煤矿动态轻轨衡计重方法研究及实现

　　0　引言

　　目前国内外用于铁路货车计量的动态轨道衡以及公路车辆动态衡技术已比较成熟，但煤矿动态轻轨衡一直没有成熟产品，主要原因是矿山环境存在轨道不 平直、车辆养护状况差、矿车轮轴变形严重、电磁环境复杂、矿车无缓冲装置冲击大、基础施工条件差等一系列异常因素，在贵州等西南煤矿产区还存在雷、电、雨 等恶劣气候影响，导致系统测量不准、可靠性差。

　　因此，要在恶劣矿山环境下实现煤矿产量即“准”又“快”的计量，则必须根据特殊的矿山应用环境提出有效计重方法。

　　1　计重方法的提出

　　在煤矿动态轻轨衡系统中，计重传感器将重量外力变换为电信号后，系统对信号进行采集、处理与计算，最终实现准确称重目的。

　　1.1　车辆方向的判别

　　本系统采取轮计重方式，分别对矿车每一个轮的运行采集数据并计算重量，各轮重量相加得到整车重量。应用中要求对出井方向的矿车计重，而对入井方向的矿车不计重或进行除皮操作。因此，对矿车运行方向的准确判断是计重的前提。

　　本文提出计重传感器的交错式安装方案，系统不需要安装红外对射探测器或独立的方向传感器就能对矿车运行方向作出正确判别，具体安装如图1。

　　在平行的2条轻轨之间分别安装计重传感器，并将2个传感器沿矿车运动方向一前一后错开一定距离

　　L= Hetg α                                                  (1)

　　式中 H———两轻轨之间的轨距;

　　α———矿车轴变形的最大偏移角;

　　e———安全系数(1 <e<2）。

　　1.2　计重信号的采集与提取

　　车轮踏上计重传感器的动作称为上衡，离开传感器称为下衡，车轮上衡之前的采集称为零点采集。在零点采集过程中对信号进行32点均值滤波，这样既 能抑制尖脉冲噪声带来的上衡误判，也能大大减少数据的存储与传输量，具体方法：每连续采集的34个点，剔除最大最小值点后，把剩余32个点的平均值作为信 号有效点进行存储。

　　采用32点平均的原因，是因为32=25，在二进制运算中，对于2的整数次幂的除法，可以通过简单的移位实现，而移位是运算器的固有特性，计算 速度快。设定零点校正间隔时间T，若系统持续零点采集时间达T后仍未有车轮上衡，则将时间T内的零点采集数据的平均值作为系统新的计重零点，并清除在此之 前的零点采集数据。估算矿车重量并设置上下衡判别阈值h，系统随时将零点采集的信号有效点与h相比较，若信号>h，则判断车轮己上衡，系统停止零点 采集并开始记录计重数据。连续记录到所采集的信号时，系统判断车轮己下衡并停止记录重量数据。