Способ измерения износа стальных канатов Советский патент 1990 года по МПК G01N27/82 

Иэобретение относится к горной автоматике, а именно к способам измерения износа стальных канатов шахтных подъемных машин путем непрерывного с перемещением преобразователя измерения нескольких параметров, прямо или косвенно зависящих от сечения каната,

и вычисления сечения в зависимости от результатов этих измерений.

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды.

На фиг.1 показана функциональная Ьхема проведения измерений четырех физических величин; на фиг.2 - функ- иональная схема устройства для измерения износа стального каната по четырем одновременно и непрерывно измеряемым физическим величинам.

Устройство для измерения износа стальных канатов содержит установленные возле измеряемого стального каната 1 постоянные магниты 2 и 3, магни- топровод 4 с катушкой 5, который составляет с канатом 1 замкнутую маг- |нитную цепь, и электромагнит, составленный из двух одинаковых магнитопро- водов 6 и 7 и катушек 8 и 9. Возле каната 1 расположены также датчик 10 индукции магнитного поля (датчик Холла,, магнитодиод или т.п.) и датчик 11 скачков Баркгаузена.

В цепь катушки 5 включены высокочастотные генератор 12 и измеритель 13 тока.

Катушки 8 и 9 электромагнита соединены с генератором 14 переменного низкочастотного напряжения и мостовой схемой 15.

Выходы датчиков 10 и 11, измерителя 1 3 и мостовой схемой 15 соединены с входами специализированного вычислителя 16.

Специализированный вычислитель 16 выполнен в виде четырех измерителей 17-20 разности, четырех задатчиков 21-24 градуировочных значений физических величин, четырех квадраторов 25-28, четырех задатчиков 29-32 коэффициентов, характеризующих значения важностей физических величин, четырех блоков 33-36 умножения, сумматора 37, блока 38 извлечения квадратного корняt блока 39 выделения наименьшего значения, блока 40 деления, задат- чика 41 градуировочного коэффициента и блока 42 синхронизации.

Выход специализированного вычислителя 16 соединен с входом блока 43 индикации и регистрации.

Выходы датчиков 10 и 11, измерителя 13 и мостовой схемы 15 соединены с первыми входами измерителей 17, 18, 19 и 20 разности, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 21, 22, 23 и 24 значений физических величин, синхронизирующие входы

5

0

5

0

5

0

5

0

5

которых соединены с выходами блока 42 синхронизации.

Выход блока 40 давления соединен с входом блока 43 индикации и регистрации.

Способ реализуется следующим образом.

Непрерывно намагничивают канат в продольном направлении постоянным магнитным полем j непрерывно намагничивают канат в продольном направлении низкочастотным переменным магнитным полем с помощью электромагнита; непрерывно измеряют индукцию 1И магнитного поля вокруг каната, намагничиваемого постоянным магнитным полем; непрерывно измеряют интенсивность 1с скачков Баркгаузена вокруг каната; непрерывно измеряют индуктивность Iэ катушки электромагнита; из участка намагниченного постоянным Полем каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и непрерывно измеряют сопротивление Тк катушки на высокой частоте.

Предварительно на образцовом канате каждую из физических величин ТУ, Т с 7 з измеРяют многократно при одних и тех же изменениях влияющих параметров (температура, влажность и давление воздуха, напряженность магнитного поля, температура, увлажненность и замасленность каната, толщина цинкового покрытия, величины натяжения и вытяжки каната, количество ржавчины в канате и др. , по полученным массивам данных рассчитывают дисперсии СГ, СГ6 , СГк , (j| каждой из четырех физических , величин; рассчитывают коэффициенты Ки, КБ, KK, K9, характеризующие значения важностей каждой из четырех физических величин для определения по ним сечения каната, где КИ СИ, , Kfc G;2, .

Предварительно для п сечекия кана- та, принятого за исходный для определения износа (), при различных влияющих параметрах определяют средние градуировочные значения каждой из четырех физических величин: Iи; , 15; , Ik .t J-э где 2,3, . . ,п.

После измерения на контролируемом канате величин 1, I6, T5 определяют сечение каната S из соотношения ..

Изобретение относится к горной автоматике, а именно к способам измерения износа стальных канатов шахтных подъемных машин в процессе эксплуатации канатов. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды. Способ измерения износа стальных канатов заключается в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины I_и индукции магнитного поля вокруг каната, измерении интенсивности I скачков Баркгаузена вокруг каната, когда из участка намагниченного каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и измеряют сопротивление I_к катушки на высокой частоте, непрерывно намагничивают канат низкочастотным магнитным полем с помощью электромагнита и измеряют индуктивность I_э катушек электромагнита, многократно на образцовом канате измеряют каждую из этих четырех физических величин, зависящих от сечения каната, рассчитывают дисперсии каждой из этих физических величин, по ним рассчитывают коэффициенты К_и, К_б, К_к, К_э, характеризующие важность каждой величины для определения по ним сечения каната, предварительно определяют средние градуировочные значения каждой из четырех физических величин, а сечение S каната определяют из соотношения S=A^-1.√(I_и-I_иI)^2.К_и+(I_б-I_бI)^2.К_б+(I_к-I_кI)^2.К_к+(I_э-I_эI)^2.К_э, где I_иI, I_бI, I_кI, I_эI - средние градуировочные значения сигналов

I_и, I_бI, I_к, I_э - текущие значения сигналов

А - градуировочный коэффициент. 2 ил.

f Кн+( ) KB+(iK-iK; ) КК + ( ) К, (1)

515751096

где А - гравировочный коэффициент результата извлекается квадратный ко- ( величине корня квадрат- рень в блоке 38, в блоке 39 вьщеляет- ного из подкоренного выраже- ся минимальное значение, а в блоке 40 ния, вычисленного при значе- ниях приращений сигналов, вызванных изменением сечения каната на единицу измеряемой величины).

Устройство, реализующее способ, JQ работает следующим образом.

С помощью постоянных магнитов 2 и 3 в канате 1 создается магнитный поток, датчиком 10 измеряют индукцию

ся

деления результат делится на поступив- шую с задатчика 41 градуировочного коэффициента величину А градуировочного коэффициента.

Работа блоков 21-3S синхронизируется блоком 42,

В результате специализированным вычислителем 16 в описанной последовательности происходит вычисление площади сечения каната или ее уменьшемагнитного поля.,5 ния по сравнению с номинальным значе; Магнитопровод 4 с катупжой 5 состав- нием, а значит, износа каната по фор- ляют вместе с канатом 1 замкнутую маг- муле U) нитную цепь, частота потока из каната замыкается на магнитопровод 4,

Результат измерений и вычислений

b -результате проницаемость магнитопро- О индицируется и регистрируется блоком 43 индикации и регистрации.

вода меняется в зависимости от величины подмагничивания, т.е. от величины магнитного потока в канате, а значит, от сечения каната. Сигнал 1К снимается

ком 43 индикации и регистрации.

Формула изобретения

25 Способ измерения износа стальных канатов, заключающийся в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины 1„ индукции магнитного поля

с измерителя 13 тока, включенного в цепь высокочастотного генератора 12.

Магнитопроводы 6 и 7 электромагни - тов составляют с канатом 1 замкнутую магнитную цепь, в результате чего последовательно соединенные катушки 8 30 вокруг каната и использовании измерен- и 9 намагничивают низкочастотным пере- ной величины для определения сечения

менным полем генератора 14 канат 1 в продольном направлении. С помощью мостовой схемы 15 получают сигнал Ig , зависящий от сечения каната.

С помощью датчика 11 получают сигналы 16 шумов Баркгаузена, получаемые в результате перемагничивания каната низкочастотным переменным полем. Интенсивность шумов Баркгаузена также зависит от сечения каната, а значит, и от его износа,

Эти сигналы поступают на входы четырех измерителей 17-2С разности и сравниваются с сигналами, проходящими из соответствующих задатчиков 21- 24 градуировочных значений физических величин, с выхода измерителей разности сигналы поступают на соответствующие квадраторы 25-28, с выхода квадра-50 изменениях мешающих параметров, по торов сигналы поступают на вторые входы четырех блоков 33-36 умножения, на первые входы которых поступают сигналы с четырех задатчиков 29-32 значения важностей.

Сигналы, пропорциональные результатам умножения, с выходов четырех блоков умножения поступают на вход сумматора 37, суммируются, после чего из

полученным массивам данных рассчитывают дисперсии G Б СГ С 9 каждой из четырех физических величи по которым получают коэффициенты 55 К„, К 6, К,, К9, где КИ(ГИ2,

К

, K9(J3Z, предварительно для п сечений каната, где , при разл ных значениях мешающих параметров определяют средние градуировочные

результата извлекается квадратный ко- рень в блоке 38, в блоке 39 вьщеляет- ся минимальное значение, а в блоке 40

ся

деления результат делится на поступив- шую с задатчика 41 градуировочного коэффициента величину А градуировочного коэффициента.

Работа блоков 21-3S синхронизируется блоком 42,

В результате специализированным вычислителем 16 в описанной последовательности происходит вычисление площади сечения каната или ее уменьшем, а значит, износа каната по фор е U)

Результат измерений и вычислений

индицируется и регистрируется бл

ком 43 индикации и регистрации.

Формула изобретения

Способ измерения износа стальных канатов, заключающийся в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины 1„ индукции магнитного поля

вокруг каната и использовании измерен ной величины для определения сечения

S каната, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды, дополнительно измеряют интенсивность Ig скачков Баркгаузена вокруг каната, из участка намагниченного каната и маг- нитопровода с катушкой составляют

замкнутую магнитную цепь и измеряют сопротивление 1К катушки на высокой частоте,-.дополнительно непрерывно намагничивают канат низкочастотным магнитным полем с помощью электромагнита и измеряют индуктивность 1Э катушки электромагнита, предварительно для образцового каната каждую из физивеличин I

и

L6

I, Ь

измеряют многократно при одних и тех же

изменениях мешающих параметров, по

полученным массивам данных рассчитывают дисперсии G Б СГ С 9 каждой из четырех физических величин, по которым получают коэффициенты К„, К 6, К,, К9, где КИ(ГИ2,

К

, K9(J3Z, предварительно для п сечений каната, где , при различных значениях мешающих параметров определяют средние градуировочные

значения каждой из четырех физических 3,...п , а сечение каната определяют величин 1И; , Т.в; , IK;, Т. д;, ,2,из соотн9шения

(1И-1И;)2- Кц+(1Б-1в; )2-K&+()2- к,+ (1э-1э;)2где А - градуировочный коэффициент.

Фиг.1

Фаг 2

Составитель И.Кесоян Редактор Л.Веселовская Техред М.Дидык

Заказ 1781

Тираж 516

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С(СР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ККорректор Т.Палий

Подписное