一，传统提升系统钢丝绳监测张力缺陷分析

      1，煤矿安全监测现有在动态情况下测量钢丝绳张力方法都是通过间接测量的方式，因为直接测量钢丝绳的张力需要将传感器串联接入钢丝绳中,这样的测量方式会造成钢丝绳与传感器的连接点增加而存在安全隐患，因此无法用于煤矿安全提升。

      2，当前提升机大都配有平衡悬挂装置解决多根钢丝绳的张力差过大的问题,因此可以借助平衡悬挂装置间接测量钢丝绳张力。平衡悬挂装置中油缸的压力与活塞推力和钢丝绳张力存在一定的关系，因此可以通过油压法和压块法两种方式对钢丝绳张力进行间接测量。

二，钢丝绳监测方法之油压法测量钢丝绳张力

       1，油压法是通过测量平衡悬挂装置平衡油缸内油压来实现的，平衡悬挂装置结构如图2-4所示。是一种平衡钢丝绳张力差的一种装置，其由4个平衡油缸组成，四个平衡油缸组成连通器;提升端连接钢丝绳，负载端通过销轴连接提升容器，当其中一根钢丝绳张力与其他钢丝绳张力不同时，会促使与之连接的平衡油缸内部的油液向其他油缸中流动，使得平衡油缸的活塞杆移动，带动钢丝绳放松和拉紧，从而使钢丝绳张力达到平衡。由上述分析可知，钢丝绳张力与对应的油缸内部压力之间存在着对应关系，因此当忽略活塞与油缸内壁之间的摩擦力时，可以认为钢丝绳的张力等于油缸内部油压乘以活塞杆面积，基于此规律，可以采用油压法测钢丝绳张力。

       2，油压法需要借助油压传感器测量油压，实验过程中，油压传感器安装在平衡油缸之间的连接回路中，实验是通过三通转接头引出一条管路进行传感器安装，在实验过程需要关闭油缸之间的连接回路，即隔绝油缸之间的联系，方可测量每根钢丝绳张力，以便计算钢丝绳张力差。然而由于活塞杆和油缸内壁之间有摩擦作用，因此实际上测量的油压值中包含了摩擦力信号，而且摩擦力在调平作用中可以表现为静摩擦也可表现为静摩擦，因此摩擦力大小无法预测，为了研究油压法测量钢丝绳动态张力是否可行，需要研究平衡油缸压力与钢丝绳张力之间的关系。

三，钢丝绳监测方法之压块传感器测量钢丝绳张力

       1，钢丝绳张力实际是一种拉力，对于拉力测量一般需要引入新的节点，节点的连接强度一般较测试系统的其他位置弱，因此节点的引入会降低系统的安全系数。为了避免直接测量钢丝绳张力（拉力）安全隐患，可以将钢丝绳张力变成为活塞杆压力测量，压力测量无需引入新的连接点，因此压力测量具有较高的安全性，基于测量安全性的考虑，将钢丝绳拉力（张力）的测量转变为压力测量，而活塞杆的压力可以由压块传感器进行测量。

        2，通过上述分析，利用压块传感器可以测量钢丝绳张力，同时由测量原理可以看出，传感器下端面收到力直接来源于钢丝绳，中间无任何滤波环节，因此测量值为钢丝绳张力动态的真实值，根据前述分析，钢丝绳张力在运行过程中存在着振动和冲击，其他学者研究过钢丝绳在动态过程中钢丝绳张力的变化58I，其利用加速度传感器测量钢丝绳与箕斗接触点的加速度，得到的测量值，根据力学关系，加速度乘以对应的质量即为钢丝绳张力，从图中可以看出测量点加速度变化即为剧烈，因此可以证明钢丝绳张力存在着剧烈的波动，这也与后续所做的现场试验测试数据相符，由于钢丝绳剧烈的波动，难以将钢丝绳有效张力信号从钢丝绳实际张力信号中提取出来,对钢丝绳张力差的测量也无法给出。

       3，一个计算的标准值，也使得根据所测的钢丝绳张力计算提升载荷时带来不便，对测量数据进行数字滤波和拟合，也无法利用处理过的数据计算提升载荷，因此通用压块式传感器方法获得的张力信号高频成分在数显时无法消除，这也在后续的实验中得到验证。

       4，有上述分析可知采用通用压块传感器可依有效的反应钢丝绳张力的真实变化，但无法消除钢丝绳张力信号由其他无测量因素引起的钢丝绳振动，无法测量钢丝绳在提升过程中的有效张力，因此采用通用压块传感器无法满足动态监测钢丝绳张力与提升载荷的要求。

      从上述分析可以看出通用的压块传感器虽然无法消除钢丝绳张力中，高频信号对测量的影响，但其与其他拉力传感器相比具有明显的测量安全性，其测量值为钢丝绳在运行过程中真实的张力;结合油压传感器的滤波消振特性以及压块传感器测量的真实与安全特性的研究重点是设计一种具有消振滤波特性的压块传感器，同时基于设计的传感器研制一种可以动态监测钢丝绳张力的监测系统。

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