CN208953182U - 一种适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，包括对称开在前后两面的四个盲孔，盲孔底部贴有若干应变片。所述的盲孔通过穿线孔与走线槽相通。所述走线槽内置于压力传感器内部。压力传感器正面开有异形槽。传感器上下两面对称设有四个螺纹孔。该传感器置于天轮底座上，通过螺栓连接安装于天轮轴承瓦座的底部。在钢丝绳提升过程中，提升载荷垂直作用在传感器上，传感器因受压产生弹性形变，贴在盲孔处的应变片随之产生弹性形变，经过转换计算得出提升机钢丝绳的载荷，从而实现在线测量。结构设计合理，可以实时的传输信号监测提升机是否超载，为提升机的安全运行提供有力的技术保障。

Description

一种适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其是一种适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器。

背景技术

矿井提升机是煤矿生产的重中之重，担负着提升煤炭、矸石，下放材料及升降人员、设备的任务。对于主井煤炭的输出、副井生产人员与设备的出入井等工作。因此，提升机的安全运行与人员和设备的安全息息相关。如果提升机不能正常运行，整个生产***都会受到影响，给煤矿带来不可估量的损失，因此必须确保提升机安全运行。然而提升机的安全事故时有发生，尤其是提升机在提升时的过载，更是会对提升机的安全运行造成极大的安全隐患。

为了避免因过载或欠载等现象引发的安全事故，对提升机提升载荷的准确监测是必不可少的。目前，现有的产品一般是把载荷传感器安装在提升容器上，然后对采集到的信号进行处理得到数据。目前所存在的问题是：由于传感器安装在提升容器上，在提升机运行过程中，***容易受到影响。现在也有一部分煤矿选择把传感器安装在天轮底部,但由于其结构设计不合理，安装方式不恰当，造成传感器在实际工作过程中数据测量不准确，不能准确提供实时在线监测数据。本传感器由于安装位置特殊，结构新颖，能够消除上述不利影响，为提升机的安全运行提供有力的技术保障。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种结构简单、安全可靠，能够实时准确监测提升机载荷的监测传感器。

本发明的用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，它包括对称开在前后两面的四个盲孔，盲孔底部贴有若干应变片。所述的盲孔通过穿线孔与走线槽相通。所述走线槽内置于压力传感器内部。压力传感器前后面开有异形槽。传感器上下两面对称设有四个螺纹孔。

所述的螺纹孔（4-3）与底座（2）和轴承瓦座（3）相连接，四个螺纹孔(4-3)的规格为M30，同一表面的两个螺纹孔（4-3）中心相距90mm。

所述的盲孔（4-1）的直径为36mm，深32mm，呈对称分布于前后两个面中心孔相距202mm。

所述的异形槽（4-5）两端相距124mm，水平部分的直径为10mm，垂直于水平的部分高为61mm，直径为9mm。

所述传感器在安装时与楔形块（5）之间空有2mm的空隙。

有益效果:本发明适用于单绳提升机的提升载荷监测，该传感器置于天轮底座上，通过螺栓连接安装于天轮轴承瓦座的底部。在钢丝绳提升过程中，提升载荷通过天轮和轴承瓦座作用于压力传感器上，传感器因受压产生弹性形变，贴在盲孔处的应变片随之产生弹性形变，经过转换计算得出提升机钢丝绳的载荷，从而实现在线测量。结构设计合理，不要更换提升机提升***的任何部件，也不会对提升***产生影响，可以实时的传输信号监测提升机是否超载、钢丝绳张力是否超限，为提升机的安全运行提供有力的技术保障。不需要改变现有的提升机提升***原有的性能参数和其它零件的结构及尺寸，就可以实现提升机载荷的在线监测，大大提高了提升机运行的可靠性。可以在线监测钢丝绳的拉力，从而判断提升重物是否超载、其结构简单，测量精度高，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明的安装细节图；

图4为电桥电路图。

图中：1、天轮，2、底座，3、轴承瓦座，4、压力传感器，5、楔形块，4-1、盲孔，4-2、穿线孔，4-3、螺纹孔，4-4、走线槽，4-5、异形槽。

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说明：

如图1所示，本发明的压力传感器包括对称开在前后两面的四个盲孔4-1，盲孔4-1内贴有若干应变片。所述的盲孔4-1的直径为36mm，深32mm，呈对称分布于前后两个面,同一表面两孔中心相距202mm。所述的盲孔4-1通过穿线孔4-2与走线槽4-4相通，穿线孔的直径为4mm。所述走线槽4-4内置于压力传感器4内部。压力传感器4前后面和左右面均开有异形槽4-5，异形槽4-5两端相距124mm。水平部分的直径为10mm，垂直于水平的部分高为61mm，直径为9mm。传感器上下两面对称设有四个螺纹孔4-3，四个螺纹孔4-3的规格为M30，同一表面的两个螺纹孔4-3相距90mm。

应用方式：如图3所示，本发明压力传感器置于天轮底座2和轴承瓦座3之间，通过上下表面的螺纹孔4-3，利用螺栓连接，轴承瓦座3、压力传感器与天轮底座2右侧挡板之间用楔形块5填充，压力传感器上部分、轴承瓦座3与楔形块5之间存有2mm间隙，压力传感器下部分与楔形块5不存在虚接，限制压力传感器左右自由度。盲孔4-1底部安装有若干个应变片。

工作方式：用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器4，在提升机工作过程中，载荷通过轴承瓦座3作用于压力传感器4，使之产生弹性形变，异形槽4-5的存在放大了形变，运用受力分析软件，可以明显的观察出盲孔的底部处于受力敏感区，故应变片贴在盲孔的底部。贴在盲孔4-1底部的应变片随之产生弹性形变。应变片的阻值发生变化，从而使加在电阻上的电压发生变化。提升机工作中，重物产生的力均匀分布在天轮座上，进而使安装在天轮底部的传感器受力。每个传感器均匀承受着重物产生的力，传感器上应变片的阻值都会产生相应的变化。应变片阻值产生变化时通常较小，一般都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路。通过如图4所示的电桥，当应变片产生应变时，应变片产生ΔR1的电阻变化，电桥处于不平衡状态。此时电桥满足以下公式：

为输入电压，为输出电压。假设,并考虑到电桥初始平衡条件,省去分母中的分量，则上式可以写为

从式中可以看出，输出电压正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量。将传感器采集到的数据通过信号采集传输装置传递给上位机，上位机内嵌有提升机载荷检测模块。提升机载荷检测模块处理接收到的数据计算出提升机的提升载荷。具体方法如下：假设提升机的提升载荷大小为N，应变片产生的电阻变化大小为。经过电桥电路和后续仪器的放大，电路中会得到一个输出电压。假设每个传感器的应变片数目为K，则每个传感器产生的输出电压为。若传感器的数目为m，则传感器产生压的总的电变化为。假设,其中p与b都为未知数，经过测量校准，求得，则最终推导出提升机的提升载荷为，其中测量的范围N可以人为输入。测得的数据实时显示在上位机上，实现对提升机提升载荷的实时监测。

Claims (5)

1.一种适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，其特征在于：它包括对称开在前后两面的四个盲孔(4-1),盲孔底部贴有若干应变片，所述的盲孔（4-1）通过穿线孔(4-2)与走线槽(4-4)相通，所述走线槽(4-4)内置于压力传感器内部，压力传感器正面开有异形槽(4-5)，传感器上下两面对称设有四个螺纹孔(4-3)。

2.根据权利要求1所述的适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，其特征在于：所述的螺纹孔（4-3）与底座和轴承瓦座相连接，四个螺纹孔(4-3)的规格为M30，同一表面的两个螺纹孔（4-3）中心相距90mm。

3.根据权利要求1所述的适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，其特征在于：所述的盲孔（4-1）的直径为36mm，深32mm，呈对称分布于前后两个面，孔中心相距202mm。

4.根据权利要求1所述的适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，其特征在于：所述的异形槽（4-5）两端相距124mm，水平部分的直径为10mm，垂直于水平的部分高为61mm，直径为9mm。

5.根据权利要求1所述的适用于单绳提升机提升载荷监测的压力传感器，其特征在于：所述传感器在安装时与楔形块（5）之间空有2mm的空隙。