一種避免重復(fù)計(jì)量的礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡

陳 建,申 峰

(1.貴州財(cái)經(jīng)學(xué)院信息學(xué)院,貴州貴陽(yáng)550004;2.貴州財(cái)經(jīng)學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,貴州貴陽(yáng)550004)

1 引言

礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡是一種用于礦山特殊環(huán)境下的計(jì)量設(shè)備,一般情況下對(duì)出井方向的礦車計(jì)重,對(duì)入井方向的礦車不計(jì)重或進(jìn)行除皮操作?，F(xiàn)有的礦山動(dòng)態(tài)輕軌衡稱重系統(tǒng)[1～3]多采用紅外對(duì)射探測(cè)器或采用獨(dú)立的方向傳感器對(duì)礦車的行駛方向進(jìn)行判斷,上述方向識(shí)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(cuò)。此外,如果礦山運(yùn)輸?shù)牡V車在計(jì)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(wú)法識(shí)別倒車現(xiàn)象的發(fā)生[4],導(dǎo)致重復(fù)計(jì)重,影響計(jì)量系統(tǒng)的使用準(zhǔn)確性。

2 礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡的應(yīng)用

2.1 礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡避免重復(fù)計(jì)量的方法原理

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

圖1 交錯(cuò)式礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡示意圖

包括兩條互為平行的一號(hào)輕軌和二號(hào)輕軌,一號(hào)輕軌和二號(hào)輕軌上分別設(shè)有一號(hào)計(jì)量傳感器和二號(hào)計(jì)量傳感器;一號(hào)計(jì)量傳感器與二號(hào)計(jì)量傳感器沿礦車運(yùn)動(dòng)方向一前一后錯(cuò)開(kāi)設(shè)置,見(jiàn)圖1。

前述的避免重復(fù)計(jì)量的礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡中,所述一號(hào)計(jì)量傳感器與二號(hào)計(jì)量傳感器沿礦車運(yùn)動(dòng)方向一前一后錯(cuò)開(kāi)設(shè)置,其錯(cuò)開(kāi)的距離不小于L,關(guān)系為：

L=tg A×H.

式中L為傳感器錯(cuò)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(jì)量的礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡中,所述一號(hào)計(jì)量傳感器與二號(hào)計(jì)量傳感器沿礦車運(yùn)動(dòng)方向一前一后錯(cuò)開(kāi)設(shè)置,其錯(cuò)開(kāi)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(gè)計(jì)量傳感器錯(cuò)開(kāi)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(dòng)態(tài)輕軌衡在倒車時(shí)出現(xiàn)重復(fù)計(jì)量的問(wèn)題。本實(shí)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(guò)倒車產(chǎn)生重復(fù)計(jì)量的問(wèn)題,大大的提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2.2 交錯(cuò)式礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡的實(shí)際應(yīng)用分析

根據(jù)礦山實(shí)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(jì)算得出錯(cuò)位距離L=52mm,保險(xiǎn)系數(shù)e取2,則最大錯(cuò)位距離L max=104mm。目前國(guó)產(chǎn)輕型軌道稱重傳感器最小長(zhǎng)度為380mm,因此,在最不利情況下仍可保證兩輪同時(shí)作用于稱重傳感器的距離為276mm,從而保證了計(jì)量精度。

2.3 交錯(cuò)式礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡的工作原理

按圖2所示,圖中實(shí)心箭頭表示重車出井方向。出井礦車駛出過(guò)程為：A→B→C→D→E,必先駛?cè)胍惶?hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,然后才能駛?cè)攵?hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,之后先駛離一號(hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,然后再駛離二號(hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,所以出井方向上礦車的一軸通過(guò)輕軌衡的時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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^(guò)程為：E→D→C→B→A,必先駛?cè)攵?hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,然后才能駛?cè)胍惶?hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,之后先駛離二號(hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,然后再駛離一號(hào)稱重傳感器計(jì)量區(qū)域,所以出井方向上礦車的一軸通過(guò)輕軌衡的時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)序。

圖2 交錯(cuò)式礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡工作示意圖

因此,實(shí)際工作中我們采用首節(jié)礦車的第一軸運(yùn)行軌跡作為運(yùn)行方向的判別依據(jù),若得到時(shí)序?yàn)?u2u1d2d的運(yùn)行軌跡,即可判別礦車為出井方向;若得到時(shí)序?yàn)?u1u2d1d的運(yùn)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(guò)衡器時(shí),其運(yùn)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(shí),不論礦車在稱重區(qū)域的什么位置開(kāi)始倒車,都必然得到一個(gè)呈現(xiàn)單個(gè)1x1x或2x2x的特征值。因此在礦車的運(yùn)行軌跡中剔除上述異常特征值,即可得到一個(gè)正確的運(yùn)行軌跡,從而避免重復(fù)計(jì)重現(xiàn)象的發(fā)生。礦車運(yùn)動(dòng)軌跡為A→B→A→B→C→D→E,則得到的運(yùn)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(wú)論倒車多少次只計(jì)一次的量。不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)計(jì)量的問(wèn)題,提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語(yǔ)

從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看,采用交錯(cuò)式礦用動(dòng)態(tài)輕軌衡技術(shù),可以有效解決在礦山條件下無(wú)法識(shí)別倒車現(xiàn)象的發(fā)生和重復(fù)計(jì)重等實(shí)際問(wèn)題,并且具有設(shè)備投入成本低,施工難度小的優(yōu)點(diǎn),有效的保證了計(jì)量系統(tǒng)的使用準(zhǔn)確性。

[1]暴學(xué)志.軌道衡計(jì)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(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表,2002,23(8)：34～ 36

[3]王 平.全國(guó)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(dòng)態(tài)電子軌道衡誤判與丟車問(wèn)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(jì)[J].工業(yè)計(jì)量,2009(1)：28～ 30.