专利名称：矿用绞车提升重量转矩式称重方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明公开一种矿用绞车提升重量转矩式称重方法，同时还公开两种矿用 绞车提升重量转矩式称重装置，本发明属于矿用绞车提升重量称重技术领域.二. 背景技术目前中小型的煤矿出煤方式绝大部分是以斜井，或立井用绞车提升矿车出 煤，煤炭的称重计量问题涉及到矿主和矿工的利益，煤炭资源的管理和税收依 据等等.现有的技术如斜井安装轨道称；立井是在天轮架上安装称重传感器； 或井口安装电子地磅称等称重方法和装置，都有设备价格高，安装较为复杂， 要改造原有的矿山设备，动态精度低等缺点.三. 发明内容本发明公开的矿用绞车提升重量转矩式称重方法，克服了现有技术的缺 点，有便于实施无须改造原有矿山设备的优点.1.根据绞车匀速运行时的转矩与绞车提升重量成正比.本发明的技术解决 方案如下用便于实施的转矩测量方式测量出矿用绞车匀速运行到某设定点时 的转矩(转矩采样值)，输入到单片微机系统，通过单片微机引用标定参数运行 分段插补运算程序进行运算得到绞车提升重量.矿用绞车转矩的测量，可采用多种便于实施的转矩测量方式如电磁转矩 式，相位转矩式，磁致伸縮矩传式等.单片微机系统，是指以八位以上单片微机为核心具有显示，输入，存储， 査寻，时间，通讯等功能模块构成的系统.标定参数，是指标定运行后存储到单片微机系统中的多组标定重量值和对 应的转矩采样值.标定参数是这样寧得—的，标定时以空车装载重量，煤炭装载 重量，煤矸石装载重量，极限装载重量等多组不同的提升重量作为标定重量， 让绞车提升匀速运行到某设定点测得对应的转矩采样值，将标定重量和对应的 转矩采样值作为标定参数分组存储到称重装置的单片微机系统中.如空车装载重量G0 (吨),对应转矩采样值TO，不同装载重量Gn,，对应不同转矩采样值Tn.合理选择采样设定点可减小绞车提升钢丝繩弹性摆动引起的附加误差.分段插补运算程序可按如下的分段插补运算式编程.编程时须从大到小判 断绞车转矩采样值Tx所处区间，再引用该区间的标定参数进行运算，
分段插补运算式如下Gx= {(Tx—Tn) * ((Gn+i—Gn) / (Tn+i—Tn)),} +Gn 式中Gx----绞车提升重量值.Tx----绞车动态转矩采样值Gn----n组标定重量值(吨)Gn+i---n+i组标定重量值(吨)Tn----n组标定重量值Gn(吨)对应的动态转矩采样值Tn+i---n+i组标定重量值Gn+i(吨))对应的动态转矩采样值2.根据以上方法，本发明公g—一种矿用绞车提升重量电磁转矩式称重装 置.其原理是绞车电动机在额定转速时(匀速状态)电磁转矩与绞车电动机输入 的有功功率成正比，与电动机转速成反比(或与电机转动周期成正比).在绞车 电动机电源输入端接入电流互感器和电压互感器，其后连接有功功率测量电路 模块，再其后连接到单片微机系统Tl 口.在绞车电动机轴上装一永磁体，在 绞车电动机轴旁安装一霍尔传感器，霍尔传感器输出端与单片微机系统TO 口 相连.构成矿用绞车提升重量电磁转矩式称重装置绞车电动机运行时从电流互感器和电压互感器输入的电流电压信号，经有 功功率测量电路模块处理，输出正比于绞车电动机输入有功功率的脉冲信号到 单片微机系统的T1 口.绞车电动机转一转时(由单片微机系统的TO 口计时) 输入单片微机系统的有功功率脉冲数是正比于绞车电动机电磁转矩的.因此单 片微机系统在绞车电动机转一转时所采集的有功功率脉冲数即是正比于绞车电 动机输出转矩的采样值.为提高分辨率，可用电机转n转时所采集的有功功率 脉冲数作为绞车的转矩采样值，再通过单片微机引用标定参数运行分段插补运 算程序进行运算得到绞车提升重量.3.根据以上方法，本发明还公开一种矿用绞车提升重量相位转矩式称重 装置.当绞车变速箱的速比为整倍数时，在绞车变速箱的输入轴傍安装光电传 感器，其输出端与单片微机系统机的TO 口相连.在绞车变速箱的输出轴傍安 装光电传感器，其输出端与单片微机系统的INTO 口相连.(可用霍尔传感器替 代光电传感器)在绞车变速箱输入轴和输出轴上安装反光贴.调整任一反光贴 (用霍尔传感器须用永磁体替代反光贴)，保证两反光贴同时作用于两光电传 感器.构成矿用绞车提升重量相位转矩式称重装置 绞车变速箱速比为整倍数n，当绞车空载运行时输入轴转n转，输入轴上 的反光贴，与输出轴上的反光贴，同时作用于两光电传感器使它们同时获得一 脉冲信号(相位差为零).当提绞车提升重物时，使绞车变速箱内的变速齿轮及 轴产生弹性变形，输入轴上的反光贴与输出轴上的反光贴使两光电传感器，获 得的脉冲信号不再同时出现，而产生一个相位差.这个相位差与绞车转矩有关， 通过单片微机系统测出这个相位差(时差)和输入轴的转动周期之比，可获得正 比于绞车转矩的采样值.通过单片微机引用标定参数运行分段插补运算程序进 行运算得到绞车提升重量.由上述可知本发明提供的两种矿用绞车提升重量转矩式称重装置使用电 流，电压，霍尔，光电等传感器，及有功功率测量电路模块，单片微机系统等都 是成熟技术，精度高，安装方便，成本低易于实施.特别适用于矿山税收监 控系统井口称重计量.四，
附图1 .是矿用绞车提升重量电磁转矩式称重装置结构框图 附图2 .是矿用绞车提升重量相位转矩式称重装置结构框图 五.具体实施方式
1 .结合附图1说明矿用绞车提升重量电磁转矩式称重装置. 在绞车电动机的电源输入端AB C三相中任一相(C相)串电流互感器2 ， 和零线N并接电压互感器1 ,它们的输出端与有功功率测量电路模块3的输入端 U和I连接，有功功率测量电路模块的输出端F与单片微机系统4的Tl 口相 连.在绞车电动机轴上装一永磁体6，在绞车电动机轴旁安装一霍尔传感器5， 霍尔传感器输出端与单片微机系统T0 口相连，构成矿用绞车提升重量电磁转 矩式称重装置.2 .结合附图2说明矿用绞车提升重量相位转矩式称重装置. 当绞车变速箱的速比为整倍数时.在绞车变速箱的输入轴1傍安装光电传 感器3，输出端与单片微机系统机7的T0 口相连.在绞车变速箱的输出轴4 傍安装光电传感器6 ，输出端与单片微机系统7的I NT 0 口相连.(也可用霍 尔传感器替代光电传感器)在绞车变速箱输入轴1上安装反光贴2 ，在绞车变 速箱输出轴4上安装反光贴5.调整任一反光贴(用霍尔传感器须用永磁体替 代反光贴)，保证两反光贴同时作用于两光电传感器，构成矿用绞车提升重量 相位转矩式称重装置.
权利要求
1.一种矿用绞车提升重量转矩式称重方法，其特征在于用便于实施的转矩测量方式，测量出矿用绞车匀速运行到某设定点时的转矩(转矩采样值)，输入到单片微机系统，通过单片微机引用标定参数运行分段插补运算程序进行运算得到绞车提升重量.
2. 如权利1方法所述的矿用绞车转矩测量，其特征在于可采用多种便于实 施的转矩测量方式如电磁转矩式，相位转矩式，磁致伸縮矩传式等.
3. 如权利1方法所述的单片微机系统，其特征是指以八位以上单片微机为核 心具有显示，输入，存储，查寻，时间，通讯等功能模块构成的系统.
4 .如权利1方法所述的标定参数，其特征在于标定参数是指标定运行后存储到单片微机系统中的多组标定重量值和对应的动态转矩采样值.
5 .如权利1方法所述的分段插补运算程序，其特征在于分段插补运算程序按如下的分段插补运算式编程，编程时须从大到小判断绞车转矩采样值 Tx所处区间，再引用该区间的标定参数进行运算. 分段插补运算式如下Gx= {(Tx—Tn) * ((Gn+i—Gn) / (Tn+i_Tn))} +Gn 式中Gx----绞车提升重—量值.Tx----绞车动态转矩采样值Gn----n组标定重量值(吨)Gn+i---n+i组标定重量值(吨)Tn----n组标定重量值Gn(吨)对应的动态转矩采样值Tn+i---n+i组标定重量值Gn+i(吨))对应的动态转矩采样值
6. 根据权利l所述方法，本发明公开一种矿用绞车提升重量电磁转矩式称重 装置，其特征在于在绞车电动机电源输入端接入电流互感器和电压互感器， 其后连接有功功率测量电路模块，再其后连接到单片微机系统Tl 口.在 绞车电动机轴上装一永磁体，在绞车电动机轴旁安装一霍尔传感器，霍尔 传感器输出端与单片微机系统TO 口相连.
7. 根据权利1所述方法，本发明还公开一种矿用绞车提升重量相位转矩式称 重装置，其特征在于当绞车变速箱的速比为整倍数时，在绞车变速箱的输 入轴傍安装光电传感器，其输出端与单片微机系统机的TO 口相连.在绞 车变速箱的输出轴傍安装光电传感器，其输出端与单片微机系统的INTO 口相连.(可用霍尔传感器替代光电传感器)在绞车变速箱输入轴和输出 轴上安装反光贴.调整任一反光贴(用霍尔传感器须用永磁体替代反光 贴)，保证两反光贴同时作用于两光电传感器.
全文摘要
本发明公开一种矿用绞车提升重量转矩式称重方法。该方法是用便于实施的转矩测量方式，测量出矿用绞车匀速运行到某设定点时的转矩(转矩采样值)，输入到单片微机系统，通过单片微机引用标定参数运行分段插补运算程序进行运算得到绞车提升重量。该方法克服了现有技术的缺点，有易于实施无须改造原有的矿山设备的优点。根据该方法，还公开了两种矿用绞车提升重量转矩式称重装置，其一是矿用绞车提升重量电磁转矩式称重装置，其二是矿用绞车提升重量相位转矩式称重装置。这两种矿用绞车提升重量转矩式称重装置使用电流，电压，霍尔，光电等传感器，及有功功率测量电路模块，单片微机系统等都是成熟技术，精度高，成本低，安装方便。特别适用于矿山税收监控系统等井口称重计量。
文档编号G01D5/26GK101118174SQ20071009270
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月14日 优先权日2007年9月14日
发明者龙竞云 申请人:龙竞云