本發(fā)明涉及鋼絲繩測量，具體是涉及一種鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)生產(chǎn)中，鋼絲繩作為一種重要的傳輸和承載部件，廣泛應(yīng)用于吊裝、牽引、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域。對鋼絲繩的長度進(jìn)行精確計(jì)量是確保生產(chǎn)過程安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)上，鋼絲繩的長度測量多采用接觸式方法，如機(jī)械式計(jì)米器或滾輪式測量裝置。然而，這些方法存在諸多不足：磨損與損傷：接觸式測量方式在長期使用過程中，由于與鋼絲繩的直接接觸，容易造成鋼絲繩表面的磨損，甚至損傷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響鋼絲繩的使用壽命和安全性。精度受限：接觸式測量裝置的精度受到機(jī)械部件磨損、滑動(dòng)、安裝位置偏差等多種因素的影響，難以實(shí)現(xiàn)高精度的長度測量。適應(yīng)性差：不同直徑、材質(zhì)和表面狀態(tài)的鋼絲繩對接觸式測量裝置的適應(yīng)性較差，需要頻繁調(diào)整或更換測量部件，增加了使用成本和操作復(fù)雜性。自動(dòng)化程度低：傳統(tǒng)接觸式測量方式難以實(shí)現(xiàn)高速、自動(dòng)化的測量需求，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對生產(chǎn)效率的更高要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，旨在解決背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案，一種鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，所述裝置包括：

3、勵(lì)磁系統(tǒng)，所述勵(lì)磁系統(tǒng)包含一個(gè)或者多個(gè)勵(lì)磁線圈，通過交流電源以固定頻率供電，產(chǎn)生交變磁場；通過交變磁場對經(jīng)過的鋼絲繩進(jìn)行勵(lì)磁，以使得鋼絲繩周圍產(chǎn)生變化的磁場，磁場變化的頻率為勵(lì)磁頻率；

4、磁場檢測傳感器，所述磁場檢測傳感器安裝在勵(lì)磁線圈下游的設(shè)定距離處，當(dāng)被勵(lì)磁的鋼絲繩經(jīng)過磁場檢測傳感器時(shí)，鋼絲繩周圍的磁場強(qiáng)度會隨鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生周期性變化，磁場檢測傳感器用于捕捉變化信息，并將變化信息轉(zhuǎn)換為電信號輸出；

5、信號處理系統(tǒng)，所述信號處理系統(tǒng)用于接收來自磁場檢測傳感器的電信號，對電信號進(jìn)行處理，以提取出與鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的特征信息；基于信號頻率、相位、鋼絲繩材質(zhì)和直徑得到鋼絲繩的長度；

6、長度校準(zhǔn)系統(tǒng)；用于對計(jì)米裝置進(jìn)行定期校準(zhǔn)，基于環(huán)境溫度和電磁干擾對測量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述勵(lì)磁頻率根據(jù)鋼絲繩的材質(zhì)、直徑和運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行確定，勵(lì)磁頻率＝k×u×d÷(f×v)；其中，k為定系數(shù)，u為鋼絲繩材質(zhì)的相對磁導(dǎo)率，d為鋼絲繩的直徑，f是一個(gè)與鋼絲繩材質(zhì)、直徑和磁場穿透能力有關(guān)的系數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)確定，v是鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)速度。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述磁場檢測傳感器采用霍爾元件或磁阻傳感器。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述對電信號進(jìn)行處理，以提取出與鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的特征信息的步驟，具體包括：

10、對電信號進(jìn)行預(yù)處理、濾波處理、放大處理以及數(shù)字化處理；

11、從處理后的數(shù)字信號中提取出能夠表征鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度的特征信息，所述特征信息包括頻率、相位和幅度。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述對電信號進(jìn)行預(yù)處理、濾波處理、放大處理以及數(shù)字化處理的步驟，具體包括：

13、對原始電信號進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括去除直流偏置和調(diào)整信號幅值；

14、進(jìn)行濾波處理，基于低通濾波器去除高頻噪聲干擾，保留與速度變化相關(guān)的低頻信號成分；

15、通過運(yùn)算放大器對電信號進(jìn)行放大處理；

16、將經(jīng)過濾波和放大處理的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

17、對數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字濾波和快速傅里葉變換。

18、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述基于信號頻率、相位、鋼絲繩材質(zhì)和直徑得到鋼絲繩的長度的步驟，具體包括：通過信號頻率、相位差、鋼絲繩材質(zhì)和直徑計(jì)算出鋼絲繩的即時(shí)速度，將即時(shí)速度乘以時(shí)間得到鋼絲繩的長度，所述時(shí)間根據(jù)信號脈沖數(shù)進(jìn)行累加得到。

19、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述對計(jì)米裝置進(jìn)行定期校準(zhǔn)包括勵(lì)磁強(qiáng)度的校準(zhǔn)和傳感器靈敏度的調(diào)整。

20、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，所述基于環(huán)境溫度和電磁干擾對測量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟襟E，具體包括：

21、在不同溫度條件下進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，確定溫度與測量誤差之間的關(guān)系，根據(jù)溫度與測量誤差之間的關(guān)系確定溫度補(bǔ)償曲線；

22、對勵(lì)磁系統(tǒng)和磁場檢測傳感器進(jìn)行電磁屏蔽，以減少外部電磁干擾的影響。

23、綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：

24、本發(fā)明通過勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生交變磁場對鋼絲繩進(jìn)行勵(lì)磁，利用磁場檢測傳感器捕捉鋼絲繩周圍磁場強(qiáng)度的周期性變化信息，并通過信號處理系統(tǒng)對電信號進(jìn)行處理，提取出與鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的特征信息，從而實(shí)現(xiàn)對鋼絲繩長度的非接觸、高精度、自動(dòng)化測量。避免了傳統(tǒng)接觸式測量方式對鋼絲繩的磨損和損傷，延長了鋼絲繩的使用壽命，提高了安全性。通過精確捕捉磁場強(qiáng)度的周期性變化信息，結(jié)合信號處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩長度的高精度測量。不受鋼絲繩直徑、材質(zhì)和表面狀態(tài)的影響，適用于各種類型的鋼絲繩測量。實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩長度的實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)化測量，提高了生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平。

技術(shù)特征：

1.一種鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述勵(lì)磁頻率根據(jù)鋼絲繩的材質(zhì)、直徑和運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行確定，勵(lì)磁頻率＝k×u×d÷(f×v)；其中，k為定系數(shù)，u為鋼絲繩材質(zhì)的相對磁導(dǎo)率，d為鋼絲繩的直徑，f是一個(gè)與鋼絲繩材質(zhì)、直徑和磁場穿透能力有關(guān)的系數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)確定，v是鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述磁場檢測傳感器采用霍爾元件或磁阻傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述對電信號進(jìn)行處理，以提取出與鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的特征信息的步驟，具體包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述對電信號進(jìn)行預(yù)處理、濾波處理、放大處理以及數(shù)字化處理的步驟，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述基于信號頻率、相位、鋼絲繩材質(zhì)和直徑得到鋼絲繩的長度的步驟，具體包括：通過信號頻率、相位差、鋼絲繩材質(zhì)和直徑計(jì)算出鋼絲繩的即時(shí)速度，將即時(shí)速度乘以時(shí)間得到鋼絲繩的長度，所述時(shí)間根據(jù)信號脈沖數(shù)進(jìn)行累加得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述對計(jì)米裝置進(jìn)行定期校準(zhǔn)包括勵(lì)磁強(qiáng)度的校準(zhǔn)和傳感器靈敏度的調(diào)整。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，其特征在于，所述基于環(huán)境溫度和電磁干擾對測量結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟襟E，具體包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鋼絲繩測量技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋼絲繩用非接觸式計(jì)米裝置，包括：勵(lì)磁系統(tǒng)，包含一個(gè)或者多個(gè)勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生交變磁場；通過交變磁場對經(jīng)過的鋼絲繩進(jìn)行勵(lì)磁，以使得鋼絲繩周圍產(chǎn)生變化的磁場；磁場檢測傳感器，安裝在勵(lì)磁線圈下游的設(shè)定距離處，當(dāng)被勵(lì)磁的鋼絲繩經(jīng)過磁場檢測傳感器時(shí)，鋼絲繩周圍的磁場強(qiáng)度會隨鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生周期性變化，將變化信息轉(zhuǎn)換為電信號輸出；信號處理系統(tǒng)，對電信號進(jìn)行處理，以提取出與鋼絲繩運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的特征信息；基于信號頻率、相位、鋼絲繩材質(zhì)和直徑得到鋼絲繩的長度。利用磁場檢測傳感器捕捉鋼絲繩周圍磁場強(qiáng)度的周期性變化信息，實(shí)現(xiàn)對鋼絲繩長度的非接觸、高精度和自動(dòng)化測量。

技術(shù)研發(fā)人員：胡楊勇,胡舟逸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江陰天潤信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10