一種避免重復(fù)計量的礦用動態(tài)輕軌衡

陳 建,申 峰

(1.貴州財經(jīng)學(xué)院信息學(xué)院,貴州貴陽550004;2.貴州財經(jīng)學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院,貴州貴陽550004)

1 引言

礦用動態(tài)輕軌衡是一種用于礦山特殊環(huán)境下的計量設(shè)備,一般情況下對出井方向的礦車計重,對入井方向的礦車不計重或進(jìn)行除皮操作?，F(xiàn)有的礦山動態(tài)輕軌衡稱重系統(tǒng)[1～3]多采用紅外對射探測器或采用獨立的方向傳感器對礦車的行駛方向進(jìn)行判斷,上述方向識別以及判車裝置需安裝的設(shè)備繁雜,施工難度大,且在礦山使用環(huán)境下容易出錯。此外,如果礦山運輸?shù)牡V車在計量區(qū)域出現(xiàn)反復(fù)倒車的現(xiàn)象[3],現(xiàn)有的設(shè)備無法識別倒車現(xiàn)象的發(fā)生[4],導(dǎo)致重復(fù)計重,影響計量系統(tǒng)的使用準(zhǔn)確性。

2 礦用動態(tài)輕軌衡的應(yīng)用

2.1 礦用動態(tài)輕軌衡避免重復(fù)計量的方法原理

本文的目的在于,提供一種既可以對礦車的行駛方向進(jìn)行判斷,又能避免重復(fù)計量的礦用動態(tài)輕軌衡。用簡單的設(shè)備實現(xiàn)可靠計量。降低設(shè)備投入成本,減小施工難度,解決通過倒車實現(xiàn)重復(fù)計量的現(xiàn)象,提高計量的準(zhǔn)確性。技術(shù)方案為一種既可以對礦車的行駛方向進(jìn)行判斷,又能避免重復(fù)計量的礦用動態(tài)輕軌衡,

圖1 交錯式礦用動態(tài)輕軌衡示意圖

包括兩條互為平行的一號輕軌和二號輕軌,一號輕軌和二號輕軌上分別設(shè)有一號計量傳感器和二號計量傳感器;一號計量傳感器與二號計量傳感器沿礦車運動方向一前一后錯開設(shè)置,見圖1。

前述的避免重復(fù)計量的礦用動態(tài)輕軌衡中,所述一號計量傳感器與二號計量傳感器沿礦車運動方向一前一后錯開設(shè)置,其錯開的距離不小于L,關(guān)系為：

L=tg A×H.

式中L為傳感器錯位距離;A為礦車輪軸變形最大水平角;H為礦山輕型軌道軌距。前述的避免重復(fù)計量的礦用動態(tài)輕軌衡中,所述一號計量傳感器與二號計量傳感器沿礦車運動方向一前一后錯開設(shè)置,其錯開的距離為eL,其中e為安全系數(shù),e=1～2。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本文只是將現(xiàn)有的2個計量傳感器錯開一段距離安裝,就可以正確判別礦車行進(jìn)方向,較好地解決了礦用動態(tài)輕軌衡在倒車時出現(xiàn)重復(fù)計量的問題。本實用新型不需要增加任何附加設(shè)備就取得了很好的效果。抑制了通過倒車產(chǎn)生重復(fù)計量的問題,大大的提高了計量的準(zhǔn)確性。

2.2 交錯式礦用動態(tài)輕軌衡的實際應(yīng)用分析

根據(jù)礦山實際使用條件,一般情況下礦車輪軸的變形水平角為 1～5°,礦用輕軌通用軌距為600mm,依據(jù)公式tg A×H按車軸最大變形水平角為5°計算得出錯位距離L=52mm,保險系數(shù)e取2,則最大錯位距離L max=104mm。目前國產(chǎn)輕型軌道稱重傳感器最小長度為380mm,因此,在最不利情況下仍可保證兩輪同時作用于稱重傳感器的距離為276mm,從而保證了計量精度。

2.3 交錯式礦用動態(tài)輕軌衡的工作原理

按圖2所示,圖中實心箭頭表示重車出井方向。出井礦車駛出過程為：A→B→C→D→E,必先駛?cè)胍惶柗Q重傳感器計量區(qū)域,然后才能駛?cè)攵柗Q重傳感器計量區(qū)域,之后先駛離一號稱重傳感器計量區(qū)域,然后再駛離二號稱重傳感器計量區(qū)域,所以出井方向上礦車的一軸通過輕軌衡的時序應(yīng)為：1u2u1d2d(u：表示駛?cè)?d：表示駛離)。依次類推即可得到整列礦車出井方向的運動時序。按圖2所示,圖中空心箭頭表示空車入井方向。入井礦車駛?cè)脒^程為：E→D→C→B→A,必先駛?cè)攵柗Q重傳感器計量區(qū)域,然后才能駛?cè)胍惶柗Q重傳感器計量區(qū)域,之后先駛離二號稱重傳感器計量區(qū)域,然后再駛離一號稱重傳感器計量區(qū)域,所以出井方向上礦車的一軸通過輕軌衡的時序應(yīng)為：2u1u2d1d(u：表示駛?cè)?d：表示駛離)。依次類推即可得到整列礦車入井方向的運動時序。

圖2 交錯式礦用動態(tài)輕軌衡工作示意圖

因此,實際工作中我們采用首節(jié)礦車的第一軸運行軌跡作為運行方向的判別依據(jù),若得到時序為1u2u1d2d的運行軌跡,即可判別礦車為出井方向;若得到時序為2u1u2d1d的運行軌跡,即可判別礦車為入井方向。由以上規(guī)律可知,當(dāng)?shù)V車正常通過衡器時,其運行軌跡為：...1x2x1x2x...,即1和2交替出現(xiàn)(x為u或者d)。

當(dāng)?shù)V車在稱重區(qū)域倒車時,不論礦車在稱重區(qū)域的什么位置開始倒車,都必然得到一個呈現(xiàn)單個1x1x或2x2x的特征值。因此在礦車的運行軌跡中剔除上述異常特征值,即可得到一個正確的運行軌跡,從而避免重復(fù)計重現(xiàn)象的發(fā)生。礦車運動軌跡為A→B→A→B→C→D→E,則得到的運行軌跡為：1u1d1u2u1d2d1u2u1d2d,因此剔除1u1d的異常特征值后即可得到1u2u1d2d1u2u1d2d的正常軌跡。所以在稱量區(qū)無論倒車多少次只計一次的量。不會出現(xiàn)重復(fù)計量的問題,提高了計量的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

從實際應(yīng)用來看,采用交錯式礦用動態(tài)輕軌衡技術(shù),可以有效解決在礦山條件下無法識別倒車現(xiàn)象的發(fā)生和重復(fù)計重等實際問題,并且具有設(shè)備投入成本低,施工難度小的優(yōu)點,有效的保證了計量系統(tǒng)的使用準(zhǔn)確性。

[1]暴學(xué)志.軌道衡計量技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].鐵道建筑,2008(1)：83～85.

[2]魏魯原,伍 斌,崔 霞.動態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化儀表,2002,23(8)：34～ 36

[3]王 平.全國軌道衡信息管理系統(tǒng)概述[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督,2008(10)：27～ 29.

[4]趙德永.動態(tài)電子軌道衡誤判與丟車問題的分析[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督,2001(12)：35～ 37.

[4]朱學(xué)彪,陳奎生,張安龍.軌道衡稱量作弊系統(tǒng)設(shè)計[J].工業(yè)計量,2009(1)：28～ 30.