专利名称:钢丝绳载荷指示器的制作方法
本发明涉及一种并联于钢丝绳采用机电传感器线性输出的称重仪。
当前在钻探工作中广泛使用的膜盒式指重器是钻具称重、掌握钻压、了解绞车提引能力必不可少的仪表，也可用于塔吊、门吊、行车等吊运设备。这种膜盒式指重器的油压-机械转换机构，将所测信号以指针、表盘方式非线性地显示出来。由于其结构复杂，不但增大了制造成本，也缩短了其使用寿命。
本发明的目的在于，提供一种结构简单、成本低廉、信号输出线性好、适于动负荷测量、寿命长、具有报警功能的称重仪。
本发明有一个钢性强的支架，测量时作用力对其所造成的微应变可以忽略不计。支架的两端和中间装有三个钢丝绳支撑体，钢丝绳在支撑部位发生折曲，两端钢丝绳支撑体到中间钢丝绳支撑体间两段钢丝绳上拉力的分力作用在中间钢丝绳支撑体上使其产生位移。
在不考虑钢丝绳与支撑体间摩擦力，也不考虑支架变形情况下，钢丝绳拉力关系式为f＝2FSin(A)，或f/F＝2Sin(A)……(1)式中f-作用在中间钢丝绳支撑体上的分力;
F-钢丝绳上的拉力;
A-称重仪间的钢丝绳与支撑点外钢丝绳间的夹角。
随着中间钢丝绳支撑体的位移，A值则逐渐减少，f值也将相应降低，因而f/F值不是一个常量，它逐渐变小，呈非线性变化。中间钢丝绳支撑体与一铁芯钢性联接，并带动其作相同的位移。铁芯插在由一个初级线圈、两个次级线圈组成的螺管式差动变压器内，通过对铁芯起始点位置、铁芯位移量和激励电压值不同组合方式的相应调整，使感应电信号的输出呈与f/F极其接近的非线性，因而输出信号与F近似线性。
本发明传感器的结构如图1所示支架(1)的一端开半圆绳槽，通过螺拴将压块(8)紧固在支架(1)上，并将待测钢丝绳(9)夹住，从而将传感器固定在钢丝绳(9)上。支架(1)的另一端通过轴与导轮(11)相联接。安装时先用压块(8)夹紧钢丝绳(9)，接着取下导轮(11)，将钢丝绳放在两支撑板间，然后装上导轮(11)。钢丝绳(9)就卡在导轮(11)里。从钢丝绳取下传感器的步骤与上述安装方法相反。在支架(1)的中部装有一个绳托(10)。安排好压块(8)、绳托(10)和导轮(11)的高度，使钢丝绳(9)在导轮(11)、绳托(10)和压块(8)三部位发生折曲，且使钢丝绳与传感器段的钢丝绳折曲约1°，绳托(10)内装有弹簧(2)和导杆(3)。导杆(3)须用无磁性材料制作，本发明造用1Cr18Ni9Ti不锈钢。导杆(3)上装的铁芯(4)应为电工纯铁，最好是DT4。铁芯(4)随着绳托(10)在线圈(5)的管中作相对位移。电源和电信号通过电缆(7)和接头(6)输入和输出。螺管式差动变压器结构如图2所示，固定在导杆(3)上的铁芯(4)插入变压器管内，线圈骨架(15)用尼龙6或尼龙1010制作，中间为初级线圈(12)，一端为主次级线圈(13)，另一端为副次级线圈(14)，使用直径0.07mm的漆包线，在初级线圈上绕2000圈，主、副次级线圈(13、14)上各绕2500圈。线圈的电阻为初级约350Ω，次级分别约465Ω，次级主、副两组的电阻相差不得超过10Ω。铁芯(4)与导杆(3)以丝扣联接，故铁芯(4)在线圈中的位置可进行必要的调整。
显示控制器由多谐振荡器、差动整流电路、稳压电源、数字面板表和自动报警系统组成。显示控制器与称重传感器的工作原理如图3的框图所示。
对多谐振荡器中决定振荡频率的电容应加以选择，使振荡频率在1-2KHz范围内，以防汽车电火花的干扰。差动整流电路中有温度补偿电路和调零电位器。为适应不同滑轮组的需要，专门设计了倍率电路，传感器所取得的信号经差动电路和倍率电路在数字面板上直接显示提引钩上的实际载荷。报警系统中，通过调节电位器，可预置不同的报警上、下限，并将其值显示在数字表面板上。报警时报警红灯闪烁，压电陶瓷音响器发出报警声响。稳压电源设计了使用交流电和电瓶两种电路，本发明的输出可有线或无线式地远传、遥控、遥测。
本发明虽属机械电子式，但其机械部份极其简单，相对运动量很小，因而制造成本低廉，使用寿命长。由于机械部分所造成的非线性被螺管式差动变压器予以补偿，使输出值接近线性，固其精确度比较高。本发明主要受力并可能损坏的部件为弹簧，但其所受的力仅为钢丝绳拉力的3.5%左右，即使钢丝绳承受较大的动员荷，弹簧所受的冲击力也不致超出其所能承受的范围。本发明的报警功能对保护提拉设备的安全有着重要意义。
附图表图1-钢丝绳载荷指示器的传感器结构示意图;
图2-螺管式差动变压器结构示意图图3-显示控制器与传感器工作原理框图
权利要求
1.一个由机电传感器、电子电路及显示面板构成的称重仪，其特征是机电传感器中采用变压器。
2.按权利要求
1所规定的称重仪，其特征是变压器为螺管式差动变压器。
专利摘要
本发明提供一种采用机电传感器的能用电子数字线性显示的称重仪，采用变压器，由钢丝绳所造成的分力压缩弹簧。使变压器铁芯移动从而改变变压器的互感系数而感应出电信号。经过电子电路的处理，显示出线性数字，可广泛用于用钢丝绳提拉，搬运重物的测量。
文档编号G01G19/18GK86106658SQ86106658
公开日1988年4月20日 申请日期1986年10月7日
发明者陈东升 申请人:北京市地质调查所, 盛东升导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan