ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

30-025-01

Наименование проекта

Оптико-механический фотоэлектронный датчик

Назначение

Повышение информативности, оперативности и точности определения места и степени удароопасности участков глубоких подземных выработок рудных месторожджений.

Рекомендуемая область применения

Разработка может быть использована для контроля состояний деформируемых и разрушаемых высоких бортов горных пород, массивов пород вокруг горных выработок любого назначения (кроме взрывоопасных по метану).

Описание

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Оптико-механический фотоэлектронный датчик в устройстве контроля состояний массивов пород вокруг горных выработок автоматически выбирает при движении оператора по ним опасный участок по динамическому проявлению, излучающий ультрафиолетовый свет, и посылает в направлении этого активного участка луч красного света. Сигнализирующий красный луч позволяет установить границы опасного участка массива горных пород.

Прожектор закрыт красным стеклом, при этом хорошо видимый луч красного света не влияет на ультрафиолетовый поток информационного излучения.

На фиг. 1 показан детектор с оптико-механическим блоком; на фиг. 2 - функциональная электрическая блок-схема устройства.

Устройство содержит оптический детектор 1, оптико-механический блок, включающий светонепроницаемую сферу 2 с окном 3 и размещенными в ней шаровым и линзовым объективами 4 и 5, прожектор 6 с держателем 7, при этом светонепроницаемая сфера 2 и прожектор 6 с держателем 7 соединены с корпусом детектора 1 с возможностью вращения, а шаровой и линзовый объективы, соответственно объективы 4 и 5, жестко закреплены на корпусе детектора 1.

Устройство содержит также цилиндр 8 с токосъемными кольцами 9 и с шестеренчатым ведомым кольцом-шестерней 10, скользящие щетки 11 с прижимной пластинкой 12, кабель 13, микроэлектродвигатель 14 с насажанной на его вал 15 ведущей шестерней 16, реостат 17 с плавным регулятором 18, дополнительный кабель 19, корпус детектора 1 с ручкой 20, разъем 21 для подсоединения досылочных штанг (не показаны), фотокатод 22 фотоумножителя (ФЭУ) 23, электрически связанный с детектором 1 пульт, включающий выпрямитель 24, генератор 25, предварительный усилитель 26, усилитель 27, электронный счетчик -8, цифровой индикатор 29, стрелочный индикатор 30, блок 31 питания, переключатель 32, шнур 33 для передачи информации и соединительный кабель 34.

Устройство работает следующим образом.

При включении силовой ток блока 31 питания по кабелю 19 поступает через реостат 17 с плавным регулятором 18 сопротивления на микроэлектродвигатель 14. Ведущая шестерня 16, насаженная на вал 15 микроэлектродвигателя 14, за счет зубчатой передачи приводит во вращение ведомую шестерню 10 вместе с пластмассовым цилиндром 8, .насаженным с возможностью вращения на передний конец корпуса детектора 1. При этом приходят во вращение одновременно светонепроницаемая сфера 2 с окном 3 и прожектор 6 на держателе 7, жестко скрепленные с цилиндром 8. Сфера 2 склеена из конвертов фотобумаги. Лучевой прожектор 6 состоит из источника красного света, отражателя и объектива. В положении в переключателя 32 кабель 13 через скользящие щетки 11 замыкается на токо-съемные кольца 9 и через кабель 34 на источник света, например на электрическую лампочку. Шаровой объектив 4 изготовлен из световодов, прозрачных для ультрафиолетового света. Линзовый объектив 5 - кварцевый. Объективы 4 и 5 неподвижного оптико-механического блока оптически отстроены и жестко закреплены к торцу корпуса детектора 1 так, что максимальная часть регистрируемой информации с поверхностей выработки фокусируется на фотокатод 22 фотоумножителя 23. При поступательном перемещении прибора со скоростью 50 м/мин и скорости вращения окна, равной 17 об/мин. последовательно регулируется информация со всей поверхности выработки за счет суммарного винтообразного движения окна.

Для питания ФЭУ используются выпрямитель 24, собранный по схеме умножения напряжения (он же служит делителем напряжения), и генератор 25, преобразующий постоянный ток в переменный и повышающий напряжение.

Информация с ФЭУ 23 (ФЭУ-124 или ФЭУ-142) через предварительный усилитель 26 поступает на усилитель 27, с выхода которого через переключатель 32 при положении переключателя в положение а поступает на пятиразрядный счетчик 28 с цифровым индикатором 29 и стрелочный индикатор 30 или на прожектор 6 по кабелю 13 при положении переключателя 32 в положении в.

Индикаторы 29 и 30 и яркость лампочки светового индикатора прожектора 6 характеризуют степень удароопасности участка массива. При этом, чем больше величина сигнала, тем ярче луч прожектора 6, падающий на участок с опасным напряжением и указывающий на места с интенсивной фотоэмиссией.

Таким образом, неподвижная часть оптико-механического блока - шаровой и линзовый объективы 4 и 5, жестко скрепленные с корпусом детектора 1, и подвижная часть - светонепроницаемая сфера 2 с окном 3 и прожектор 6 с держателем 7 позволяют повысить эффективность измерения за счет повышения информативности, оперативности и точности определения удароопасных участков по месту.

Фиг. 2

Техническая характеристика устройства

Диапазон измеряемых параметров и характеристик устройства

Мощность излучения регистрируемая, Вт

10 -15 - 10 -10

Скорость счета фотонов, фот/с

10 2 - 1,5Ч10 6

Скорость счета импульсов, имп/с

10 - 10 5

Стабилизированное питание:

детектора (датчика), В

регистратора (пульта), В

накал индикатора, В

15

12

10

Тип ФЭУ

ФЭУ-142, ФЭУ-83

Погрешность измерения, %

1-5

Срок службы, год

детектора

регистратора

2

5

Размеры корпуса регистратора, аґвґс, мм

140ґ210ґ170

Размеры детектора: диаметр, мм

длина, мм

65

300

Время зарядки аккумулятора, час.

12 (15)

Интервал рабочих температур,°С

-5…+35

Относительная влажность воздуха,°С

95±3

Наработка на отказ не менее, час

1000

Преимущества перед известными аналогами

Регистрирование регистрации представляет прямые измерения, так как энергия регистрируемых фотонов с граничной частотой равна энергиям соответствующих основных уровней излучающих атомов. Метод бесконтактный, поэтому оперативный.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

330 тыс. руб. в год

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

05.07.2001

Инновации и люди

У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)

Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)

Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)

Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)