[发明专利]一种索道牵引索受力状态实时监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种索道牵引索受力状态实时监测装置，包括金属桥架(1)，其特征在于：所述金属桥架(1)的顶部固定连接有固定螺母(2)，所述固定螺母(2)的内壁活动连接有调节螺杆(3)，所述调节螺杆(3)的底部固定连接有钢丝绳限位装置(5)，所述钢丝绳限位装置(5)的外壁固定连接有陶瓷型压力传感器(4)，所述陶瓷型压力传感器(4)的一侧固定连接有压力传感器连接线(6)，所述金属桥架(1)的外壁固定连接有导电弹簧(7)，所述金属桥架(1)的内壁固定连接有信号放大器(8)，所述金属桥架(1)的一侧固定连接有夹持板(9)；

所述金属桥架(1)的另一侧活动连接有夹片(10)，所述夹片(10)的内壁活动连接有固定螺栓机构(11)，所述夹持板(9)的内壁固定连接有轴承(12)，所述轴承(12)的外壁固定连接有铸钢滑轮(14)，所述铸钢滑轮(14)的外壁固定连接有聚氨酯橡胶衬垫(13)，所述聚氨酯橡胶衬垫(13)的外壁固定连接有金属套环(15)，所述胶衬垫(13)的内壁开设有传感器安装槽(16)，所述传感器安装槽(16)的内壁固定连接有纽扣型压电陶瓷传感器(17)，所述聚氨酯橡胶衬垫(13)的外壁固定连接有金属导线环(18)。

2.根据权利要求1所述的一种索道牵引索受力状态实时监测装置，其特征在于：所述固定螺母(2)与调节螺杆(3)螺纹连接，且调节螺杆(3)通过固定螺母(2)贯穿金属桥架(1)的外壁。

3.根据权利要求1所述的一种索道牵引索受力状态实时监测装置，其特征在于：所述导电弹簧(7)的一端伸入金属导线环(18)的内部设置有一段预压缩结构，且导电弹簧(7)的另一端与信号放大器(8)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种索道牵引索受力状态实时监测装置，其特征在于：所述聚氨酯橡胶衬垫(13)为环形状，且聚氨酯橡胶衬垫(13)为弹性结构。

5.根据权利要求1所述的一种索道牵引索受力状态实时监测装置，其特征在于：所述传感器安装槽(16)沿聚氨酯橡胶衬垫(13)的轴向中心线等角度分布，所述纽扣型压电陶瓷传感器(17)的两侧皆引出电流信号导线，且电流信号导线的正负极末端分别与金属套环(15)电性连接。

6.一种如权利要求1所述的索道牵引索受力状态实时监测装置的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：首先通过拨动调节螺杆(3)，使得对调节螺杆(3)的上下位置进行调节，使得调节螺杆(3)带动陶瓷型压力传感器(4)进行位置调节；

步骤二：将外部钢丝绳穿入钢丝绳限位装置(5)的内部，通过钢丝绳限位装置(5)对钢丝绳进行位置限制；

步骤三：外部钢丝绳通过聚氨酯橡胶衬垫(13)将压力传递给纽扣型压电陶瓷传感器(17)，纽扣型压电陶瓷传感器(17)在压力的作用下产生信号电流，电流信号经过导线、金属导线环(18)和导电弹簧(7)进入信号放大器(8)；

步骤四：经过信号放大器(8)将测得的信号放大，并滤波后形成标准的4-20mA模拟量信号，将此信号跟钢丝绳施加给聚氨酯橡胶衬垫(13)的压力进行标定，就可以明确4-20mA模拟量信号所代表的压力值；

步骤五：当调节螺杆(3)位置调定后，陶瓷型压力传感器(4)与两侧铸钢滑轮(14)的位置被确定，钢丝绳轴线与调节螺杆(3)的轴线夹角a就得到确定，对陶瓷型压力传感器(4)处的钢丝绳段进行受力分析，得到受力关系公式(一)，如下所示：

T＝F/(2*cosa)；

步骤六：上述公式中F为纽扣型压电陶瓷传感器(17)可以直接测量得到的压力值，则通过上式可以得到钢丝绳的张紧拉力T，据此利用托索轮组相邻两个铸钢滑轮(14)及调节螺杆(3)之间的三角几何位置关系，借助纽扣型压电陶瓷传感器(17)就可以实现对索道牵引索张紧力的实时监测，钢丝绳张紧力的变化可以实时被纽扣型压电陶瓷传感器(17)间接测量得到。