Стенд для калибровки осветителей шахтных видеоконтрольных устройств

 

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