[发明专利]一种基于负荷畸变的客运索道安全装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种基于负荷畸变的客运索道安全装置，属于检测技术领域。

背景技术

利用架空绳索支撑和牵引客车运送乘客的机械运输设施，称客运索道，包括客运架空索道、客运缆车、客运拖引索道等。由于索道与其他运输工具相比具有爬坡能力大、能跨越山谷、河流等地面障碍物、受气候条件影响小、能耗低、投资小、运行安全系数高等一系列优点，近年来在我国得到较快发展，特别是在我国旅游业中得到广泛的应用。

但是我国客运索道安全状况较差，有三分之一的客运索道运行在10年以上，设备老化，故障频繁，已进入事故易发期和多发期；运营管理基础薄弱，运营管理和技术人才匮乏，作业人员素质参差不齐。客运索道是人员密集场所的重要交通工具，尤其在旅游高峰时期，乘客数量多、密度大，设备负荷重，加之攀山越川的特殊地理环境，一旦发生事故，极易酿成严重后果。因此，如何准确、快速检测出索道的潜在故障信息，实现立即停车是客运索道急需解决的问题。

现有的索道控制系统没有防卡车停车装置，基本利用U型针判断是否脱索，当U型针失效时便失去保护作用。现有电机调速系统的过载保护因受设置的范围和检测速度的影响，也影响保护的速度和停车速度。

发明内容

   本发明的目的就是为了解决客运索道卡车、脱索等故障引起事故而导致人身伤害和设备受损，提供一种检测索道安全运行的装置，该装置以检测索道电机负荷电流突变为条件，快速分析索道的正常运行和异常事故，实现立即停车的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种检测索道安全运行的装置，它包括箱体，在箱体内设有变送器、信号放大转换器、运算放大器、单片机、继电器、电源，所述的变送器与电流检测单元连接，变送器还与信号放大转换器通过导线连接，信号放大转换器与运算放大器通过导线连接，运算放大器和单片机连接，单片机和电源连接，单片机和继电器连接，单片机还与外部控制装置连接。继电器的触点与索道控制系统的PLC连接。

电流检测单元，用于检测负荷电流；变送器，用来把电流检测单元检测到的电流信号变为标准的信号；信号放大转换器，把变送器输出的信号放大；运算放大器为信号放大转换后的电压跟随器；单片机控制单元，用来进行数据计算、处理和输出控制信号；电源，用于为单片机控制单元供电。

该装置的主要技术原理如下：驱动机圆周力仅与牵引索张力差有关，它表明负荷电流变化反映着索道牵引索张力的变化。牵引索张力变化是由线路负荷变化引起的，当车距不均或发生卡车事故时，就会使线路负荷状态改变，负荷电流亦随之而变化，根据负荷电流反映线路负荷的原理，可利用电流变化规律来监视索道运行。本发明就是利用上述原理设计完成的。

索道负荷电流是驱动电机运行工况的电流，它反映线路负荷的大小。索道驱动机所需电机功率的一般计算式为：

N=KPU  (1)

 式中：

    K-系数：它与电机容量备用系数、功率单位、传动效率有关；

P-驱动机圆周力（千克），它与索道运行方式、负荷状态有关；

 U-牵引索运行速度（米／秒）。

    由电机学得知，电机输出功率为：

N=IVcosθη   (2)

  式中： I-电机负荷电流（安）

             V-电网线电压（伏）

             Cosθ-电机功率因数

             η一电机效率

由(1)式知，当索道稳定运行时，牵引索速度不变，此时，功率N仅随圆周力P改变；由(2)式知，一般来说，同一台电机正常运行时，电压V和功率因数Cosθ效率η变化不大，此时功率N基本上仅随负荷电流I改变；而(1)=(2)，知：索道负荷电流可以反映驱动机圆周力的变化。

圆周力的一般计算式为：

    P=⊿T士⊿T驱+⊿P缺+⊿J    (3)

式中：

    ⊿T-驱动机进、出边牵引素张力差（千克），⊿T= T大- T小；

    ⊿T驱-驱动机阻力损失（千克），制动运行取“一”；

    ⊿P缺-线路某段缺斗引起牵引索张力变化值（千克）；

   ⊿J-起动或制动时系统的惯性力（千克）。

当电机稳定速度运转及正常负荷时，则：P=⊿T士⊿T驱，而对同一驱动机⊿T驱是定值，可知：