專利名稱：立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置及測(cè)量罐道間距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置及測(cè)量罐道間距的方法，屬于煤礦立井提升系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦立井井筒中測(cè)量罐道間距使用的監(jiān)測(cè)裝置及其使用方法。
背景技術(shù)：
煤礦的立井變形主要表現(xiàn)為與其固定在一起的罐道的偏斜和變形，罐道的偏斜和變形造成提升阻力增加，罐耳磨損增大，這種變形發(fā)展到一定程度時(shí)，有可能發(fā)生卡罐或掉罐事故，顯然，隨時(shí)掌握罐道變形的情況是非常必要的，因此，立井鋼罐道間距測(cè)量分析系統(tǒng)是提升系統(tǒng)安全技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于罐道發(fā)生變形時(shí)系統(tǒng)沒(méi)能及時(shí)的提前預(yù)知，極易造成提升機(jī)設(shè)備發(fā)生卡罐或機(jī)毀人亡的重大事故，近年來(lái)，很多煤礦都曾因?yàn)楣薜雷冃伟l(fā)生過(guò)類似卡罐的事情，也有的煤礦出現(xiàn)罐籠礅罐的事件，一旦出現(xiàn)這樣的的重大事故，通常直接經(jīng)濟(jì)少則幾百萬(wàn)，多則上千萬(wàn)，存在非常嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可在絞車(chē)檢修速度運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)測(cè)量罐道橫向間距、當(dāng)罐道發(fā)生變形時(shí)系統(tǒng)可提前預(yù)知的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置及測(cè)量罐道間距的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置， 其特征在于包括安裝在井口處井架上的控制器和安裝在地上的上位機(jī)，控制器包括CPU 和與其相連的多個(gè)激光測(cè)距儀、單片機(jī)和液晶顯示器，單片機(jī)另一端通過(guò)I/O接口聯(lián)接光電編碼器和鍵盤(pán)，控制器通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)相連通。上位機(jī)主要通過(guò)無(wú)線通信來(lái)讀取間距測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過(guò)串口讀取高度的信息，通過(guò)專用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析，形成測(cè)量曲線，并可調(diào)入之前的數(shù)據(jù)。所述的多個(gè)激光測(cè)距儀設(shè)有包括高度測(cè)距儀、左間距測(cè)距儀和右間距測(cè)距儀。所述的控制器采用嵌入式ARM芯片AT91SAM9260作為CPU，CPU的主頻為200MHz， 支持六路串口，采用嵌入式WINCE操作系統(tǒng)，無(wú)線通信模塊頻率為433MHz。所述的液晶顯示器采用128X64的STN IXD的人機(jī)界面。通過(guò)外擴(kuò)的單片機(jī)來(lái)凝結(jié)編碼器和鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話的操作界面。一種利用如權(quán)利要求1所述的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置測(cè)量罐道間距的方法，其特征在于包括如下步驟5. 1、啟動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)備初始化；5. 2、與井口計(jì)算機(jī)建立無(wú)線通信連接；5. 3、使用左右測(cè)距激光檢測(cè)罐道變形情況，根據(jù)深度測(cè)量激光測(cè)距數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正旋編數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給井口計(jì)算機(jī)；5. 4、井口計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制罐道形變曲線5. 5、測(cè)量結(jié)束，保存測(cè)量數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是1、采用嵌入式ARM芯片AT91SAM9260作為CPU和采用嵌入式WINCE操作系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)罐道間距測(cè)量終端，并通過(guò)無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的無(wú)線通信；2、采用激光技術(shù)測(cè)量罐道高度和水平相對(duì)變形，測(cè)量精度高，并提供光電編碼器的高度測(cè)量方式，安裝在井架上的激光指向儀配合罐道間距測(cè)量終端實(shí)現(xiàn)了罐道的水平偏移變形，使得測(cè)量準(zhǔn)確度更高；3、通過(guò)控制器的液晶顯示器的人機(jī)界面使立井罐道的運(yùn)行狀況一目了然，當(dāng)發(fā)生變形時(shí)系統(tǒng)可提前預(yù)知，可以直接避免提升機(jī)設(shè)備發(fā)生卡罐或機(jī)毀人亡的重大事故，社會(huì)效益十分顯著，為安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的保障。


圖1是本發(fā)明控制器與其他部件連接關(guān)系方框圖。圖2是本發(fā)明系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程方框圖。圖1 2是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1 2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明
具體實(shí)施例方式參照附圖1 2:該立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置，包括安裝在井口處井架上的控制器和安裝在地上的上位機(jī)，控制器包括CPU和與其相連的多個(gè)激光測(cè)距儀、單片機(jī)和液晶顯示器，單片機(jī)另一端通過(guò)I/O接口聯(lián)接光電編碼器和鍵盤(pán)，控制器通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)相連通。激光測(cè)距儀設(shè)有多個(gè)，包括高度測(cè)距儀、左間距測(cè)距儀和右間距測(cè)距儀，上位機(jī)聯(lián)接激光測(cè)距儀另一端，并通過(guò)串口讀取激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)信息，控制器的液晶顯示器分別聯(lián)接激光位移傳感器和軸編碼器，軸編碼器為周長(zhǎng)固定的編碼器，激光位移傳感器為高精度位移傳感器。控制器采用嵌入式ARM芯片AT91SAM9260作為CPU，CPU的主頻為200MHz，支持六路串口，可滿足多個(gè)串口設(shè)備的連接，也可以連接多個(gè)激光測(cè)距儀的鏈接，采用嵌入式 WINCE操作系統(tǒng)。液晶顯示器采用128X64的STN IXD的人機(jī)界面，為了和主機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)在地面的處理和顯示采用無(wú)線通信模塊進(jìn)行通信，采用頻率為433MHz的無(wú)線通信模塊， 并通過(guò)應(yīng)用編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和通信。工作過(guò)程如下本發(fā)明利用的工作原理是，在絞車(chē)檢修速度運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)激光測(cè)距儀連續(xù)測(cè)量罐道的橫向間距，將測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于測(cè)量終端，并利用無(wú)線通信技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)桨惭b在地面上的上位機(jī)，利用專用軟件對(duì)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨后進(jìn)行罐道間距、深度曲線的繪制，準(zhǔn)確的標(biāo)示出罐道的變形點(diǎn)。在工作時(shí)，首先，在井口處的井架上安裝好控制器、多個(gè)激光測(cè)距儀、激光位移傳感器和軸編碼器等測(cè)量?jī)x器，首先對(duì)激光位移傳感器和軸編碼器進(jìn)行調(diào)零，軸編碼器用來(lái)測(cè)量井筒深度或罐籠沿罐道移動(dòng)的距離，激光位移傳感器用來(lái)測(cè)量罐道的橫向間距，然后隨著罐籠每移動(dòng)1米，激光測(cè)距儀就將當(dāng)前測(cè)得的罐道間距保存起來(lái)，即沿著罐道每1米保存一個(gè)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，激光測(cè)距儀通過(guò)安裝在井筒的傳輸基站，把數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)專用處理軟件和測(cè)得的多個(gè)井筒罐道間距數(shù)據(jù)將井筒罐道間距曲線顯示出來(lái)，以供進(jìn)一步的分析和處理。利用本發(fā)明的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置測(cè)量罐道間距的方法，包括如下步驟1、啟動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)備初始化；2、與井口計(jì)算機(jī)建立無(wú)線通信連接；3、使用左右測(cè)距激光檢測(cè)罐道變形情況，根據(jù)深度測(cè)量激光測(cè)距數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正旋編數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給井口計(jì)算機(jī)；4、井口計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制罐道形變曲線圖；5、測(cè)量結(jié)束，保存測(cè)量數(shù)據(jù)。此外，通過(guò)控制器的液晶顯示器的人機(jī)界面使立井罐道的運(yùn)行狀況一目了然，當(dāng)發(fā)生變形時(shí)系統(tǒng)可提前預(yù)知，可以直接避免提升機(jī)設(shè)備發(fā)生卡罐或機(jī)毀人亡的重大事故， 社會(huì)效益十分顯著，為安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的保障。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置，其特征在于包括安裝在井口處井架上的控制器和安裝在地上的上位機(jī)，控制器包括CPU和與其相連的多個(gè)激光測(cè)距儀、單片機(jī)和液晶顯示器，單片機(jī)另一端通過(guò)I/O接口聯(lián)接光電編碼器和鍵盤(pán)，控制器通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置，其特征在于所述的多個(gè)激光測(cè)距儀包括高度測(cè)距儀、左間距測(cè)距儀和右間距測(cè)距儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置，其特征在于所述的控制器采用嵌入式ARM芯片AT91SAM9260作為CPU，CPU的主頻為200MHz，支持六路串口，采用嵌入式WINCE操作系統(tǒng)，無(wú)線通信模塊頻率為433MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置，其特征在于所述的液晶顯示器采用128X64的STNIXD的人機(jī)界面。
5.一種利用如權(quán)利要求1所述的立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置測(cè)量罐道間距的方法， 其特征在于包括如下步驟5.1、啟動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)備初始化；5. 2、與井口計(jì)算機(jī)建立無(wú)線通信連接；5. 3、使用左右測(cè)距激光檢測(cè)罐道變形情況，根據(jù)深度測(cè)量激光測(cè)距數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正旋編數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送給井口計(jì)算機(jī)；5. 4、井口計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制罐道形變曲線圖；5. 5、測(cè)量結(jié)束，保存測(cè)量數(shù)據(jù)。
全文摘要
立井鋼罐道間距測(cè)量分析裝置及測(cè)量罐道間距的方法，屬于煤礦立井提升系統(tǒng)領(lǐng)域。包括安裝在井口處井架上的控制器和安裝在地上的上位機(jī)，控制器通過(guò)多個(gè)串口聯(lián)接激光測(cè)距儀、單片機(jī)和液晶顯示器，通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)相連通，單片機(jī)另一端通過(guò)I/O接口聯(lián)接光電編碼器和鍵盤(pán)，上位機(jī)聯(lián)接激光測(cè)距儀另一端，并通過(guò)串口讀取激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)信息，控制器的液晶顯示器分別聯(lián)接激光位移傳感器和軸編碼器。本發(fā)明可在絞車(chē)檢修速度運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)測(cè)量罐道橫向間距、當(dāng)罐道發(fā)生變形時(shí)系統(tǒng)可提前預(yù)知等優(yōu)點(diǎn)，有效的避免提升機(jī)因發(fā)生卡罐或機(jī)毀人亡等重大事故。
文檔編號(hào)G01B11/16GK102506816SQ20111037423
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者侯宇剛, 張玉軍, 戰(zhàn)仕發(fā), 李平, 王業(yè)超, 趙文昌 申請(qǐng)人:淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司