专利名称：钢绳行程减速磁控装置的制作方法
技术领域：
本发明属于自动控制技术领域，为一种钢绳行程减速磁控装置。
在钢丝绳上记录磁性控制信号，用以控制提升机和架空索道的行程、速度和减速。对矿井和野外作业环境尤为实用。该领域的研究已有二十余年历史。磁传感器由静态感应型改为动态感应型，提高了磁传感灵敏度，解决了传感信号受速度影响的问题。详见专利号85203094.0，88年又改变了在绳上写磁信号的方式，由交流电充消磁改进为直流电充消器。解决了钢绳中记录的磁场强度受涡流影响而降低的问题。详见专利号88207345.1，该项技术虽有进展但只能适用20%矿井的需要，对大量的单绳缠绕式提升绞车和单绳摩擦轮式提升机无能为力。原因是过去的动态感应式磁传感器不能区分磁场方向和钢绳的运动方向。单绳上记录正向和反向减速信号会乱动作不能开车。目前国内外尚没有一种通用型牵引钢绳信息读写控制装置满足提升运输机械的自动化系统。由于许多矿井提升机、生产自动线、索道等控制系统不完善，常发生蹾罐、过捲、等人身和设备事故。
本发明的目的是为解决上述存在的问题。用钢绳磁控技术进一步完善矿井提升运输机械的自控系统，使钢绳磁极探头既能区分磁场极性，又能判出钢绳运动方向，以适应所有矿井运输机械自动化的需要。
本发明的内容是研试出了能可靠探出钢绳上记录的磁场极性和钢绳运动方向的磁控探头。加上计算机分析处理和电器控制机构组成能适应所有矿井提升运输机械自动控制需要的钢绳行程磁性控制装置。
本发明钢绳行程减速磁控装置的原理是根据钢丝绳磁化后，剩磁可以保留十年之久。在钢绳的一定位置写上相应极性的磁控信号，并在绳旁安装磁感探头。当钢绳运行经过探头时，探头感应出绳中记录的磁场极性和有特殊标记的编码信息。由计算机分析处理，发出各种不同的控制信号，控制电器执行机构，实现自动提前减速和速度、位置控制。
本发明的特征是磁感探头由若干个能分辩磁场极性的高灵敏动态感应式磁传感器所构成，在钢绳上记录与探头相配合的磁极编码信息，探头发出的电信息送计算机，计算机用单片微型计算机，内部固化专用磁控分析程序。计算机输出口分别联接加速、减速、位置、停车等电器执行机构。磁感探头为铝制圆筒密封外壳，能防水、防暴、防腐。
本发明的钢绳行程减速磁控装置由磁感探头、计算机、电器执行机构、钢绳磁化器所组成。磁感探头由若干个能辩别磁极的高磁敏传感器和探头外壳及放大电路所构成。
图1为双探头钢绳行程减速磁控装置的整体电原理图。图中A、B为两相同的双磁场方向传感器电路。SS11、SS12为可控硅反向运行开关，控制系统为微型计算机和电子电路。
图2为能辩别磁极性的高灵敏动态感应式磁传感器、电原理图。图2(a)、(b)为两种电路形式。图中L为调感线圈，以高导磁材料为铁芯，改变磁芯中的磁场强度，可改变L磁芯饱和度和电感量，Vi为高频信号。(a)的工作原理是Vi通过C1加L1、L2，无外磁场时Vo输出为O状电压。当外来磁场H与图中方向相同时，L1趋于饱和。电感量减小，C1L1达谐振状态。IL1增加，L2远离饱和，电感量增加，感抗增大，IL2减小，经D1～4二极管整流和电容滤波，I1增加，I2减小。VO输出为高电压，VO经一级放大。在钢绳磁极接近此传感器时可由0伏增到6伏。同时外磁场H与图中方向相反时，L2饱和，VO输出电压降低为负值，VO经一级放大可输出-6伏电压。
图2(b)的工作原理是Vi经电容C3加L1、L2，调整平衡磁钢。可使VO输出为0伏。当外磁场H与图中方向相同时，L1饱和，L1C1接近谐振，VC1剧增，而L2远离饱和，电感量减小，VC2减小，T1、T2为射极跟随器，兼整流管，T1、T2发射极输出VC1、VC2的峰值电压，C6、C7为滤波电容，V1增加，V2略增加，输出电压VO增加为正值，约3～6伏。同理外磁场H与图中方向相反时。VO输出电压降低为负3～6伏。
钢丝磁化器有两种，1是由电磁铁构成，钢质手柄两头安两个磁极，呈ㄩ形。线圆中通直流电，手持磁化器在钢绳上滑动可对钢绳磁化，磁化器颠倒一次，可记一个磁极。2是用永磁体作磁化头，在钢质手柄两头紧固两块高强永久磁钢。此种磁化器有防爆的特性，开关也为ㄩ形，磁钢为钕铁硼强磁材料。
探头分两种应用型式。1种是单绳单探头读出信号，另一种是单绳双探头读出信号。两种应用型式对应相应的钢绳磁信号编码信息，都可探测发出00、01、10、11、编码电信号。单探头中装四个双磁极磁敏传感器，可探绳中记录的不同极性的磁场，通过计算机或一只与非门、一只或非门和一只异或门，完成正向减速编码11。反向减速编码00，和自珍编码10、01，实现单绳上的寻址认址。单绳双探头型式是在控制系统简单时，利用双探头空间位置距离与钢绳上记录的磁信号距离配合，使探头读出的电信号脉冲相位相差90°。通过微分门，获得方向信号，以辩出不同的控制信号。
本发明钢绳行程磁控装置的实施实例是GXF-12型钢绳行程减速磁控装置，其有单绳单探头计算机分析控制式和单绳双探头逻辑门分析控制式。此种磁控装置能适应各种矿井提升运输机械、电梯、索道等的自动控制系统，使用效果满意、工作可靠、性能达到较完善的境地。
此钢绳行程磁控装置，使矿井提升运输机械自控系统进一步完善，可以防爆、防水、防尘、防腐、抗干扰能力强，可靠性高，适用范围广，可达国内外先进水平。本发明对提高劳动生产率。确保安全生产、避免事故发生有很高经济价值和社会效益。
权利要求
1.钢绳行程减速磁控制装置，其特征是由磁感探头，钢绳磁化器，电子控制系统，电器控制开关所组成，结构关系有两种，1是用单个探头安装于单根运行钢丝绳旁边，钢绳磁化器在钢绳中写编码信息，探头读出的00.01.10、11电码信号，经电缆线联接计算输入端，计算机输出端联接各电器控制开关，2是用双探头相隔一定距离，安装在单根运行钢丝绳旁，钢绳上所写的磁极编码信号距离与此双探头距离配合，输出的00.0110、11、电码经电缆线接逻辑控制门，逻辑门输出端联接电器控制开关。
2.根据权利要求1的钢绳行程减速磁控装置，所述的磁感探头，其特征是由金属壳，能分辩磁极的高灵敏动态感应式磁传感器，和放大整形电路所构成。探头金属壳。内部装磁敏传感器和放大整形电路。电信号由导线引出，外部全部密封。
3.根据权利要求1的钢绳行程减速磁控装置。所述的可分辨磁极的高灵敏动态感应式磁敏传感器，其特征是由磁感线圈，高频信号源、电容、电阻、晶体三极管、晶体二极管所构成。电路结构有两种。1是高频信号源输出的高频方波信号Vi接两磁感线圈L1、L2，L1另端接D1负、D2正，D1正接地，D2负接C2、R1，C2另端接地;L2另端接D3负、D4正，D4负接地，D3正接C3、R2，C3另端接地。R1与R2的另一端相连作输出端V0，L1、L2中装有高导磁铁芯。结构关系2是Vi接L1、L2，L1接C1、C5，C5接下基极，C1另端接地，T发射极接C3、R1、R3，C3R1另端接地;L2另一端接C2 C6，C6接T2基极，C2另端接地，T2发射极接R2、C4、R4，R2、C4另端接地，T1、T2集电极接电源。R3、R4两剩余端相接作输出端V0，L1、L2中装有高导磁铁芯。
4.根据权利要求1的钢绳行程减速磁控装置，所述的钢绳磁化器。其特征是1、由钢质柱形手柄、电磁铁、整流器、开关所构成。两电磁铁分装手柄两端。2、由钢质手柄、永久磁钢所构成。永久磁钢用钕铁硼强磁材料制成。两永久磁钢分装手柄两端。
5.根据权利要求1的钢绳行程减速磁控装置，所述的控制系统其特征是由微型计算机或逻辑控制门构成。计算机中固化有磁控编码信号的分析处理程序、逻辑控制门由一只与非门，一只或非门和一只异或门构成。
6.根据权利要求1的钢绳行程减速磁控装置，所述的电器控制开关，其特征是由可控硅和附属控制电路所构成。控制信号输入端接计算机或逻辑控制门，可控硅接电源和被控电机。
全文摘要
现有矿井提升机械磁控装置尚不完善，磁感探头不能辩出钢绳运动方向和磁极，只适用20％矿井，本发明研制出了能辨磁极的高灵敏动态磁感器探头，并且五防特性，能探出钢绳磁极和运动方向，配计算机和电控开关，组成完善的钢绳行程减速磁控装置。此装置有单绳单探头和单绳双探头两种，能可靠控制提升机的速度、位置和减速停车、可满足所有矿井需要。对提高生产率，避免事故发生，有巨大的经济和社会效益。
文档编号B66D5/16GK1047262SQ9010364
公开日1990年11月28日 申请日期1990年5月16日 优先权日1990年5月16日
发明者窦毓棠, 杨旭, 龚成邦 申请人:洛阳市涧西矿冶机电研究所