專利名稱：鋼繩行程減速磁控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動控制技術領域，為一種鋼繩行程減速磁控裝置。
在鋼絲繩上記錄磁性控制信號，用以控制提升機和架空索道的行程、速度和減速。對礦井和野外作業(yè)環(huán)境尤為實用。該領域的研究已有二十余年歷史。磁傳感器由靜態(tài)感應型改為動態(tài)感應型，提高了磁傳感靈敏度，解決了傳感信號受速度影響的問題。詳見專利號85203094.0，88年又改變了在繩上寫磁信號的方式，由交流電充消磁改進為直流電充消器。解決了鋼繩中記錄的磁場強度受渦流影響而降低的問題。詳見專利號88207345.1，該項技術雖有進展但只能適用20%礦井的需要，對大量的單繩纏繞式提升絞車和單繩摩擦輪式提升機無能為力。原因是過去的動態(tài)感應式磁傳感器不能區(qū)分磁場方向和鋼繩的運動方向。單繩上記錄正向和反向減速信號會亂動作不能開車。目前國內外尚沒有一種通用型牽引鋼繩信息讀寫控制裝置滿足提升運輸機械的自動化系統(tǒng)。由于許多礦井提升機、生產(chǎn)自動線、索道等控制系統(tǒng)不完善，常發(fā)生蹾罐、過捲、等人身和設備事故。
本發(fā)明的目的是為解決上述存在的問題。用鋼繩磁控技術進一步完善礦井提升運輸機械的自控系統(tǒng)，使鋼繩磁極探頭既能區(qū)分磁場極性，又能判出鋼繩運動方向，以適應所有礦井運輸機械自動化的需要。
本發(fā)明的內容是研試出了能可靠探出鋼繩上記錄的磁場極性和鋼繩運動方向的磁控探頭。加上計算機分析處理和電器控制機構組成能適應所有礦井提升運輸機械自動控制需要的鋼繩行程磁性控制裝置。
本發(fā)明鋼繩行程減速磁控裝置的原理是根據(jù)鋼絲繩磁化后，剩磁可以保留十年之久。在鋼繩的一定位置寫上相應極性的磁控信號，并在繩旁安裝磁感探頭。當鋼繩運行經(jīng)過探頭時，探頭感應出繩中記錄的磁場極性和有特殊標記的編碼信息。由計算機分析處理，發(fā)出各種不同的控制信號，控制電器執(zhí)行機構，實現(xiàn)自動提前減速和速度、位置控制。
本發(fā)明的特征是磁感探頭由若干個能分辯磁場極性的高靈敏動態(tài)感應式磁傳感器所構成，在鋼繩上記錄與探頭相配合的磁極編碼信息，探頭發(fā)出的電信息送計算機，計算機用單片微型計算機，內部固化專用磁控分析程序。計算機輸出口分別聯(lián)接加速、減速、位置、停車等電器執(zhí)行機構。磁感探頭為鋁制圓筒密封外殼，能防水、防暴、防腐。
本發(fā)明的鋼繩行程減速磁控裝置由磁感探頭、計算機、電器執(zhí)行機構、鋼繩磁化器所組成。磁感探頭由若干個能辯別磁極的高磁敏傳感器和探頭外殼及放大電路所構成。


圖1為雙探頭鋼繩行程減速磁控裝置的整體電原理圖。圖中A、B為兩相同的雙磁場方向傳感器電路。SS11、SS12為可控硅反向運行開關，控制系統(tǒng)為微型計算機和電子電路。
圖2為能辯別磁極性的高靈敏動態(tài)感應式磁傳感器、電原理圖。圖2(a)、(b)為兩種電路形式。圖中L為調感線圈，以高導磁材料為鐵芯，改變磁芯中的磁場強度，可改變L磁芯飽和度和電感量，Vi為高頻信號。(a)的工作原理是Vi通過C1加L1、L2，無外磁場時Vo輸出為O狀電壓。當外來磁場H與圖中方向相同時，L1趨于飽和。電感量減小，C1L1達諧振狀態(tài)。IL1增加，L2遠離飽和，電感量增加，感抗增大，IL2減小，經(jīng)D1～4二極管整流和電容濾波，I1增加，I2減小。VO輸出為高電壓，VO經(jīng)一級放大。在鋼繩磁極接近此傳感器時可由0伏增到6伏。同時外磁場H與圖中方向相反時，L2飽和，VO輸出電壓降低為負值，VO經(jīng)一級放大可輸出-6伏電壓。
圖2(b)的工作原理是Vi經(jīng)電容C3加L1、L2，調整平衡磁鋼?？墒筕O輸出為0伏。當外磁場H與圖中方向相同時，L1飽和，L1C1接近諧振，VC1劇增，而L2遠離飽和，電感量減小，VC2減小，T1、T2為射極跟隨器，兼整流管，T1、T2發(fā)射極輸出VC1、VC2的峰值電壓，C6、C7為濾波電容，V1增加，V2略增加，輸出電壓VO增加為正值，約3～6伏。同理外磁場H與圖中方向相反時。VO輸出電壓降低為負3～6伏。
鋼絲磁化器有兩種，1是由電磁鐵構成，鋼質手柄兩頭安兩個磁極，呈ㄩ形。線圓中通直流電，手持磁化器在鋼繩上滑動可對鋼繩磁化，磁化器顛倒一次，可記一個磁極。2是用永磁體作磁化頭，在鋼質手柄兩頭緊固兩塊高強永久磁鋼。此種磁化器有防爆的特性，開關也為ㄩ形，磁鋼為釹鐵硼強磁材料。
探頭分兩種應用型式。1種是單繩單探頭讀出信號，另一種是單繩雙探頭讀出信號。兩種應用型式對應相應的鋼繩磁信號編碼信息，都可探測發(fā)出00、01、10、11、編碼電信號。單探頭中裝四個雙磁極磁敏傳感器，可探繩中記錄的不同極性的磁場，通過計算機或一只與非門、一只或非門和一只異或門，完成正向減速編碼11。反向減速編碼00，和自珍編碼10、01，實現(xiàn)單繩上的尋址認址。單繩雙探頭型式是在控制系統(tǒng)簡單時，利用雙探頭空間位置距離與鋼繩上記錄的磁信號距離配合，使探頭讀出的電信號脈沖相位相差90°。通過微分門，獲得方向信號，以辯出不同的控制信號。
本發(fā)明鋼繩行程磁控裝置的實施實例是GXF-12型鋼繩行程減速磁控裝置，其有單繩單探頭計算機分析控制式和單繩雙探頭邏輯門分析控制式。此種磁控裝置能適應各種礦井提升運輸機械、電梯、索道等的自動控制系統(tǒng)，使用效果滿意、工作可靠、性能達到較完善的境地。
此鋼繩行程磁控裝置，使礦井提升運輸機械自控系統(tǒng)進一步完善，可以防爆、防水、防塵、防腐、抗干擾能力強，可靠性高，適用范圍廣，可達國內外先進水平。本發(fā)明對提高勞動生產(chǎn)率。確保安全生產(chǎn)、避免事故發(fā)生有很高經(jīng)濟價值和社會效益。
權利要求
1.鋼繩行程減速磁控制裝置，其特征是由磁感探頭，鋼繩磁化器，電子控制系統(tǒng)，電器控制開關所組成，結構關系有兩種，1是用單個探頭安裝于單根運行鋼絲繩旁邊，鋼繩磁化器在鋼繩中寫編碼信息，探頭讀出的00.01.10、11電碼信號，經(jīng)電纜線聯(lián)接計算輸入端，計算機輸出端聯(lián)接各電器控制開關，2是用雙探頭相隔一定距離，安裝在單根運行鋼絲繩旁，鋼繩上所寫的磁極編碼信號距離與此雙探頭距離配合，輸出的00.0110、11、電碼經(jīng)電纜線接邏輯控制門，邏輯門輸出端聯(lián)接電器控制開關。
2.根據(jù)權利要求1的鋼繩行程減速磁控裝置，所述的磁感探頭，其特征是由金屬殼，能分辯磁極的高靈敏動態(tài)感應式磁傳感器，和放大整形電路所構成。探頭金屬殼。內部裝磁敏傳感器和放大整形電路。電信號由導線引出，外部全部密封。
3.根據(jù)權利要求1的鋼繩行程減速磁控裝置。所述的可分辨磁極的高靈敏動態(tài)感應式磁敏傳感器，其特征是由磁感線圈，高頻信號源、電容、電阻、晶體三極管、晶體二極管所構成。電路結構有兩種。1是高頻信號源輸出的高頻方波信號Vi接兩磁感線圈L1、L2，L1另端接D1負、D2正，D1正接地，D2負接C2、R1，C2另端接地;L2另端接D3負、D4正，D4負接地，D3正接C3、R2，C3另端接地。R1與R2的另一端相連作輸出端V0，L1、L2中裝有高導磁鐵芯。結構關系2是Vi接L1、L2，L1接C1、C5，C5接下基極，C1另端接地，T發(fā)射極接C3、R1、R3，C3R1另端接地;L2另一端接C2 C6，C6接T2基極，C2另端接地，T2發(fā)射極接R2、C4、R4，R2、C4另端接地，T1、T2集電極接電源。R3、R4兩剩余端相接作輸出端V0，L1、L2中裝有高導磁鐵芯。
4.根據(jù)權利要求1的鋼繩行程減速磁控裝置，所述的鋼繩磁化器。其特征是1、由鋼質柱形手柄、電磁鐵、整流器、開關所構成。兩電磁鐵分裝手柄兩端。2、由鋼質手柄、永久磁鋼所構成。永久磁鋼用釹鐵硼強磁材料制成。兩永久磁鋼分裝手柄兩端。
5.根據(jù)權利要求1的鋼繩行程減速磁控裝置，所述的控制系統(tǒng)其特征是由微型計算機或邏輯控制門構成。計算機中固化有磁控編碼信號的分析處理程序、邏輯控制門由一只與非門，一只或非門和一只異或門構成。
6.根據(jù)權利要求1的鋼繩行程減速磁控裝置，所述的電器控制開關，其特征是由可控硅和附屬控制電路所構成?？刂菩盘栞斎攵私佑嬎銠C或邏輯控制門，可控硅接電源和被控電機。
全文摘要
現(xiàn)有礦井提升機械磁控裝置尚不完善，磁感探頭不能辯出鋼繩運動方向和磁極，只適用20％礦井，本發(fā)明研制出了能辨磁極的高靈敏動態(tài)磁感器探頭，并且五防特性，能探出鋼繩磁極和運動方向，配計算機和電控開關，組成完善的鋼繩行程減速磁控裝置。此裝置有單繩單探頭和單繩雙探頭兩種，能可靠控制提升機的速度、位置和減速停車、可滿足所有礦井需要。對提高生產(chǎn)率，避免事故發(fā)生，有巨大的經(jīng)濟和社會效益。
文檔編號B66D5/16GK1047262SQ9010364
公開日1990年11月28日 申請日期1990年5月16日 優(yōu)先權日1990年5月16日
發(fā)明者竇毓棠, 楊旭, 龔成邦 申請人:洛陽市澗西礦冶機電研究所