Способ измерения износа стальных канатов

 

Изобретение относится к горной автоматике, а именно к способам измерения износа стальных канатов шахтных подъемных машин в процессе эксплуатации канатов. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды. Способ измерения износа стальных канатов заключается в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины I<SB POS="POST">и</SB> индукции магнитного поля вокруг каната, измерении интенсивности I скачков Баркгаузена вокруг каната, когда из участка намагниченного каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и измеряют сопротивление I<SB POS="POST">к</SB> катушки на высокой частоте, непрерывно намагничивают канат низкочастотным магнитным полем с помощью электромагнита и измеряют индуктивность I<SB POS="POST">э</SB> катушек электромагнита, многократно на образцовом канате измеряют каждую из этих четырех физических величин, зависящих от сечения каната, рассчитывают дисперсии каждой из этих физических величин, по ним рассчитывают коэффициенты К<SB POS="POST">и</SB>, К<SB POS="POST">б</SB>, К<SB POS="POST">к</SB>, К<SB POS="POST">э</SB>, характеризующие важность каждой величины для определения по ним сечения каната, предварительно определяют средние градуировочные значения каждой из четырех физических величин, а сечение S каната определяют из соотношения S=A<SP POS="POST">-1.</SP>√(I<SB POS="POST">и</SB>-I<SB POS="POST">иI</SB>)<SP POS="POST">2.</SP>К<SB POS="POST">и</SB>+(I<SB POS="POST">б</SB>-I<SB POS="POST">бI</SB>)<SP POS="POST">2.</SP>К<SB POS="POST">б</SB>+(I<SB POS="POST">к</SB>-I<SB POS="POST">кI</SB>)<SP POS="POST">2.</SP>К<SB POS="POST">к</SB>+(I<SB POS="POST">э</SB>-I<SB POS="POST">эI</SB>)<SP POS="POST">2.</SP>К<SB POS="POST">э</SB>, где I<SB POS="POST">иI</SB>, I<SB POS="POST">бI</SB>, I<SB POS="POST">кI</SB>, I<SB POS="POST">эI</SB> - средние градуировочные значения сигналов

I<SB POS="POST">и</SB>, I<SB POS="POST">бI</SB>, I<SB POS="POST">к</SB>, I<SB POS="POST">э</SB> - текущие значения сигналов

А - градуировочный коэффициент. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 N 27/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ юи вщщ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ---" --"- -"" .

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

S=A

<к К +(I. -IÄ;,), К +(I -IÄ) . К

Где I ц 1 e ° 1, s Т э срединe градуировочные значения сигналов

Э

Т Б Т ° I g Teê17òöwe значения сигналов; А — градуировочный коэффициент. 2 ил. и вычисления сечения в зависимости от результатов этих измерений.

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды. (21) 4417455/25-28 (22) 09. 03,88 (46) 30,06,90. Бюл. № 24 (71) Конотопский электромеханический завод красный металлист" (72) М.А,Головатый, А.Yi.Îíèùåíêo, E,È.3àèêà, С.С.Клименко, В.П,Белоножко и В,И.Завгородний (53) 620,179.14(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1002945, кл. С 01 N 1978, Патент СИА № 4096437, кл, G 01 N 27/82, 1979, (54) СПОСОБ ИЗ1ПРН1ИЯ ИЗНОСА СТАЧЫЫХ

КАНАТОВ (57) Изобретение относится к горной автоматике, а именно к способам измерения износа стальных канатов шахтных подъемных машин в процессе эксплуатации канатов. Цель изобретения повьпление точности за счет уменьшения влияния помех и параметров окружающей среды. Способ измерения износа сталь-. ных канатов заключается в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины l индукции магнитногo поля вокруг каната, измерении интенсивности I скачков Баркгаузена вокруг каната, когда из участка намагниченноИзобретение относится к горной автоматике, а именно к способам измерения износа стальных канатов шахтных подъемных машин путем непрерывного с перемещением преобразователя измерения нескольких параметров, прямо или косвенно зависящих от сечения каната, „„SU„„1575109 А 1

ro каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и измеряют сопротивление Т. катушки на высокой частоте, непрерывно намагничивают канат низкочастотным магнитным полем с помощью электромагнита и е измеряют индуктивность I катушек электромагнита, многократно на образцовом канате измеряют каждую из этих четырех физических величин, зависящих от сечения каната, рассчитывают дисперсии каждой иэ этих физических величин, по ним рассчитывают коэффициенты Ки Kь K к К э,характеризующие важность каждой величины для определения по ним сечения каната, предварительно определяют средние градуировочные значения каждой из четырех физических величин, а сечение S каната определяют из соотношения ф

1575109

S=A (Ig-Iö, ) К„+(Ть-I, ) К +(Х„-Т„; ) ° К„+(1 -I ; ) . K, (1) На фиг. l показана функциональная хема проведения измерений четырех физических величин; на фиг.2 — функ1 иональная схема устройства для изме5 рения износа стального каната по четырем одновременно и непрерывно измеряемым физическим величинам, Устройство для измерения износа стальных канатов содержит установлен- 10 ные возле измеряемого стального каната 1 постоянные магниты 2 и 3, магни,топровод 4 с катушкой 5, который со, ставляет с канатом 1 замкнутую маг нитную цепь, и электромагнит, состав- 15 ленный из двух одинаковых магнитопро водов 6 и 7 и катушек 8 и 9, Возле каната l расположены также датчик 10 индукции магнитного поля (датчик Хол.ла, магнитодиод или т.п.) и датчик

11 скачков Баркгаузена, В цепь катушки 5 включены высоко, частотные генератор 12 и измеритель 13 тока.

Катушки 8 и 9 электромагнита соединены с генератором 14 переменного низкочастотного напряжения и мостовой схемой 15.

Выходы датчиков l 0 H 1 1, Н3МррН теля 13 и мостовой схемой 15 соединены 30 с входами специализированного вычислителя 16, Специализированный вычислитель 16 выполнен в виде четырех измерителей

17-20 разности, четырех задатчиков

21-24 градуировочных значений фиэи35 ческих величин, четырех квадраторов

25-28, четырех . задатчиков 29-32 коэффициентов, характеризующих значения важностей физических величин, четырех блоков 33-36 умножения, сумматора

37, блока 38 извлечения квадратного корня, блока 39 выделения наименьшего значения, блока 40 деления, задатчика 41 градуировочного коэффициента 45 и блока 42 синхронизации.

Выход специализированного вычислителя 16 соединен с входом блока 43 индикации и регистрации, Выходы датчиков 10 и 11 измерителя 13 и мостовой схемы 15 соединены с первыми входами измерителей 17, 18 19 и 20 разности, вторые входы которых соединены с выходами задатчиков 21 22 23 и 24 значений физичесв

5S ких величин, синхронизирующие входы

I которых соединены с выходами блока

42 синхронизации.

Выход блока 40 давления соединен с входом блока 43 индикации и регистрации.

Способ реализуется следующим образом.

Непрерывно намагничивают канат в продольном направлении постоянным магнитнымполем непрерывно намагничивают канат в продольном направлении низкочастотным переменным магнитным полем с помощью электромагнита; непрерывно измеряют индукцию I магнитного поля вокруг каната, намагничиваемого постоянным магнитным полем; непрерывно измеряют интенсивность I скачков

Баркгаузена вокруг каната; непрерывно измеряют индуктивность I катушки электромагнита; иэ участка намагниченного постоянным Ьолем каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и непрерывно измеряют сопротивление 7. катушки на высокой частоте, Предварительно на образцовом канате каждую из физических величин

Т„, I,,Т., Т измеряют многократно при одних и тех же изменениях влияющих параметров (температура, влажность и давление воздуха, напряженность магнитного поля, температура, увлажненность и эамасленность каната, толщина цинкового покрытия, величины натяжения и вытяжки каната, количество ржавчины в канате и др.), по полученным массивам данных рассчитывают дисперсии Q „, 6ь, 6 „ а г каждой иэ четырех физических величин; рассчитывают коэффициенты

К и ° К Б ° К К» характеризующие эна чения важностей каждой из четырех физических величин для определения по ним сечения каната, где K = 6>, Предварительно для и сечения каната принятого за исходный для определения износа (n ) 2), при различных влияющих параметрах определяют средние градуировочные значения каждой из

Р четырех физических величин: I ;, I

"-э где i=1 2,3, ° ° .n, После измерения на контролируемом канате величин I» ТБ, l I определяют сечение каната S из соотношения

157510 где А — градуировочный коэффициент (равен величине корня квадратного из подкоренного виражения вычисленного при значе5 ниях приращений сигналов, вы-. званных изменением сечения каната на единицу измеряемой величины).

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

С помощью постоянных магнитов 2 и 3 в канате 1 создается магнитный поток, датчиком 10 измеряют индукцию магнитного поля. 15

Магнитопровод 4 с катушкой 5 составляют вместе с канатом 1 замкнутую магнитную цепь, частота потока из каната замыкается на магнитопровод 4, в результате проницаемость магнитопровода меняется в зависимости от величины подмагничивания, т.е. от величины магнитного потока в канате, а значит» от сечения каната, Сигнал I снимается с измерителя 13 тока, включенного в цепь высокочастотного генератора 12, Магнитопроводы 6 и 7 электромагни тов составляют с канатом 1 замкнутую магнитную цепь, в результате чего последовательно соединенные катушки 8 и 9 намагничивают низкочастотным переменным полем генератора 14 канат 1 в продольном направлении. С помощью мостовой схемы 15 получают сигнал зависящий от сечения каната, 35

С помощью датчика 11 получают сигналы IB шумов Баркгаузена, получаемые в результате перемагничивания каната низкочастотным переменным полем, Интенсивность шумов Баркгауэена так- 4р же зависит от сечения каната, а значит, и от его износа, Эти сигналы поступают на входы четырех измерителей 17-20 разности и сравниваются с сигналами, проходящи- 45 ми из соответствующих задатчиков 21—

24 градуировочных значений физических величин, с выхода измерителей разности сигналы поступают на соответствующие квадраторы 25-28, с выхода квадра- 5О торов сигналы поступают на вторые входы четырех блоков 33-36 умножения, на первые входы которых поступают сигналы с четырех задатчиков 29-32 значения важностей.

Сигналы, пропорциональные результатам умножения, с выходов четырех блоков умножения поступают на вход сумматора 37, суммируются, после чего иэ

9 б р еэультата извлекается квадратный корень в блоке 38, в блоке 39 выделяется минимальное значение, а в блоке 40 деления результат делится на поступив шую с задатчика 41 градуировочного . коэффициента величину А градуировочного коэффициента.

Работа блоков 21-39 синхронизируется блоком 42, В результате специализированным вычислителем 16 в описанной последовательности происходит вычисление площади сечения каната или ее уменьшения по сравнению с номинальным значением, а значит, износа каната по формуле (1).

Результат измерений и вычислений индицируется и регистрируется блоком 43 индикации и регистрации.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ измерения износа стальных канатов, заключающийся в непрерывном продольном намагничивании каната постоянным магнитным полем, измерении величины I индукции магнитного поля вокруг каната и использовании измеренной величины для опреде ения сечения

Б каната, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния помех и параметров оКружающей среды, дополнительно измеряют интенсивность I скачков Баркгаузена вокруг каната, из участка намагниченного каната и магнитопровода с катушкой составляют замкнутую магнитную цепь и измеряют сопротивление IK катушки на высокой частоте, дополнительно непрерывно намагничивают канат низкочастотным магнитным полем с помощью электромагнита и измеряют индуктивность I катушки электромагнита, предварительно для образцового каната каждую из физических величин In> I>, I„, I> измеряют многократно при одних и тех же изменениях мешающих параметров, по полученным массивам данных рассчитывают дисперсии(и ° Q z к » G > г каждой из четырех физических величин, по которым получают коэффициенты

-г -г

K„» K ь» Kê ° K>» rye Ки е» Ке 6»

K = G „K = Q предварительно для и сечений каната, где п>2, при различных значениях мешающих параметров определяют средние градуировочные

1575109

S A (I„Еи ) Ки+(Ев Ев ) Кв+(Ек-Ек, ) K„+(Iý I з ) Kqв где А — градуировочный коэффициент.

Фиг 1

Составитель И,Кесоян

Редактор Л.Веселовская Техред М.Дидик Корректор Т,Палий

Тираж 516

Заказ 1781

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям. и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская ыаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 значения каждой иэ четырех физических

Ф 1 величин I„; т<, I„, Еэ,, где i=i,2, 1

3>...п, а сечение каната определяют из соотношения