一種橫向電容式鋼絲繩張力檢測方法及裝置，包括殼體和基座，殼體為對稱的兩個部分，通過螺栓緊固在鋼絲繩上；殼體和鋼絲繩之間設有橡膠墊；殼體內部設有兩組對稱的基座，基座設有伸出的伸縮桿，其頭部設有與鋼絲繩緊密接觸的滾輪，伸縮桿中部設有與伸縮桿垂直的滑塊，滑塊一面設有彈簧，另一面設有一組電容極板，基座前壁和基座上的基板上設有導向套，基座上還設有信號處理單元和另一組電容極板，電容極板通過接線端子連入信號處理單元；鋼絲繩直徑的變化將導致電容極板間距變化，通過C-V電路可轉換為電壓信號，并最終換算為鋼絲繩張力。本發明專利技術能夠實時準確測量鋼絲繩的張力，結構簡單，安裝方便，測量精度高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種鋼絲繩張力檢測方法及裝置，尤其是一種適合提升機、電梯、絞車等設備提升或者牽引時鋼絲繩實時張力檢測的橫向電容式鋼絲繩張力檢測方法及裝置。
技術介紹
鋼絲繩作為一種牽引、承載的關鍵構件，廣泛應用于煤礦、冶金、高層建筑提升、交通運輸等國民經濟建設的各個領域，其張力變化反應了鋼絲繩以及相關設備的重要運行狀態信息。目前鋼絲繩張力檢測主要的方法分為三類一種是敲擊(振波)法，如授權號為CN100485334C的專利技術專利公開的《電梯曳引鋼絲繩張力均勻度分析測試儀》和授權號為CN1060135C的專利技術專利公開的《電梯的吊索張力測定裝置》；一種是串聯法，其基本原理是在鋼絲繩與提升或者牽引重物之間串聯一測力傳感器來達測量鋼絲繩張力，；一種是三點彎曲法，根據力的合成與分解原理實現鋼絲繩張力測量，例如，公開號為CN101476955的專利技術專利公開的《繩索張力測定裝置》。這些方法存在測量精度低、靈敏度低、實時性差、過程復雜、安裝不便或破壞鋼絲繩整體性等缺點。
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、測量精度高、靈敏度高、實時性強、安裝方便的橫向電容式鋼絲繩張力檢測方法及裝置。技術方案本專利技術的橫向電容式鋼絲繩張力檢測裝置，包括對稱扣合固定在鋼絲繩上的殼體，殼體與鋼絲繩固定端之間設有橡膠墊，殼體內對稱設有兩個基座，兩個基座內均設有相互對稱的滑桿，相互對稱的滑桿頭部分別設有頂靠在鋼絲繩上的滾輪，滑桿的尾部設有固定在基座上的基板，基板右端面上下部對稱設有兩塊電容左極板，滑桿的中部設有一滑板，滑板與基板之間設有穿套在滑桿上的彈簧，滑板與基板相對面的上下部對稱設有兩個測桿，兩個測桿的端部均設有與電容左極板相配對的電容右極板，基板的左端面設有與接線端子相連接的信號處理單元。所述的滑桿前后兩端分別設有固定在基座和基板上的導向套；所述的滾輪與鋼絲繩的接觸面呈圓弧狀。本專利技術的橫向電容式鋼絲繩張力檢測方法，包括如下步驟 a、首先將內部設有信號處理單元、基座、滑桿和滾輪的殼體扣合卡套在靠近提升容器或牽引容器相連接的鋼絲繩上，并通過螺栓固定；b、測量鋼絲繩未受力時電容左極板與電容右極板的電容值和鋼絲繩的初始直徑J; C、當鋼絲繩提升物料或者牽引重物時，通過信號處理單元實時測量鋼絲繩受力時電容左極板與電容右極板的電容值； d、根據實時測量的電容左極板與電容右極板的電容值與未受力時電容左極板與電容右極板的電容值的差值計算出鋼絲繩受力時的直徑變化量M; e、信號處理單元根據鋼絲繩的初始直徑J和直徑變化量Ad計算出鋼絲繩的張力F，并通過無線發送芯片將鋼絲繩的張力專送到工控機，實現鋼絲繩張力A的實時檢測。有益效果本專利技術將鋼絲繩直徑變化轉換為電容極板間距變化，利用電容測距原理獲得鋼絲繩直徑變化量，經換算獲得鋼絲繩張力；可以在不破壞鋼絲繩整體性的前提下測量鋼絲繩的張力；由于裝置安裝在提升或者牽引容器附近的鋼絲繩上，可以在不停機的情況下實時檢測鋼絲繩的張力變化；可以多個裝置同時使用，對多鋼絲繩提升、牽引等設備的多鋼絲繩張力平衡具有實際的指導作用；可提高對鋼絲繩張力測量的實時性、測量精度和靈敏度，從而更好的檢測鋼絲繩狀態，以及牽引和承載設備的運行狀態。由于采用對稱的結構，可補償由于鋼絲繩振動、擺動等所產生的干擾；適用于范圍廣，精度高，安裝和實用方便，維護成本低。附圖說明圖1是本專利技術裝置的內部結構示意圖。圖2是本專利技術裝直的基座不意圖。圖3是本專利技術裝置的頂部示意圖。圖中1-殼體，2-測桿，3-橡膠墊，4-基座，5-滑桿，6-滾輪，7_鋼絲繩，8_滑板，9-電容右極板，10、11-導向套，12-基板，13-電容左極板，14-信號處理單元，15-彈簧，16-接線端子，17-螺栓。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的一個實施例作進一步描述 圖1、2所示，本專利技術的橫向電容式鋼絲繩張力檢測裝置，主要由殼體1、橡膠墊3、基座4、滑桿5、滾輪6、滑板8、電容右極板9、導向套10、11、基座12、電容左極板13、信號處理單元14、彈簧15、接線端子16構成。殼體I為兩半，對稱扣合固定在鋼絲繩7上，兩半殼體I對稱設置，通過螺栓17和橡膠墊3緊固在鋼絲繩7上，如圖3所示。殼體I與鋼絲繩7固定端之間設有橡膠墊3 ;殼體I內對稱設有兩個基座4，兩個基座4內分別設有前部伸出其體外的滑桿5，滑桿5前后兩端分別設有固定在基座4和基板12上的導向套10、11。滑桿5的頂部設有頂靠在鋼絲繩7上的滾輪6，滾輪6與鋼絲繩7的接觸面呈圓弧狀。滑桿5的尾部穿套有固定在基座4上的基板12，基板12右端面上下部對稱設有電容左極板13，滑桿5的中部設有一滑板8，滑板8與基板12之間設有穿套在滑桿5上的彈簧15，滑板8左端面的上下部對稱設有測桿2，測桿2的端部設有與電容左極板13構成電容的電容右極板9，基板12的左端面設有與接線端子16相連接的信號處理單元14。信號處理單元14包括C-V變換電路CAV444、放大/濾波電路、處理器和無線發射芯片，如圖4所示，電容左極板13和電容右極板9構成的電容通過接線端16接入信號處理單元14，測量時通過C-V變換電路CAV444將電容左極板13和電容右極板9構成電容的電容值轉化為電壓值，轉換后的電壓值經過放大電路和濾波電路的處理后輸入處理器，處理器計算出鋼絲繩7的張力值A后通過無線發送芯片將鋼絲繩7的張力值A發送到工控機。本專利技術的橫向電容式鋼絲繩張力檢測方法首先將內部設有信號處理單元14、基座4、滑桿5和滾輪6的殼體I扣合卡套在靠近提升容器或牽引容器相連接的鋼絲繩7上，并通過螺栓17固定；安裝好電容式鋼絲繩張力檢測裝置后，啟動裝置，讓電容左極板13、電容右極板9和信號處理單元14帶電工作，測量鋼絲繩7未受力時電容左極板13與電容右極板9構成電容的電容值和鋼絲繩7的初始直徑￠/ ;當鋼絲繩7提升物料或者牽引重物時，鋼絲繩7會受到張力而產生一定的直徑變化使電容左極板13與電容右極板9之間的距離發生變化，從而電容左極板13與電容右極板9構成電容的電容值發生變化，通過信號處理單元14中的C-V變換電路CAV444、濾波電路和放大電路的處理將電容變化量轉化成信號處理單元14便于測量的電壓信號變化量，從而實現實時測量鋼絲繩7受力時電容左極板13與電容右極板9構成電容的電容值；根據實時測量的電容左極板13與電容右極板9的電容值與未受力時電容左極板13與電容右極板9的電容值的差值可計算出電容左極板13與電容右極板9的相對移動量，也即鋼絲繩7受力時的直徑變化量W ;信號處理單元14根據鋼絲繩7的初始直徑J和直徑變化量M計算出鋼絲繩7的張力K計算公公式如下 F張力=S X .4(I) 式中A為鋼絲繩的橫截面積，5為鋼絲繩橫截面上的應力，其計算公式為 S= Exsm(2) 式中E為鋼絲繩彈性模量，^為鋼絲繩的軸向線應變，其計算公式為 Em 芯軸---(3 ) 式中y為鋼絲繩的泊松比，為已知為鋼絲繩的橫向線應變，其計算公式為 Ad、 =--(4 ) 橫d 式中d為鋼絲繩的直徑，A d為鋼絲繩直徑的變化量。綜上得鋼絲繩的張力為 Ad ^rx d2 Fs,X J = 5 X-X- *m-dx^ 4 ny.Ey本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種橫向電容式鋼絲繩張力檢測裝置，其特征在于：它包括對稱扣合固定在鋼絲繩（7）上的殼體（1），殼體（1）與鋼絲繩（7）固定端之間設有橡膠墊（3），殼體（1）內對稱設有兩個基座（4），兩個基座（4）內均設有相互對稱的滑桿（5），相互對稱的滑桿（5）頭部分別設有頂靠在鋼絲繩（7）上的滾輪（6），滑桿（5）的尾部設有固定在基座（4）上的基板（12），基板（12）右端面上下部對稱設有兩塊電容左極板（13），滑桿（5）的中部設有一滑板（8），滑板（8）與基板（12）之間設有穿套在滑桿（5）上的彈簧（15），滑板（8）與基板（12）相對面的上下部對稱設有兩個測桿（2），兩個測桿（2）的端部均設有與電容左極板（13）相配對的電容右極板（9），基板（12）的左端面設有與接線端子（16）相連接的信號處理單元（14）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉，朱真才，王重秋，江帆，周公博，曹國華，陳國安，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：
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