专利名称：绞车、电机车速度监测保护仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属绞车提升或电机车运行时，作为速度监测和超速限速保护的安全仪器。
煤矿运输要求绞车和电机车在提升和运输过程中，司机必须掌握实际提升和运行的速度，以适应提升，运输不同的物料(如人，炸药，设备，材料，煤，
等)；且当超速时自动实现紧急制动停车并告警。防止过速失控和损坏设备等事故发生，绞车还要求提升物料进入车场时能自动限制速度在某一指定速度范围内，防止全速过卷事故发生，从而保证煤矿运输安全作业。为此，出现了SB－2型绞车速度保护器和KDS－501型电机车测速仪。此两种仪器都是采用的数字电路，霍尔传感器以及数字显示，且有存储功能，但仪器的体积大，造价高，技术要求高，不利于煤矿，尤其是地方小型煤矿的推广使用，且设计基点是对现在生产的设备和在用的绞车和电机车进行增补的仪器不利于一般厂在生产过程中，将其设计在绞车和电机车上，使其进一步完善。本实用新型采用灵活多变易制的传感器，简单而又典型模拟电路，以及指针偏转显示方法来实现上述两种仪器的功能，并能对上述两种仪器所存在的不足给予不同程度的克服和解决。
本实用新型除达到煤矿运输所要求的目的外，主要在于缩小体积，简化电路，降低造价，使结构简单，强化其在煤矿安全运输中的适应能力，使用户投资小，维护调校简单，保证煤矿能很好地掌握使用，并使得一般厂能在设计生产绞车或电机车时一并考虑，使所产设备性能进一步完善，又能制成单机，作为在用绞车或电机车的增补仪器。
本实用新型是绞车或电机车用的安全保护仪器。由于其原理完全是一样，仅是制作结构差异，故这里以绞车速度监测，保护作为基础介绍结构原理，当作电机车测速时仅对部份电路作适当去舍即可。
本实用新型的目的是这样达到的传感器①将绞车的转速变换成对应频率的电脉冲，并通过整形电路②送至频率／电压变换器③(简称F／V电路)一该仪的核心部份，F／V电路输出随频率升高而增大的电压信号，平均值测量显示电路④把该电压信号检测出来并通过电流表刻度(已刻画出速度的刻度)直接显示；同时该电压信号又作为声光报警试验电路⑦和超，限速开关电路⑤⑥的阀信号，因而达到速度检测，超、限速控制和声光报警的目的。另通过鈕子开关把电路⑦的振荡频率变为报警时，F／V电路输入信号相同的频率，使电流表在相应刻度处显示并报警，故该实用新型又具备了检测校验和超，限速控制的调校和自检试验功能，进而使该实用新型更具实用性。整机工作电源由一个特殊的稳压电路⑧提供。方框图见图1，原理图见图2。
传感器①分为光电传感器(见图3)和变磁阻传感器(见图4)。这两种传感器可根据实际情况灵活选择，其材料来源广，结构简单易行取用灵活方便。
光电传感器(图3)，光电对(a)(b)由矿灯灯头改制，作为光源的灯头(a)不加任何改动。灯头(b)内装光电管(用3A×3I三极管去壳代)。将光电管管心置于原灯泡灯丝所在位置。(即管心置于反光罩的焦点处)。两极焊在螺旋灯座上旋入灯头(b)，利用原灯头内的抛物面反光罩聚光，这样的光电对在矿山极易实现，光电对(a)(b)置于绞车工作制动轮(d)两侧，绞车高速轴(c)旋转使轮幅孔(e)间断地通光，光电管就随轴(c)的转速产生与其成正比的脉冲信号。
图4是变磁阻传感器的结构图 密封盖(1)，密封胶圈(2)，金属挡板(3)和连接管(4)构成密封接线室，由两个螺母环(5)固定在机体上且可实现轴向调整。接线螺拴(6)，胶木外壳(7)，永久磁钢(8)，硅钢片(9)，线圈(10)以及环氧树脂充填物(11)构成变磁阻传感头。传感头和接线室用螺纹连接起来构成一个完整的变磁阻传感器。将变磁阻传感器靠近设备齿轮安装(铸钢齿轮)，就可产生与齿轮转速成正比的脉冲信号。
脉冲整形电路②，采用最简单的晶体管开关电路，输出经微分得到与传感器①频率相同的尖脉冲。如果使用变磁阻传感器，则需将信号放大后整形。
F／V电路③和平均值测量显示电路④，是由时基集成电路构成的典型单稳态电路，其输出电压由平均值测量电路检测，用电流表指针偏转指示实际速度。控制F／V电路的稳态时间，便可制成最大指示值不同的一组系列仪器。
超速，限速开关电路⑤⑥也是两个完全相同的典型晶体管开关电路，利用小型继电器直接控制超，限速接触器(绞车的电控接触器)和声光报警兼试验电路⑦。
声光报警兼试验电路⑦，由时基集成电路组成典型的多谐振荡器并直接供扬声器实现声告警。用两只红色发光二极管实现光告警。为了实现兼容。利用开关改变振荡器脉冲频率为超速点传感器的输出频率，实现超速模拟试验和调校参考。
稳压电路⑧是一个电压适应性很强的高精度稳压电路。可使交流输入电压在＋15％～－36％范围内变化，而输出9V直流电压不变。从而保证了仪器的测量精度。电路特征在于采用了调整管集电极输出方式和比较电压用一只稳压二极管和一只绿色发光二极管组成的双重稳压电路，绿色发光二极管在这里即作稳压管又作为电源指示灯使用。
电机车测速，超速报警仪原理图见图5。与上述不同点在于省去了限速开关电路⑥，稳压电路改为并联型稳压电路以适应电机车自带的高电压直流电源，另加入了一个开关电路，用以转换电流表指示功能，使电机车停止时，电流表指示蓄电池电压，开动后电流表指示电机车运行速度。
本实用新型的特征绞车速度监测保护仪，详见图2，图3电机车测速仪详见图5，图4。
本实用新型与SB－2型绞车速度保护器和KDS－501型电机车测速仪相比较，它具有完全不同的特征1，由于采用了简单的模拟电路，电路得到了充分简化，结构又很简单，技术要求不高，用户很易掌握维护，减少了用户后顾之忧，从而保证了本实用新型在煤矿安全运输中的推广普及并正常使用；2，体积缩小了20倍以上，造价也显著降低(约3～6倍)；3，采用电流表指针偏转显示，光电传感器和变磁阻传感器，显示直观，安装方便，增强了仪器的适应能力和灵活性；4，由于元件少，技术要求不高，调校简单，无需专业人员制作调校，使得一般厂均可生产，更利绞车和电机车配套设计生产，使设备技术性能更完善，同时也可生产单机作为在用绞车和电机车的增补仪器。
图1原理结构方框图①传感器②脉冲整形电路③频率／电压变换器(F／V电路)
④平均值测量显示电路⑤超速开关电路⑥限速开关电路⑦声光报警兼试验电路⑧稳压电路图2绞车速度监测，保护仪电原理图图中代号，元件名称，规格等详见表一图3光电传感器安装示意图a，矿灯灯头(光源)b、矿灯灯头(光电管)c、绞车高速轴d、绞车工作制动轮e、绞车工作制动轮轮幅孔图4变磁阻传感器结构图(1)密封盖(2)密封胶圈(3)金属挡板(4)连接管(5)螺母环(6)接线螺拴
(7)胶木外壳(8)永久磁钢(9)矽钢片(10)线圈(11)环氧树脂充填物图5，电机车测速仪电原理图图中材料，代号，名称，规格详见表二本实用新型推荐在绞车和电机车制造时，设置在相应的电控指示上，当用干绞车时，将其显示表头与原交流电压表。电流表并排设置，并在屏内设置接插件便于检修换插件；当用于电机车时，可利用电机车电压表兼容显示，在电机车运行时显示速度而停止时显示蓄电池电压，把原防爆电压表的防爆腔增厚20mm，然后将元器件装于腔内。作稳压又兼电源指示的绿色发光二极管两侧，紧靠用于光告警的两只红色发光二极管，且粘连起来装在速度显示表盘的中间，可谓别具匠心。按照图2，图5设计印刷电路板，并将元器件装上制成插件，其它器件规格型号照表一，表二选取，所有电阻，电容和电位器都要用上乘的器件，尤其是电位器。图2中的c4，R5，W2元件和图5中的C4，R9，W2元件的量值配比变化，可做成最大显示值各异的系列，表盘的均分刻度可据设计系列绘制。光电传感器照图3示意安装，适于绞车工作制动轮有轮幅孔的情况下，也可用园铁板仿轮幅孔制作并固于连轴器上，变磁阻传感器，可装在电机车大齿轮轮齿附近(铸钢齿)。相隔3～5mm，实际上可用于凡是铁磁材料的齿轮齿旁。作为传感用，本实用新型也可做成单机作为在用设备的增补仪器。
权利要求1.本实用新型为一种非数字化典型电子电路组成的，绞车、电机车用速度监测、保护仪，其特征在于该仪由传感器①、整型电路②、频率/电压变换器③、平均值测量显示电路④、超限速开关电路⑤⑥、声光报警兼试验电路⑦以及稳压电路⑧构成。
专利摘要本实用新型是煤矿运输中绞车和电机车测速和超，限速保护的安全仪器，用以解决现有同类仪器之不足，该仪为一般刻度显速和非数字电路的电子仪器，它具有电路简单成本低廉，体积小，使用安装方便，调校容易，适应性强，易被用户吸收掌握，从而利于推广使用。本实用新型适应于绞车，电机车制造时一起考虑，用以完善所产设备的技术性能，也适合于做成单机，增补于在用设备，使用本实用新型可以强化煤矿安全运输。
文档编号B60K31/00GK2061167SQ88209490
公开日1990年8月29日 申请日期1988年8月7日 优先权日1988年8月7日
发明者尧进先 申请人:尧进先