本发明提供一种缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，包括：回路电阻在线检测单元、单片机、逻辑控制器接口、工控机、两个开尔文测试夹、温湿度传感器；其中，两个开尔文测试夹分别安装于缆车的牵引索与回路电阻在线检测单元之间、缆车的承重索与回路电阻在线检测单元之间。本发明能实现对缆车上的牵引索与承重索是否发生缠绕鞭挞的监测，同时具有抗干扰性强、容易维修、兼容与扩展等特点，可广泛应用于缆车运送系统中。
1.一种缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述监测装置包括回路电阻在线检测单元、单片机、逻辑控制器接口、工控机、两个开尔文测试夹、温湿度传感器；其中，两个开尔文测试夹分别安装于缆车的牵引索与回路电阻在线检测单元之间、缆车的承重索与回路电阻在线检测单元之间；
开尔文测试夹，用于将测得的牵引索与承重索之间的实时电压信号发送至回路电阻在线检测单元；
回路电阻在线检测单元，用于对开尔文测试夹发送的实时电压信号进行调制后，将得到的牵引索与承重索之间的实时电阻值发送至单片机；
单片机，用于存储工控机发送的设定电阻阈值；根据温湿度传感器发送的温度信息与湿度信息调整设定电阻阈值，将得到的调整电阻阈值作为设定电阻阈值存储后发送至工控机；根据工控机发送的工作模式，对设定电阻阈值与回路电阻在线检测单元发送的实时电阻值进行比较处理：当实时电阻值小于设定电阻阈值时，向逻辑控制器接口发送停车控制信号，向工控机发送报警信息；
逻辑控制器接口，用于对根据单片机发送的停车控制信号进行逻辑转换与抗干扰处理，并将得到的停车信号发送至外部的轿厢；
工控机，用于将确定的工作模式、设定电阻阈值发送至单片机；根据单片机发送调整电阻阈值修改设定电阻阈值；还用于显示单片机发送的实时电阻值与报警信息；
温湿度传感器，用于将测得的温度信息、湿度信息发送至单片机。
2.根据权利要求1所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述工作模式包括环境干燥模式、环境湿润模式；在环境干燥模式下，所述设定电阻阈值为200欧姆；在环境湿润模式下，所述设定电阻阈值为50欧姆。
3.根据权利要求1所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述回路电阻在线检测单元包括：电压/频率变换器、时钟模块、计数器、第一单稳态电路、第二单稳态电路、分频器、锁存器、比较模块、放大模块、显示模块、第一电源、第二电源、第三电源、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关；其中，第一单刀双掷开关第一动端、第三单刀双掷开关第一动端均与比较模块输出端连接，第一单刀双掷开关固定端与第一电源输出端连接，第一单刀双掷开关第二动端与放大模块第一输入端连接；第二单刀双掷开关固定端与分频器输出端连接，第二单刀双掷开关第一动端与放大模块输出端连接，第二单刀双掷开关第二动端与锁存器第二输入端、第三单刀双掷开关第二动端连接；第三单刀双掷开关固定端与计数器输出端连接；放大模块第二输入端与第三电源输出端相连；锁存器第一输入端与第二单稳态电路输出端相连；
电压/频率变换器，用于将所述开尔文测试夹发送的实时电压信号转换为具有一定频率的脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器、比较模块；
时钟模块，用于将自身产生的时钟信号发送至第一单稳态电路、第二单稳态电路；
第一单稳态电路，用于对时钟模块发送的时钟信号进行整形处理后，将得到的第一触发信号发送至计数器；
第二单稳态电路，用于对时钟模块发送的时钟信号进行整形处理后，将得到的第二触发信号发送至锁存器；
计数器，用于在第一单稳态电路发生的第一触发信号的作用下，对电压/频率变换器发送的脉冲信号进行计数，并将得到的计数信号发送至分频器、第三单刀双掷开关固定端；
分频器，用于对计数器发送的计数信号进行十分频处理，并将得到的十分频信号发送至第二单刀双掷开关K2固定端；
第二电源，用于将其自身输出电压信号作为第一设定信号发送至比较模块；
比较模块，用于对第二电源发送的第一设定信号、电压/频率变换器发送的脉冲信号进行比较：当脉冲信号电压大于第一设定信号电压时，将所述比较模块产生的第一高电平信号发送至第一单刀双掷开关第一动端、第三单刀双掷开关第一动端；当脉冲信号电压小于第一设定信号电压时，将所述比较模块产生的第一低电平信号发送至第一单刀双掷开关第一动端、第三单刀双掷开关第一动端；
第一电源，用于将其自身输出的电压信号作为第二高电平信号发送至第一单刀双掷开关固定端；
第一单刀双掷开关，用于根据第一电源发送的第二高电平信号，在第一单刀双掷开关第一动端为比较模块发送的第一高电平信号时，第一单刀双掷开关固定端与第一单刀双掷开关第二动端连通，将第二高电平信号转发至放大模块；在第一单刀双掷开关第一动端为比较模块发送的第一低电平信号时，第一单刀双掷开关固定端与第一单刀双掷开关第一动端连通，将第一低电平信号转发至放大模块；
第二单刀双掷开关，用于根据分频器发送的十分频信号，在第二单刀双掷开关第一动端为放大模块发送的第三高电平信号时，第二单刀双掷开关固定端与第二单刀双掷开关第二动端连通，将十分频信号转发至锁存器；在第二单刀双掷开关第一动端为放大模块发送的第二低电平信号时，第二单刀双掷开关固定端与第二单刀双掷开关第一动端连通；
第三单刀双掷开关，用于根据计数器发送的计数信号，在第三单刀双掷开关第一动端为比较模块发送的第一高电平时，第三单刀双掷开关固定端与第三单刀双掷开关第二动端连通，将计数信号转发至锁存器；在第三单刀双掷开关第一动端为比较模块发送的第一低电平时，第三单刀双掷开关固定端与第三单刀双掷开关第一动端连通；
第三电源，用于将自身输出的电压信号作为第二设定信号发送至放大模块；
放大模块，用于根据第一单刀双掷开关转发的第二高电平信号，将产生的第二低电平信号发送至第二单刀双掷开关第一动端；根据第一单刀双掷开关转发的第一低电平信号，将产生的第三高电平信号发送至第二单刀双掷开关第一动端；
锁存器，用于根据第二单稳态电路发送的第二触发信号，对第二单刀双掷开关转发的十分频信号或者第三单刀双掷开关转发的计数信号进行锁存后发送至显示模块、所述单片机；
显示模块，用于显示锁存器发送的十分频信号或计数信号对应的实时电阻值。
4.根据权利要求3所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述比较模块包括第一电阻、第二电阻、二极管、电容、运算放大器；其中，第一电阻一端与所述第二电源输出端连接，第一电阻另一端连接运算放大器反相端、二极管阴极；第二电阻一端与所述电压/频率变换器输出端连接，第二电阻另一端连接运算放大器同相端、电容一端；二极管阳极、电容另一端均接地；运算放大器输出端连接第一单刀双掷开关第一动端、第三单刀双掷开关第一动端。
5.根据权利要求3所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述放大模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、三极管；其中，第三电阻一端与第一单刀双掷开关第二动端连接，第三电阻另一端与第四电阻一端、三极管基极相连；第四电阻另一端、三极管发射极均接地；第五电阻一端与第三电源输出端连接，第五电阻另一端、第二单刀双掷开关第一动端均与三极管集电极相连。
6.根据权利要求1所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述回路电阻在线检测单元上还设置有RS232C接口、手持设备接口、IEEE-488接口。
7.根据权利要求1所述的缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，其特征在于，所述单片机上还设置有RS232C接口、手持设备接口、IEEE-488接口。
一种缆车钢索缠绕鞭挞监测装置
技术领域
[0001] 本发明涉及监测技术，特别是涉及一种缆车钢索缠绕鞭挞监测装置。
背景技术
[0002] 实际生活中，架空索道具有对自然地形适应性强、受气候影响比较小、爬坡能力大等特点；且可按实际地形随坡就势架设，使得两端站之间的运送距离最短。目前，为了节省游客行程时间，一些旅游景区已经采用架空索道运送乘客。进一步地，作为运载工具的架空索道也可服务于城市公共交通、厂矿企业。
[0003] 实际应用中，架空索道的架空距离比较远，且牵引索与承重索受重力作用易发生下垂弯曲现象；因此，在架空索道开始运行、停止运行或受到外力影响时，比如大风天气，极易发生牵引索与承重索鞭挞、缠绕现象。架空索道上任何一个局部故障都可能导致其全线停车、坠箱等重大事故。当发生事故时，由于乘客无法自行撤离架空索道，导致空中救援工作比较难。
[0004] 由此可见，在现有技术中尚无架空索道缠绕鞭挞监控设施。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能预测并提高架空索道安全性能的架空索道缠绕鞭挞监控装置。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
[0007] 一种缆车钢索缠绕鞭挞监测装置，包括：回路电阻在线检测单元、单片机、逻辑控制器接口、工控机、两个开尔文测试夹、温湿度传感器；其中，两个开尔文测试夹分别安装于缆车的牵引索与回路电阻在线检测单元之间、缆车的承重索与回路电阻在线检测单元之间；
[0008] 开尔文测试夹，用于将测得的牵引索与承重索之间的实时电压信号发送至回路电阻在线检测单元。
[0009] 回路电阻在线检测单元，用于对开尔文测试夹发送的实时电压信号进行调制后，将得到的牵引索与承重索之间的实时电阻值发送至单片机。
[0010] 单片机，用于存储工控机发送的设定电阻阈值；根据温湿度传感器发送的温度信息与湿度信息调整设定电阻阈值，将得到的调整电阻阈值作为设定电阻阈值存储后发送至工控机；根据工控机发送的工作模式，对设定电阻阈值与回路电阻在线检测单元发送的实时电阻值进行比较处理：当实时电阻值小于设定电阻阈值时，向逻辑控制器接口发送停车控制信号，向工控机发送报警信息。
[0011] 逻辑控制器接口，用于对根据单片机发送的停车控制信号进行逻辑转换与抗干扰处理，并将得到的停车信号发送至外部的轿厢。
[0012] 工控机，用于将确定的工作模式、设定电阻阈值发送至单片机；根据单片机发送调整电阻阈值修改设定电阻阈值；还用于显示单片机发送的实时电阻值与报警信息。
[0013] 温湿度传感器，用于将测得的温度信息、湿度信息发送至单片机。
[0014] 综上所述，本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置对开尔文测试夹测量得到的牵引索与承重索之间的实时电阻值对应的实时电压进行调制，以获得牵引索与承重索之间的实时电阻值；并对牵引索与承重索之间的实时电阻值、通过工控机的人机界面设定的设定电阻阈值进行比较，当实时电阻值小于设定电阻阈值时进行报警，同时向轿厢发送停车控制信号；轿厢受到该停车控制信号后停车。本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置与现有的缆车控制系统、索道控制系统均保持独立，方便各系统的维护与更新；而且，本发明具有较高的抗干扰能力。
附图说明
[0015] 图1为本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置的总体组成结构示意图。
[0016] 图2为本发明所述回路电阻在线检测单元的组成结构示意图。
[0017] 图3为本发明所述比较模块的组成结构示意图。
[0018] 图4为本发明所述放大模块的组成结构示意图。
具体实施方式
[0019] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0020] 图1为本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置的总体组成结构示意图。如图1所示，本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置包括：回路电阻在线检测单元1、单片机2、逻辑控制器接口3、工控机4、两个开尔文测试夹5、温湿度传感器6；其中，两个开尔文测试夹分别安装于缆车的牵引索与回路电阻在线检测单元1之间、缆车的承重索与回路电阻在线检测单元1之间；
[0021] 开尔文测试夹5，用于将测得的牵引索与承重索之间的实时电压信号发送至回路电阻在线检测单元1。
[0022] 回路电阻在线检测单元1，用于对开尔文测试夹5发送的实时电压信号进行调制后，将得到的牵引索与承重索之间的实时电阻值发送至单片机2。
[0023] 实际应用中，回路电阻在线检测单元1上还设置有RS232C接口、手持设备接口、IEEE-488接口，以方便本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置的兼容与扩展。
[0024] 单片机2，用于存储工控机4发送的设定电阻阈值；根据温湿度传感器6发送的温度信息与湿度信息调整设定电阻阈值，将得到的调整电阻阈值作为设定电阻阈值存储后发送至工控机4；根据工控机4发送的工作模式，对设定电阻阈值与回路电阻在线检测单元1发送的实时电阻值进行比较处理：当实时电阻值小于设定电阻阈值时，向逻辑控制器接口3发送停车控制信号，向工控机4发送报警信息。
[0025] 实际应用中，单片机2上还设置有RS232C接口、手持设备接口、IEEE-488接口，以方便本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置的兼容与扩展。
[0026] 逻辑控制器接口3，用于对根据单片机2发送的停车控制信号进行逻辑转换与抗干扰处理，并将得到的停车信号发送至外部的轿厢。
[0027] 工控机4，用于将确定的工作模式、设定电阻阈值发送至单片机2；根据单片机2发送调整电阻阈值修改设定电阻阈值；还用于显示单片机2发送的实时电阻值与报警信息。
[0028] 温湿度传感器6，用于将测得的温度信息、湿度信息发送至单片机2。
[0029] 总之，本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置对开尔文测试夹测量得到的牵引索与承重索之间的实时电阻值对应的实时电压进行调制，以获得牵引索与承重索之间的实时电阻值；并对牵引索与承重索之间的实时电阻值、通过工控机的人机界面设定的设定电阻阈值进行比较，当实时电阻值小于设定电阻阈值时进行报警，同时向轿厢发送停车控制信号；轿厢受到该停车控制信号后停车。本发明所述缆车钢索缠绕鞭挞监测装置与现有的缆车控制系统、索道控制系统均保持独立，方便各系统的维护与更新；而且，本发明具有较高的抗干扰能力。
[0030] 本发明中，所述工作模式包括环境干燥模式、环境湿润模式；在环境干燥模式下，所述设定电阻阈值为200欧姆；在环境湿润模式下，所述设定电阻阈值为50欧姆。实际应用中，当外部环境比较干燥时，比如，外部天气为晴天，未发生缠绕鞭挞的牵引索与承重索之间的实时电阻值为10KΩ～20KΩ，发生缠绕鞭挞的牵引索与承重索之间的实时电阻值大约为100Ω。当外部环境比较湿润时，比如，外部天气为雨天，未发生缠绕鞭挞的牵引索与承重索之间的实时电阻值为2KΩ～4KΩ，发生缠绕鞭挞的牵引索与承重索之间的实时电阻值大约为50Ω。
[0031] 图2为本发明所述回路电阻在线检测单元的组成结构示意图。如图2所示，回路电阻在线检测单元1包括：电压/频率变换器11、时钟模块12、计数器13、第一单稳态电路14、第二单稳态电路15、分频器16、锁存器17、比较模块18、放大模块19、显示模块110、第一电源111、第二电源112、第三电源113、第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第三单刀双掷开关K3；其中，第一单刀双掷开关K1第一动端、第三单刀双掷开关K3第一动端均与比较模块18输出端连接，第一单刀双掷开关K1固定端与第一电源111输出端连接，第一单刀双掷开关K1第二动端与放大模块19第一输入端连接；第二单刀双掷开关K2固定端与分频器16输出端连接，第二单刀双掷开关K2第一动端与放大模块19输出端连接，第二单刀双掷开关K2第二动端与锁存器17第二输入端、第三单刀双掷开关K3第二动端连接；
第三单刀双掷开关K3固定端与计数器13输出端连接；放大模块19第二输入端与第三电源
113输出端相连；锁存器17第一输入端与第二单稳态电路15输出端相连；
[0032] 电压/频率变换器11，用于将开尔文测试夹5发送的实时电压信号转换为具有一定频率的脉冲信号，并将该脉冲信号发送至计数器13、比较模块18。
[0033] 实际应用中，实时电压信号的电压值与脉冲信号的电压值
[0034] 时钟模块12，用于将自身产生的时钟信号发送至第一单稳态电路14、第二单稳态电路15。
[0035] 第一单稳态电路14，用于对时钟模块12发送的时钟信号进行整形处理后，将得到的第一触发信号发送至计数器13。
[0036] 第二单稳态电路15，用于对时钟模块12发送的时钟信号进行整形处理后，将得到的第二触发信号发送至锁存器17。
[0037] 计数器13，用于在第一单稳态电路14发生的第一触发信号的作用下，对电压/频率变换器11发送的脉冲信号进行计数，并将得到的计数信号发送至分频器16、第三单刀双掷开关K3固定端。
[0038] 分频器16，用于对计数器13发送的计数信号进行十分频处理，并将得到的十分频信号发送至第二单刀双掷开关K2固定端。
[0039] 第二电源112，用于将其自身输出电压信号作为第一设定信号发送至比较模块18。
[0040] 比较模块18，用于对第二电源112发送的第一设定信号、电压/频率变换器11发送的脉冲信号进行比较：当脉冲信号电压大于第一设定信号电压时，将所述比较模块18产生的第一高电平信号发送至第一单刀双掷开关K1第一动端、第三单刀双掷开关K3第一动端；当脉冲信号电压小于第一设定信号电压时，将所述比较模块18产生的第一低电平信号发送至第一单刀双掷开关K1第一动端、第三单刀双掷开关K3第一动端。
[0041] 第一电源111，用于将其自身输出的电压信号作为第二高电平信号发送至第一单刀双掷开关K1固定端。
[0042] 第一单刀双掷开关K1，用于根据第一电源111发送的第二高电平信号，在第一单刀双掷开关K1第一动端为比较模块18发送的第一高电平信号时，第一单刀双掷开关K1固定端与第一单刀双掷开关K1第二动端连通，将第二高电平信号转发至放大模块19；在第一单刀双掷开关K1第一动端为比较模块18发送的第一低电平信号时，第一单刀双掷开关K1固定端与第一单刀双掷开关K1第一动端连通，将第一低电平信号转发至放大模块19。
[0043] 第二单刀双掷开关K2，用于根据分频器16发送的十分频信号，在第二单刀双掷开关K2第一动端为放大模块19发送的第三高电平信号时，第二单刀双掷开关K2固定端与第二单刀双掷开关K2第二动端连通，将十分频信号转发至锁存器17；在第二单刀双掷开关K2第一动端为放大模块19发送的第二低电平信号时，第二单刀双掷开关K2固定端与第二单刀双掷开关K2第一动端连通。
[0044] 第三单刀双掷开关K3，用于根据计数器13发送的计数信号，在第三单刀双掷开关第一动端为比较模块18发送的第一高电平时，第三单刀双掷开关固定端与第三单刀双掷开关第二动端连通，将计数信号转发至锁存器17；在第三单刀双掷开关第一动端为比较模块18发送的第一低电平时，第三单刀双掷开关固定端与第三单刀双掷开关第一动端连通。
[0045] 第三电源113，用于将自身输出的电压信号作为第二设定信号发送至放大模块19。
[0046] 放大模块19，用于根据第一单刀双掷开关K1转发的第二高电平信号，将产生的第二低电平信号发送至第二单刀双掷开关K2第一动端；根据第一单刀双掷开关K1转发的第一低电平信号，将产生的第三高电平信号发送至第二单刀双掷开关K2第一动端。
[0047] 锁存器17，用于根据第二单稳态电路15发送的第二触发信号，对第二单刀双掷开关K2转发的十分频信号或者第三单刀双掷开关K3转发的计数信号进行锁存后发送至显示模块110、单片机2。
[0048] 显示模块110，用于显示锁存器17发送的十分频信号或计数信号对应的实时电阻值。
[0049] 实际应用中，在第二电源112与第三电源113的控制下，根据电压/频率变换器11产生的脉冲信号，通过比较模块18与放大模块19对第一单刀双掷开关K1、第二单刀双掷开关K2、第三单刀双掷开关K3的导通与关断的控制，使得锁存器17分别与计数器13、分频器16连通；这样，回路电阻在线检测单元1能实现单量程与十倍量程的实时电阻检测。比如，在单量程情况下，当牵引索与承重索之间的实时电阻值为100Ω时，显示模块110直接显示为100Ω；在十倍量程情况下，当牵引索与承重索之间的实时电阻值为1000Ω时，显示模块
110显示为100Ω，这事需按照100Ω×10＝1000Ω的方式读数。
[0050] 图3为本发明所述比较模块的组成结构示意图。如图3所示，比较模块18包括：第一电阻R1、第二电阻R2、二极管D1、电容C、运算放大器M；其中，第一电阻R1一端与第二电源112输出端连接，第一电阻R1另一端连接运算放大器M反相端、二极管D1阴极；第二电阻R2一端与电压/频率变换器11输出端连接，第二电阻R2另一端连接运算放大器M同相端、电容C一端；二极管D1阳极、电容C另一端均接地；运算放大器M输出端连接第一单刀双掷开关K1第一动端、第三单刀双掷开关K3第一动端。
[0051] 实际应用中，比较模块18同相端的输入电压为 这里，V为脉冲信号的电压值，R2为第二电阻R2的阻值，c为电容C的容值。
[0052] 图4为本发明所述放大模块的组成结构示意图。如图4所示，放大模块19包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、三极管T；其中，第三电阻R3一端与第一单刀双掷开关K1第二动端连接，第三电阻R3另一端与第四电阻R4一端、三极管T基极相连；第四电阻R4另一端、三极管T发射极均接地；第五电阻R5一端与第三电源113输出端连接，第五电阻R5另一端、第二单刀双掷开关K2第一动端均与三极管T集电极相连。
[0053] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
