[发明专利]一种纵向电容式钢丝绳张力检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种横向电容式钢丝绳张力检测方法和装置，尤其适用于提升机、电梯、绞车等设备提升或者牵引时钢丝绳实时张力的检测，属于设备安全技术领域。

背景技术

钢丝绳作为一种牵引、承载的关键构件，广泛应用于煤矿、冶金、高层建筑提升、交通运输等国民经济建设的各个领域，起着十分重要的作用。钢丝绳在工作过程中，由于载荷的波动、磨损、卡住等因素，导致钢丝绳张力发生很大的变化，甚至发生断裂而造成机毁人亡的事故，因此需对钢丝绳的张紧状态进行实时检测。目前钢丝绳张力检测方法分为三种：一种是敲击振波法，其主要利用张力与钢丝绳振动频率或者行波的传播速度之间的关系等来实现对钢丝绳张力的测量，例如：公告号为CN100485334C的发明专利公开的《电梯曳引钢丝绳张力均匀度分析测试仪》和公告号为CN1060135C的发明专利公开的《电梯的吊索张力测定装置》，存在的不足是不能够动态测量钢丝绳的实时张力，另外其数学模型是建立在不考虑钢丝绳自重的基础上，因此测量精度较低；第二种是串联法，其基本原理是在钢丝绳与提升或者牵引重物之间串联一测力传感器来达测量钢丝绳张力，其不足是灵敏度较低，而且破坏钢丝绳运行的整体性；第三种是三点弯曲法，根据力的合成与分解原理实现钢丝绳张力测量例如，公开号为CN101476955的发明专利公开的《绳索张力测定装置》，其不足之处是对装置的安装精度要求较高，对中间施力点的位移要求也比较高。

发明内容

技术问题：本发明专利的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、测量精度高的纵向电容式钢丝绳张力检测方法和装置。

技术方案：本发明的纵向电容式钢丝绳张力检测装置，包括对称扣合设置在钢丝绳上的卡罩，卡罩的下方设有对称扣合设置在钢丝绳上的卡座，卡罩的罩口和卡座的座口间隔相对，卡罩和卡座与钢丝绳扣合处设有橡胶垫，扣合在钢丝绳上的卡罩和卡座外侧端分别设有紧固螺栓，卡座内对称设有两个中空基座，中空基座的顶部设有电容上极板，中空基座内设有信号处理单元，卡罩内设有测杆，测杆的端部设有与电容上极板构成电容的电容下极板。

所述的卡罩的罩口与卡座的座口间隔相对的间距为5～10mm；所述的卡罩与卡座的外部对称扣合有固定在卡罩上的保护套，保护套的扣合缝与卡罩和卡座的扣合缝成90度；所述的卡座与保护套间隙或者滑动配合。

本发明的纵向电容式钢丝绳张力检测方法，包括如下步骤：

a、首先将内部设有信号处理单元和电容上、下极板的卡座固定在靠近提升容器或牵引容器相连接的钢丝绳上，并通过螺栓固定；在卡座上方的钢丝绳上安装内部设有测杆和电容上、下极板的卡罩，调节卡罩的罩口与卡座的座口相对之间的距离后，用螺栓固定住卡罩；

b、测量钢丝绳未受力时电容上、下极板的电容值以及卡罩与卡座卡头之间钢丝绳的原长量l；

c、当钢丝绳提升物料或者牵引重物时，通过电容上、下极板和信号处理单元实时测量钢丝绳受力时的电容值；

d、根据实时测量的电容值与未受力时的电容值的差值计算出卡罩与卡座卡头之间钢丝绳受力时的伸长量                                                ；

e、信号处理单元根据钢丝绳的原长量l和伸长量计算出钢丝绳的张力F，并通过无线发送芯片将钢丝绳的张力F传送到工控机，实现钢丝绳张力F的实时检测。

有益效果：本发明将钢丝绳长度变化转换为电容的变化，利用电容测距原理，获得钢丝绳长度变化量，经过换算，获得钢丝绳张力；本发明包含对称安装的两个检测单元，可以补偿钢丝绳振动或摆动对测量产生的干扰，提高了测量精度；所述的钢丝绳张力检测装置安装和使用方便，维护成本低，能在不破坏钢丝绳的情况下测量钢丝绳张力。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是本发明的信号处理器原理框图。

图中：1-卡罩，2-橡胶垫，3-测杆，4-电容上极板，5-中空基座，6-信号处理单元，7-钢丝绳，8-卡座，9-保护套，10-电容下极板，11-接线端子，12-螺栓，13-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：