[发明专利]一种线缆计米器静摩擦力监测装置

说明书

技术领域

本发明属于线缆制造业技术领域，涉及到一种线缆计米器，具体涉及到一种线缆计米器静摩擦力监测装置。

背景技术

计米器是线缆制造必备的设备之一,随着设备和产品的不断改进和提高,计米装置的合理、精准也越来越为制造商和研究单位所关注和重视。有关计米器减小计米误差方面的工作是线缆行业制造商十分关注的一项工作,尤其是对价值(附加值)高的产品,如截面积大的电力电缆、控缆、矿用电缆、交联电缆和通信电缆等更是如此。线缆在不同的张力状态下(即在绷紧和松弛状态下)计米测量值是不同的,故在这种情况下测量会产生一定的误差(偏差)。因此,在生产过程中需要线缆自身尽可能保持一定的张力。计米器的张紧轮、机械压轮的张力和色带计米器导轮在生产制造中是否打滑，也是影响计米精度的一个重要因素。在实际的生产使用过程中，线缆牵引机的卷取速度，直接影响到计米轮或者计米履带与线缆的摩擦力大小，在线缆计米的过程中，牵引机带动线缆向前运动，两个计米轮紧压着线缆，通过计米轮与线缆之间的静摩擦力带动计米轮转动，实现计米功能。

如果计米轮与线缆的压力过小，会导致提供的最大静摩擦力不能平衡牵引机的牵引力，计米轮与线缆之间由原来的静摩擦变成滑动摩擦，导致计米误差。如果压力过大，则牵引机必须提供足够大的牵引力才能带动线缆运动，增加牵引机的能源损耗。因此，必须对计米器与线缆之间的正压和静摩擦力进行监测，确保牵引力也即静摩擦力不超过计米轮与线缆之间的最大静摩擦力，防止线缆与计米轮之间出现滑动摩擦，造成计米误差。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供一种线缆计米器静摩擦力监测装置，通过在计米轮上设置二维力传感器，监测计米轮与线缆之间的正压和切向的牵引力，防止线缆与计米轮之间出现滑动摩擦，造成计米误差。

本发明的技术方案是：一种线缆计米器静摩擦力监测装置，包括计米轮和线缆牵引机，还包括二维力传感器和传感系统信号处理器，二维力传感器设置在计米轮的曲面采集线缆与计米轮之间的正压力和静摩擦力并发送给传感系统信号处理器，传感系统信号处理器将正压力和静摩擦力反馈给线缆牵引机，二维力传感器包括X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a₀长度b₀的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka₀长度b₀的条状电容单元组成的第二条状电容单元组。

所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。所述平行板面积S＝M(a₀+2a_δ+ka₀)b₀/2，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线通过并联方式或者独立连接到传感系统信号处理器。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组与传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。