一种避免重复计量的矿用动态轻轨衡

2010-04-19陈建,申峰

绿色科技 2010年12期

陈建,申峰

(1.贵州财经学院信息学院,贵州贵阳550004;2.贵州财经学院数学与统计学院,贵州贵阳550004)

1 引言

矿用动态轻轨衡是一种用于矿山特殊环境下的计量设备,一般情况下对出井方向的矿车计重,对入井方向的矿车不计重或进行除皮操作。现有的矿山动态轻轨衡称重系统[1～3]多采用红外对射探测器或采用独立的方向传感器对矿车的行驶方向进行判断,上述方向识别以及判车装置需安装的设备繁杂,施工难度大,且在矿山使用环境下容易出错。此外,如果矿山运输的矿车在计量区域出现反复倒车的现象[3],现有的设备无法识别倒车现象的发生[4],导致重复计重,影响计量系统的使用准确性。

2 矿用动态轻轨衡的应用

2.1 矿用动态轻轨衡避免重复计量的方法原理

本文的目的在于,提供一种既可以对矿车的行驶方向进行判断,又能避免重复计量的矿用动态轻轨衡。用简单的设备实现可靠计量。降低设备投入成本,减小施工难度,解决通过倒车实现重复计量的现象,提高计量的准确性。技术方案为一种既可以对矿车的行驶方向进行判断,又能避免重复计量的矿用动态轻轨衡,

图1 交错式矿用动态轻轨衡示意图

包括两条互为平行的一号轻轨和二号轻轨,一号轻轨和二号轻轨上分别设有一号计量传感器和二号计量传感器;一号计量传感器与二号计量传感器沿矿车运动方向一前一后错开设置,见图1。

前述的避免重复计量的矿用动态轻轨衡中,所述一号计量传感器与二号计量传感器沿矿车运动方向一前一后错开设置,其错开的距离不小于L,关系为：

L=tg A×H.

式中L为传感器错位距离;A为矿车轮轴变形最大水平角;H为矿山轻型轨道轨距。前述的避免重复计量的矿用动态轻轨衡中,所述一号计量传感器与二号计量传感器沿矿车运动方向一前一后错开设置,其错开的距离为eL,其中e为安全系数,e=1～2。

与现有技术相比,本文只是将现有的2个计量传感器错开一段距离安装,就可以正确判别矿车行进方向,较好地解决了矿用动态轻轨衡在倒车时出现重复计量的问题。本实用新型不需要增加任何附加设备就取得了很好的效果。抑制了通过倒车产生重复计量的问题,大大的提高了计量的准确性。

2.2 交错式矿用动态轻轨衡的实际应用分析

根据矿山实际使用条件,一般情况下矿车轮轴的变形水平角为 1～5°,矿用轻轨通用轨距为600mm,依据公式tg A×H按车轴最大变形水平角为5°计算得出错位距离L=52mm,保险系数e取2,则最大错位距离L max=104mm。目前国产轻型轨道称重传感器最小长度为380mm,因此,在最不利情况下仍可保证两轮同时作用于称重传感器的距离为276mm,从而保证了计量精度。

2.3 交错式矿用动态轻轨衡的工作原理

按图2所示,图中实心箭头表示重车出井方向。出井矿车驶出过程为：A→B→C→D→E,必先驶入一号称重传感器计量区域,然后才能驶入二号称重传感器计量区域,之后先驶离一号称重传感器计量区域,然后再驶离二号称重传感器计量区域,所以出井方向上矿车的一轴通过轻轨衡的时序应为：1u2u1d2d(u：表示驶入;d：表示驶离)。依次类推即可得到整列矿车出井方向的运动时序。按图2所示,图中空心箭头表示空车入井方向。入井矿车驶入过程为：E→D→C→B→A,必先驶入二号称重传感器计量区域,然后才能驶入一号称重传感器计量区域,之后先驶离二号称重传感器计量区域,然后再驶离一号称重传感器计量区域,所以出井方向上矿车的一轴通过轻轨衡的时序应为：2u1u2d1d(u：表示驶入;d：表示驶离)。依次类推即可得到整列矿车入井方向的运动时序。

图2 交错式矿用动态轻轨衡工作示意图

因此,实际工作中我们采用首节矿车的第一轴运行轨迹作为运行方向的判别依据,若得到时序为1u2u1d2d的运行轨迹,即可判别矿车为出井方向;若得到时序为2u1u2d1d的运行轨迹,即可判别矿车为入井方向。由以上规律可知,当矿车正常通过衡器时,其运行轨迹为：...1x2x1x2x...,即1和2交替出现(x为u或者d)。

当矿车在称重区域倒车时,不论矿车在称重区域的什么位置开始倒车,都必然得到一个呈现单个1x1x或2x2x的特征值。因此在矿车的运行轨迹中剔除上述异常特征值,即可得到一个正确的运行轨迹,从而避免重复计重现象的发生。矿车运动轨迹为A→B→A→B→C→D→E,则得到的运行轨迹为：1u1d1u2u1d2d1u2u1d2d,因此剔除1u1d的异常特征值后即可得到1u2u1d2d1u2u1d2d的正常轨迹。所以在称量区无论倒车多少次只计一次的量。不会出现重复计量的问题,提高了计量的准确性。