智能钢绳测长仪

　　一、引　　言

　　对钢绳生产企业而言,传统的测量钢绳长度的方法是通过钢绳前进带动压线轮转动,由压线轮带动机械计米器计米。或者测量牵引轮转动的圈数,再通过计算换算为长度。这两种测长方法均产生较大的测量误差。见图1。造成测量误差的主要原因是:

　　(1)压线轮与绳之间存在着打滑现象;

　　(2)牵引轮带动的钢绳内径与外径不同。

　　上述现象使测得的钢绳长度比实际长度小,使企业蒙受着一定的经济损失。

　　二、工作原理

　　在被测钢绳两端分别安装一个励磁磁头和一个读磁传感器。两者之间的距离为一个步长。其步长可根据现场具体情况确定。当开始测长时,单片机首先发出励磁指令,通过励磁电路,使励磁磁头瞬间通过强电流,新产生的磁场对行进中的钢绳某点励磁。被强磁场励磁后的钢绳行至读磁传感器时,其剩磁使读磁传感器产生一个电压信号,经信号处理电路放大整形后,转换为脉冲信号送单片机。单片机检测到该信号后,在发出对下一段钢绳励磁指令的同时,将原来LED显示器显示的长度值再加上一个步长后,重新显示。这样周而复始如同一把尺子不断地测量钢绳的长度,直至到达钢绳长度的设定值后,发出停车信号。见图2。

　　三、系统主要功能

　　(1)通过键盘设定钢绳的初始长度、步长及总长;

　　(2)被测长度达到总长设定值,单片机发出自动停车指令;

　　(3)LED显示器实时显示被测钢绳的长度,显示范围为0～9999.99m;

　　(4)具有掉电记忆功能,重新上电后,从断点继续计米;

　　(5)具有通迅功能,可将长度信息传至上位机。

　　四、系统硬件结构

　　本系统硬件由励磁磁头、读磁传感器、励磁电路、放大整形电路、8031单片机、键盘、LED显示器组成。

　　1.励磁磁头、读磁传感器

　　为了使励磁后的钢绳有足够的剩磁,励磁磁头选用高磁导率的冷轧取向硅钢片绕制的环形带隙磁环,磁环上缠绕高强度漆包线。当瞬间通过电流时,磁环缝隙内会产生一个磁场,使经过缝隙的钢绳留有足够的剩磁。读磁传感器选用高灵敏度、高稳定性的砷化镓霍尔元件制成。当留有足够剩磁的钢绳经过读磁传感器时,其剩余磁场使读磁传感器产生一个毫伏级的电压信号。

　　2.放大整形及励磁电路

　　放大器采用具有高共模抑制比、高增益、高输入阻抗的AD521对电压信号进行放大,放大后的信号经比较器及门电路转换为逻辑电平后送单片机。单片机检测到逻辑电平后,立即发出励磁指令使固态继电器瞬间导通,强电流通过励磁线圈,对行进中的钢绳励磁。