的轉矩採樣值，再通過單片微機引用標定參數運行分段插補運 算程序進行運算得到絞車提升重量.3.根據以上方法，本發明還公開一種礦用絞車提升重量相位轉矩式稱重 裝置.當絞車變速箱的速比為整倍數時，在絞車變速箱的輸入軸傍安裝光電傳 感器，其輸出端與單片微機系統機的TO 口相連.在絞車變速箱的輸出軸傍安 裝光電傳感器，其輸出端與單片微機系統的INTO 口相連.(可用霍爾傳感器替 代光電傳感器)在絞車變速箱輸入軸和輸出軸上安裝反光貼.調整任一反光貼 (用霍爾傳感器須用永磁體替代反光貼)，保證兩反光貼同時作用於兩光電傳 感器.構成礦用絞車提升重量相位轉矩式稱重裝置 絞車變速箱速比為整倍數n，當絞車空載運行時輸入軸轉n轉，輸入軸上 的反光貼，與輸出軸上的反光貼，同時作用於兩光電傳感器使它們同時獲得一 脈衝信號(相位差為零).當提絞車提升重物時，使絞車變速箱內的變速齒輪及 軸產生彈性變形，輸入軸上的反光貼與輸出軸上的反光貼使兩光電傳感器，獲 得的脈衝信號不再同時出現，而產生一個相位差.這個相位差與絞車轉矩有關， 通過單片微機系統測出這個相位差(時差)和輸入軸的轉動周期之比，可獲得正 比於絞車轉矩的採樣值.通過單片微機引用標定參數運行分段插補運算程序進 行運算得到絞車提升重量.由上述可知本發明提供的兩種礦用絞車提升重量轉矩式稱重裝置使用電 流，電壓，霍爾，光電等傳感器，及有功功率測量電路模塊，單片微機系統等都 是成熟技術，精度高，安裝方便，成本低易於實施.特別適用於礦山稅收監 控系統井口稱重計量.四，


附圖1 .是礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重裝置結構框圖 附圖2 .是礦用絞車提升重量相位轉矩式稱重裝置結構框圖 五.具體實施方式
1 .結合附圖1說明礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重裝置. 在絞車電動機的電源輸入端AB C三相中任一相(C相)串電流互感器2 ， 和零線N並接電壓互感器1 ,它們的輸出端與有功功率測量電路模塊3的輸入端 U和I連接，有功功率測量電路模塊的輸出端F與單片微機系統4的Tl 口相 連.在絞車電動機軸上裝一永磁體6，在絞車電動機軸旁安裝一霍爾傳感器5， 霍爾傳感器輸出端與單片微機系統T0 口相連，構成礦用絞車提升重量電磁轉 矩式稱重裝置.2 .結合附圖2說明礦用絞車提升重量相位轉矩式稱重裝置. 當絞車變速箱的速比為整倍數時.在絞車變速箱的輸入軸1傍安裝光電傳 感器3，輸出端與單片微機系統機7的T0 口相連.在絞車變速箱的輸出軸4 傍安裝光電傳感器6 ，輸出端與單片微機系統7的I NT 0 口相連.(也可用霍 爾傳感器替代光電傳感器)在絞車變速箱輸入軸1上安裝反光貼2 ，在絞車變 速箱輸出軸4上安裝反光貼5.調整任一反光貼(用霍爾傳感器須用永磁體替 代反光貼)，保證兩反光貼同時作用於兩光電傳感器，構成礦用絞車提升重量 相位轉矩式稱重裝置.
權利要求
1.一種礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法，其特徵在於用便於實施的轉矩測量方式，測量出礦用絞車勻速運行到某設定點時的轉矩(轉矩採樣值)，輸入到單片微機系統，通過單片微機引用標定參數運行分段插補運算程序進行運算得到絞車提升重量.
2. 如權利1方法所述的礦用絞車轉矩測量，其特徵在於可採用多種便於實 施的轉矩測量方式如電磁轉矩式，相位轉矩式，磁致伸縮矩傳式等.
3. 如權利1方法所述的單片微機系統，其特徵是指以八位以上單片微機為核 心具有顯示，輸入，存儲，查尋，時間，通訊等功能模塊構成的系統.
4 .如權利1方法所述的標定參數，其特徵在於標定參數是指標定運行後存儲到單片微機系統中的多組標定重量值和對應的動態轉矩採樣值.
5 .如權利1方法所述的分段插補運算程序，其特徵在於分段插補運算程序按如下的分段插補運算式編程，編程時須從大到小判斷絞車轉矩採樣值 Tx所處區間，再引用該區間的標定參數進行運算. 分段插補運算式如下Gx= {(Tx—Tn) * ((Gn+i—Gn) / (Tn+i_Tn))} +Gn 式中Gx----絞車提升重—量值.Tx----絞車動態轉矩採樣值Gn----n組標定重量值(噸)Gn+i---n+i組標定重量值(噸)Tn----n組標定重量值Gn(噸)對應的動態轉矩採樣值Tn+i---n+i組標定重量值Gn+i(噸))對應的動態轉矩採樣值
6. 根據權利l所述方法，本發明公開一種礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重 裝置，其特徵在於在絞車電動機電源輸入端接入電流互感器和電壓互感器， 其後連接有功功率測量電路模塊，再其後連接到單片微機系統Tl 口.在 絞車電動機軸上裝一永磁體，在絞車電動機軸旁安裝一霍爾傳感器，霍爾 傳感器輸出端與單片微機系統TO 口相連.
7. 根據權利1所述方法，本發明還公開一種礦用絞車提升重量相位轉矩式稱 重裝置，其特徵在於當絞車變速箱的速比為整倍數時，在絞車變速箱的輸 入軸傍安裝光電傳感器，其輸出端與單片微機系統機的TO 口相連.在絞 車變速箱的輸出軸傍安裝光電傳感器，其輸出端與單片微機系統的INTO 口相連.(可用霍爾傳感器替代光電傳感器)在絞車變速箱輸入軸和輸出 軸上安裝反光貼.調整任一反光貼(用霍爾傳感器須用永磁體替代反光 貼)，保證兩反光貼同時作用於兩光電傳感器.
全文摘要
本發明公開一種礦用絞車提升重量轉矩式稱重方法。該方法是用便於實施的轉矩測量方式，測量出礦用絞車勻速運行到某設定點時的轉矩(轉矩採樣值)，輸入到單片微機系統，通過單片微機引用標定參數運行分段插補運算程序進行運算得到絞車提升重量。該方法克服了現有技術的缺點，有易於實施無須改造原有的礦山設備的優點。根據該方法，還公開了兩種礦用絞車提升重量轉矩式稱重裝置，其一是礦用絞車提升重量電磁轉矩式稱重裝置，其二是礦用絞車提升重量相位轉矩式稱重裝置。這兩種礦用絞車提升重量轉矩式稱重裝置使用電流，電壓，霍爾，光電等傳感器，及有功功率測量電路模塊，單片微機系統等都是成熟技術，精度高，成本低，安裝方便。特別適用於礦山稅收監控系統等井口稱重計量。
文檔編號G01D5/26GK101118174SQ20071009270
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月14日 優先權日2007年9月14日
發明者龍競雲 申請人:龍競雲