Стенд для калибровки осветителей шахтных видеоконтрольных устройств

Стенд для калибровки осветителей шахтных видеоконтрольных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТЕНД ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ШАХТНЫХ ВИДЕОКОНТРОЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, содержащий последовательно расположен ные источник монохрсматического изопучекия, испытуемый образец и основной фотоприемник, о т л и ч а го щ и и с .я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия калибровки, он снабжен станиной с продольно перемещающимися по ней рейтерами, дополнительньми фотоприемниками , кюветами для испытуемого материала, каждая из которых выполнена в В1еде прозрачного герметичного цилиндра с встроенньи. регулируемым вентилятором, причем осветитель , фотоприемник и кюветы для ис. пытуемого материала установлены на рейтерах, а дополнительные фотоприемники установлены на каждом цилиндре за пределами прямого луча света от осб тителя, при этом все цилиндры заполнены смесью компонент шахтной атмосферы-воздуха, метана, угольной ипородной пьши и воды ТЭК, что каждый цилиндр отличается от базового только одним параметром - концентрацией , крупностью ИЛ1 типом пыли, концентрацией воды или метана . /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 M 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ.(21) 3653305/22-03 (22) 18. 10. 83 (46) 15.01. 85. Бюл. р (72) И.Л. Гейхман, IO À. Онищенко, М.С. Лукашин, В.А. Чернов, А.В. Филиппов, Ю.А. Попов и М.М.Брант (71) :Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт торного дела им.А,А.Скочин-: ского (53) 543.061(088.8) (56) 1. Мальцев М.Д. и Каракулина Г.А.

Прикладная оптика и оптические измерения. N., "Машиностроение", 1968, с. 430-431.

2. Борбат A.M ° и др. Оптические измерения. Киев, "Техника". I967, с, 114-115 (прототип). (54)(57) СТЕНД ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ШАХТ-.НЬБ ВИДЕОКОНТРОЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, содержащий последовательно расположенные источник монохрсматического излучения, испытуемый образец и основной фотоприемник, о т л и..Я0„„1134895 А ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия калибровки, он снабжен станиной с продольно перемещающимися по ней рейтерами, дополнительными фотоприемниками, кюветами для испытуемого материала, каждая из которых выполнена в виде прозрачного герметичного цилиндра с встроенным регулируемым вентилятором, причем осветитель, фотоприемник и кюветы для ис-. пытуемого материала установлены на рейтерах, а дополнительные фотоприемники установлены на каждом цилиндре за пределами грямого луча света от осветителя, при этом все цилиндры заполнены смесью компонент шахтной атмосферы-воздуха, метана, уголь/ ной и породной пыли и воды так, что каждый цилиндр отличается от базового только одним параметром — концентрацией, крупностью ил: типом пьыи, концентрацией воды или метана, 25

>О

1 1134895

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к стендам для калибровки шахтных видеоконтрольных телевизионных или панорамных устройств и может быть испольэоЭ

5 вано в лабораториях институтов, заводов по производству видеоконтрольных устройств или в шахтных наладочных лабораториях.

Известен стенд для калибровки, содержащий источник излучения, колли матор, микроскоп или зрительную трубу, литую чугунную станину с сектором, которая установлена с помощью амортизаторов на прочном основании длиннофокусный объектив, лагеры, центральный затвор со спусковым тросиком, молочное стекло, сменный испытательный тест в виде миры,,сетки с перекрестиями и штрихами на светлом фоне, щели или точечные диафрагмы, в котором на конце станины . укреплена призматическая направляющая, на которую установлен источник излучения с лампой накаливания и конденсатором. В этом стенде перед объективом коллиматора находится держатель с лимбом, который служит для закрепления испытуемого образца

t:eäoñòàòêàìè известного стенда являются его высокая сложность и невозможность каллибровки с его помощью зидеоконтрольных устройств ввиду отсутствия в нем фотоприемника и трудности установки в нем крупногабаритных испытуемых образцов, так как лимб имеет отверстие малого диаметра.

Известен стенд для калибровки осветителей шахтных видеоконтрольных устройств, содержащий последовательvo расположенные источник монохрома" тического излучения и основной фотоприемник, между которыми установлен испытуемый образец, источник монохроматического излучения содержит лампу, цигиндрический конденсатор, входную и вьг<одную щели и кварцевую призму, а также кварцевую линзу и светофильтр. В известном стенде .монохроматический пучок лучей, выходящий из щели, проходит кварцевую линзу, фильтр, поглощающий рассеянный свет, затем испытуемый образец фокусируется кварцевой линзой 5S на Аотоприемник P) .

Известный стенд имеет низкую точность калибровки и не позволяет проводить калибровку быстро и непрерывно. Это связано с тем, что он не дает воэможности разделить влияние переменных на рассеяние и поглощение света различных длин волн компонентами шахтной атмосферы, а также не позволяет производить одновременное измерение поглощения и рассеяния света шахтной атмосферой.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия калибровки.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для калибровки осветителей.шахтных видеоконтрольных устройств, .содержащий последовательно расположенные осветитель, кювету для испытуемого материала и фотоприемник, снабжен станиной с продольно перемещающимися по ней рейтерами, дополнительными фотоприемниками, кюветами для испытуемого материала, каждая из которых выполнена в виде прозрачного герметичного цилиндра с встроенным регулируемым вентилятором, причем осветитель, фотоприемник и кюветы для испытуемого материала установлены на рейтерах„ а дополнительные фотоприемники установлены на каждом цилиндре за пределами прямого луча света от осветителя, при этом все цилиндры выполнены смесью компонент шахтной атмосферы-воздуха, метана, угольной и породной пыли и воды так, что каждый цилиндр отличается от базового только одним параметром концентрацией, крупностью или типом пыли, концентрацией воды или метана.

На фиг. 1, 2 и 3 изображен стенд для калибровки осветителей в разных проекциях.

В состав стенда для калибровки шахтных видеоконтрольных устройств входят кювета 1 в виде прозрачного герметичного сосуда (аэроциклон), изготовленного, например, из листового органическо-о стекла, источник монохроматического излучения 2, состоящий, например, из лампы накаливания 3 и рефлектора 4. Источник мойохроматического излучения 2 установлен на подставке 5, которая прикреплена к рейтеру 6. В состав стенда входят также основной и дополнительные фотоприемники 7, выходы которых соединены с соответствующими индикаторными приборами 8, Основной фотоприемник 7 закреплен на подставке 9, установленной на рейтере 10. Стенд имеет станину 11 с прямолинейными трацпй шахтной атмосферы составляют содержание метана 0,5% содержания угольной пыли 50 мг/м, содержание аргиллитовой пыли 50 мг/м и влажности воздуха 5%. Целесообразно установить отличие концентрации каждого компонента у шахтной атмосферы от базовой концентрации на величину удвоенного среднеквадратического отклонения, т.е. заполнить соседние аэроциклоны следующими концеятрациями компонентов: СН4 — 3%, остальное— как в базовом циклоне, угольной пыли — 600 мг/лг, остальное — как в ба. зовом циклоне, аргиллитовой пыли—

200 мг/мз, остальное — как в базовом аэроциклоне, влажности — 70%, остальное — как в базовом циклоне.

При этом второй аэроциклон отличается от базового содержанием метана на 1%, третий — содержанием угольной пыли íà 100 Mr/M, четвертый— содержанием аргиллитовой пыли на

100 мг/мэ и пятый влажностью Воз духа на 10% относительных. Установив последовательно друг за другом все 5 аэроциклонов, начинают процесс калибровки.

Сначала перед лампой накаливания

3 монохроматического источника излучения 2 устанавливают красный светофильтр 18. Подают питание на лампу накаливания 3 (источник питания не пойазан). Пучок красного света 19 при этом направляется на аэроциклоны 1.

С помощью основного фотоприемника 7 величину полученного напросвет при выключенных вентиляторах 14 сигнала

А, а с помощью дополнительных фото1 приемников со своими индикаторными приборами измеряют сигналы рассеяния при выключенных вентиляторах соответственно на первом (базовом) и последующих сосудах А, А, А, А

А с 3 41

5е с

После этого включают вентилятор первого циклона и наблюдают за равномерностью перемешивания пыли, регулируя соответствующим образом в сторону увеличения или уменьшения числа оборотов вентилятора 14 регулятором 17 до получения равномерного перемешивания. При достижении равномерности измеряют сигнал с основного фотоприемника А и сигналы с дополнительных фотопрйемников Л, А

Ь М

3 1134895 4 профильными направляющими 12 и 13 (направляющая 12 выполнена в виде прямоугольного, а направляющая 13 в виде треугольного выступа}, Рейтеры 6 и 10 имеют соответствующие направляющим 12 и 13 прямоугольный и треугольный пазы, Каждый аэроциклон

1 снабжен вентилятором 14, который с помощью крепежных колец 15 крепится тангенциально сбоку к аэроциклону 1, так, что вертушка 16 вентилятора 14 находится во внутренней герметичной камере аэроциклона 1 (для этого ось вентилятора может быть пропущена, например, через боковую перегородку в аэроциклоне с герметичными подшипниками и сальниками). Каждый вентилятор 14 снабжен регулятором числа оборотов 17.

Перед лампой накаливания 3 уста20 новлен светофильтр 18.

Монохроматический коллимированный пучок света 19 от источника 2 проходит последовательно через все аэро циклоны 1 к основному фотоприемнику 7

Каждый аэроциклсн прикреплен к рейтеру 20, который в свою очередь установлен с возможностью продольных перемещений на станине 11. Дополнительные фотоприемники прикреплены к аэроциклонам 1 сбоку за пределами лу30

l. ча излучения 19 (фиг. 2 и 3), Работа стенда осузествляется следующим образом.

Опишем сначала работу стенда на .примере калибровки шахтного видеокон- 3S трольного устройства по минимуму сум- N его индикаторного прибора измеряют г марной погрешности, вызванной поглощением и рассеянием света угольной и породной пылью соответствующей концентрации и соответствующего класса - 40 крупности,.метаном соответствующей концентрации и влажностью воздуха, соответствующей относительной влажности. Для этого базовый аэроциклон например, ближний к источнику монохроматического излучения 2, заполним компонентами шахтной атмосферы того бассейна, на который калибруется шахтное видеоконтрольное устройство. Так, например, для добычных БО лав Донбасса средние концентрации компонентов составят: содержание метана 2%, содержание угольной пыли крупностью 5 мкм 500 мг/м, содержание аргиллитовой пыли крупностью S5

5 мкм 100 мг/мз, относительная влажность воздуха при +20 С 60%. Среднеквадратические отклонения концен95

S 1348

Оставив вентилятор первого аэроциклона во включенном состоянии, когда обеспечивается равномерное перемешивание, включают вентилятор второго циклона и также добиваются равномерного перемешивания. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника А„- и сигналы с соответст02 вующих дополнительных фотоприемников

А 2 А 2* АМ А4г ° AgZ

Оставив вентиляторы первбго и второго аэроциклонов во включенном состоянии, когда в них обеспечено хорошее перемешивание (не слишком сильное, чтобы частицы пыли не прилипали к боковым стенкам из-за центробежных сил и не слишком слабое, чтобы частицы пыли не оседали на дно), включают вентиляторы третьего циклона и также добиваются равно- 2О мерного перемешивания. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника Л и сигналы с соответствующих дополнительных фотоприемников А, Л 3 43 5 3

Оставив вентиляторы первого, второго и третьего аэроциклонов включенными для равномерного перемешивания в них,пыли, включают вентилятор четвертого циклона и, регулируя его обороты, добиваются (контролируя перемешивание на глаз через стен ки) равномерного перемешивания в: нем пыли. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника А < и с соо 35 ответствующих дополнительных фотоприемников А, А24,, А 4, А44 и А 4.

Оставив вентиляторы первого, вто рого, третьего и четвертого аэроциклонов включенными для равномерного перемешивания в.них,.пыли, включают вентилятор пятого аэроциклона и, регулируя его обороты, добиваются (контролируя перемешивание на глаз через стенки) равномерного перемеши45 вания в нем пыли. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника

Аб И с соответствующих дополнительных фотоприемников А<, А, А, А4, А (5 2

В процессе всех измерений помещение, в котором находится стенд, должно быть затемнено для исключения влияния возможной сильной фоновой подсветки.

По полученным 30 сигналам рассчитывают суммарную погрешность, вызванную поглощением и рассеянием красного света пылью, метаном и влагой по формуле

После этого вместо красного устанавливают оранжевый светофильтр

18 и всю процедуру для получения

30 сигналов повторяют в описанном порядке и снова рассчитывают суммарную погрешность, вызванную поглощением и рассеянием оранжевого света пылью, метаном и влагой.

Оранжевый светофильтр заменяют желтым и снова измеряют 30 сигналов и рассчитывают соответствующую погрешность для желтого света. Эти же проце— дуры повторяют с зеленым, голубым, синим и фиолетовым светофильтрами. Полученные семь погрешностей сравнивают между собой и находят два цвета, соответствующие наименьшим погрешностям. Эти два цвета являются предпочтительными для подсветки обьектов в лавах бассейна, на который калибровалось видеоконтрольное устройство ° По этим цветам устанавливают соответствующий комбинированный светофильтр (пропускающий только света двух предпочтительных цветов) в прожектор и само видеоконтрольное устройство.

Таким образом, технико-экономический эффект определяется тем, что стенд за каждую операцию позволяет провести 6 независимых друг от друга измерений интенсивности света, а за 5 операций позволяет провести

30 замеров, необходимых и достаточных для расчета суммарной погрешности.

Дополнительная операция по соответствующим измерениям фона, вызванным рассеянием и поглощением соответствующего света атмосферой-помещения и стенками аэроциклонов, позволяет искл очить соответствующие влияния фона.

15 б Ф 12

Фиг.5

Составитель И. Назаркина

Редактор А. Долинич Техред Т.Фанта Корректор Г. Решетник

Заказ 10084/39 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4