[实用新型]一种用于螺杆式启闭机的荷重量检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利闸门运行保障设备领域，具体是一种用于螺杆式启闭机的荷重量检测装置。

背景技术

目前国内水利闸门的开启和关闭主要使用卷扬式启闭机和螺杆式启闭机，荷重传感器主要采用轴承座式传感器，安装和维护很不方便；而且螺杆式启闭机的荷重检测一直没有很好的解决方案，目前很多螺杆式启闭机应用工程中，由于没有荷重检测，常出现由于启闭机负载过大而导致螺杆顶弯等事故的发生。虽然目前出现了一些针对螺杆式启闭机荷重量检测方法，但效果都不是很好，比如：基于通过蜗杆的来回间隙攒动，带动曲轴机构的扭转来检测闸门实际荷重，但其存在着较大的缺陷，一是蜗杆的来回攒动将导致涡轮的磨损加快，甚至发生啃齿现象；二是该方法增加了一个曲轴机构，使荷重的传输路径增加了一个环节，影响系统精度；三是设备结构复杂化，安装及维护不便；四是荷重检测精度较低，其实际精度在5％左右。而安装简便、测量精确的用于螺杆式启闭机的荷重量检测装置目前还没有出现。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于螺杆式启闭机的荷重量检测装置，荷重传感器连接于螺杆式启闭机和电动机之间，检测精度很高，增强了螺杆式启闭机运行时的安全性和稳定性。

本实用新型的技术方案为：

一种用于螺杆式启闭机的荷重量检测装置，包括有连接于电动机的输出轴及螺杆式启闭机的动力输入轴之间的荷重传感器，输入端与荷重传感器输出端连接的信号调理单元，与信号调理单元的输出端连接的A/D转换单元，与A/D转换单元的输出端连接的单片机主控模块；所述的荷重传感器包括有管形的壳体、连接于壳体两端的端盖、设置于壳体内的弹性轴和固定设置于弹性轴外壁上的多个电阻应变片、以及信号传输单元，所述的弹性轴的两端分别与电动机的输出轴、螺杆式启闭机的动力输入轴连接，所述的多个电阻应变片组成惠斯登电桥，所述的信号传输单元包括有固定设置于弹性轴外壁上环形的红外发射板、以及连接于端盖上且与红外发射板相对设置的环形的红外接收板，所述的红外发射板上设置有一圈红外发射二极管，所述的红外接收板上设置有一圈与红外发射二极管相对的红外接收三极管，所述的一圈红外发射二极管与一圈红外接收三极管同直径设置，所述的惠斯登电桥的输出端与红外发射二极管连接，所述的信号调理单元的输入端与红外接收三极管连接；所述的单片机主控模块包括有单片机芯片、分别与单片机芯片连接的复位电路、退耦电路和存储器，所述的复位电路包括有钽电容C29和电阻R4，钽电容C29的一端与单片机芯片的电源引脚VCC连接，电阻R4的一端与接地，钽电容C29的另一端、电阻R4的另一端均与单片机芯片的RST引脚连接，所述的退耦电路包括有退耦电容，退耦电容的两端分别连接单片机芯片的电源引脚VCC和接地。

所述的荷重传感器还包括有旋转变压器，旋转变压器的初级线圈与荷重传感器的壳体内壁固定连接，次级线圈固定在弹性轴上和弹性轴一同旋转。

所述的弹性轴的外壁上固定设置有八个电阻应变片，每四个电阻应变片组成一个惠斯登电桥且沿弹性轴的圆周均匀分布，八个电阻应变片组成的两个惠斯登电桥的输出端均与红外发射二极管连接。

所述的红外发射板和红外接收板之间设置有环形的挡圈，所述的挡圈与红外发射板固定连接，所述的挡圈的外周设置有一圈齿槽，所述的齿槽的底板距离弹性轴圆心的距离小于红外发射二极管距离弹性轴圆心的距离，且齿槽的顶端距离弹性轴圆心的距离大于红外发射二极管距离弹性轴圆心的距离。

所述的信号调理单元选用滤波器。

所述的A/D转换单元包括有AD转换芯片，AD转换芯片的引脚22与单片机芯片的引脚7连接，AD转换芯片的引脚23与单片机芯片的引脚6连接，AD转换芯片的引脚24与单片机芯片的引脚5连接。

本实用新型的优点：

本实用新型结构简单、安装方便，通过旋转变压器耦合实现了荷重传感器内部旋转电路的供电，光电耦合方式实现荷重量电信号的非接触传输。由于荷重传感器的弹性轴与电动机的动力输出轴直接连接，在启闭机升降过程中，不但能精确检测荷重量变化，还能同时起到联轴器的作用，安装及维护方便，改变了现有螺杆式启闭机荷重量难以精确检测的状况。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型荷重传感器的安装结构示意图。

图3是本实用新型荷重传感器的结构示意图。

图4是本实用新型红外发射板的结构示意图。

图5是本实用新型红外接收板的结构示意图。

图6是本实用新型挡圈的结构示意图。