Автоматизована система запису кутів відхілення жорстких провідників вертикальних шахтних стволів

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам профильной съемки проводников вертикальных шахтных стволов, и предназначено для автоматической записи углов отклонения жестких проводников от вертикали. Предлагаемая система может быть использована на предприятиях угольной, рудной, сланцевой и золотодобывающей промышленности при подземной разработке месторождения полезных ископаемых. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для записи углов отклонения проводников от вертикали в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и регистрации их на движущейся фотопленке в виде непрерывных кривых - фотограмм СУ-2 [1]. Устройство содержит датчик углов отклонения проводников, проекционную оптическую систему, лентопротяжный механизм и элементы электрической схемы, размещенные в корпусе, состоящем из нескольких отделений. Датчик углов отклонения проводников содержит два чувствительных элемента, размещенных под углом 90° друг к др угу в металлическом корпусе, и плоское зеркало. Корпус наполнен вязкой прозрачной полиметилсилоксановой жидкостью, выполняющей роль демпфера. В боковой стенке корпуса установлен объектив. Проекционная оптическая система содержит последовательно расположенные электролампу, конденсор, состоящий из двух плоско-выпуклых линз, диафрагму, представляющую собой круглое отверстие в латунном диске, и поворотное зеркало. В двух нижних отделениях размещена вся электрическая часть устройства: миллиамперметр для контроля накала лампы, электролампа, тумблер для размыкания электрической цепи, источник питания. Нижние отделения закрыты крышками. Через дно корпуса выведен кабель для подключения к размыкателю отметчика расстрелов. Корпус устройства для записи углов отклонения проводников от вертикали крепится к каретке станции для профильной съемки проводников. Запись углов отклонения жестких проводников от вертикали осуществляется автоматически с помощью световых сигналов на перфорированную фотопленку шириной 35мм. Обеспечение перемещения фотопленки лентопротяжным механизмом в одну сторону независимо от направления движения каретки по проводникам шахтного ствола исключает необходимость присутствия людей, в шахтном стволе при съемке проводников. Недостатком известного технического решения является большая трудоемкость и длительное время камеральной обработки фотограмм для построения кривых профилей проводников. Указанные недостатки обусловлены тем, что только для построения профиля одного проводника необходима фотопленка большой протяженности (порядка 20,0м при глубине ствола 500м), и проявление фотопленки, проверка качества записи и обработка фотограмм на интеграторе требует дополнительных затрат времени (до 30 дней). Таким образом, результаты профильной съемки проводников шахтны х стволов представляются потребителю только через месяц. Кроме того, недостатком известного технического решения является низкая точность и ненадежность измерений, обусловленная тем, что при обработке фотопленки, дешифровке, фотограмм на интеграторе и построении на лавсане профилей всех проводников шахтного ствола в двух плоскостях происходит накопление погрешностей, которые отрицательно влияют на результаты профильной съемки, что в конечном счете приводит к снижению безопасности эксплуатации стволов. В основу изобретения поставлена задача создания автоматизированной системы записи углов отклонения жестких проводников вертикальных шахтных стволов путем использования специальной конструкции проекционной оптической системы, содержащей два параллельных зеркала, плоскопараллельную пластину, два фотодиода, электронный блок регистрации и магнитный диск, расположенных таким образом, что достигается повышение точности и надежности измерений и возможность получения результатов профилировки проводников вертикальных шахтных стволов сразу же после выполнения работ. Поставленная задача решается тем, что в автоматизированной системе записи углов отклонения жестких проводников вертикальных шахтных стволов, содержащей последовательно расположенные проекционную оптическую систему, включающую электролампу, конденсор, диафрагму и поворотное зеркало, расположенные последовательно, и датчик углов отклонения проводников, проекционная оптическая система дополнена последовательно расположенными плоскопараллельной пластиной, двумя параллельными зеркалами, двумя фотодиодами и магнитным диском, причем входы фо тодиодов оптически связаны с параллельными зеркалами, а их вы ходы соединены с магнитным диском, при этом фотодиоды расположены параллельно относительно друг друга. Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволит получить информацию об отклонении жестких проводников сразу же после выполнения профильной съемки шахтных стволов за счет автоматической записи световых сигналов на магнитный диск. Кроме того, повышается точность и надежность измерений, что в конечном счете приводит к повышению безопасности эксплуатации стволов, за счет достоверного определения состояния проводников. Предлагаемое устройство может быть использовано в серийно выпускаемых системах профилировки жестких проводников подъемных сосудов вертикальных шахтных стволов СИ4, СИ5, а также во вновь разрабатываемых, предназначенных для проверки состояния проводников и стенок шахтных стволов. На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой автоматизированной системы записи углов отклонения жестких проводников вертикальных ша хтных стволов; на фиг.2 принципиальная оптическая схема автоматизированной системы записи на магнитный диск углов отклонений проводников вертикальных шахтных стволов. Предлагаемая автоматизированная система состоит из датчика углов отклонения проводников 1 и проекционной оптической системы 2, содержащей последовательно расположенные электролампу 3, конденсор 4, состоящий из двух плоско-выпуклых линз, диафрагму 5, представляющую собой круглое отверстие диаметром 0,2мм в латунном диске, поворотное зеркало 6, плоскопараллельную пластину 7, два параллельных зеркала 8 и 9, два фотодиода 10 и 11, расположенных параллельно на расстоянии 2 L и магнитный диск 12. Таким образом, применение новых конструктивных элементов, включающих плоскопараллельную пластину, два параллельных зеркала, два фотодиода и магнитный диск, позволяет осуществить раздельную регистрацию световых си гналов, поступающи х нас фотодиоды от известного датчика углов отклонения проводников от вертикали. Фотодиоды преобразуют световые сигналы в электрические, которые фиксируются в электронном блоке регистрации и записываются на магнитный диск, что позволяет решить поставленную задачу создания автоматизированной системы записи углов отклонения жестких проводников вертикальных ша хтных стволов. Плоскопараллельная пластина 7 расположена между поворотным зеркалом 6 и параллельными зеркалами 8, 9. Фотодиоды 10 и 11 расположены параллельно друг другу на расстоянии 2 L. На входы фо тодиодов 10, 11 поступают световые сигналы от параллельных зеркал 8, 9, а выходы фотодиодов 10, 11 соединены с входом магнитного диска 12. Оптическая схема датчика углов отклонения проводников 1 приведена на фиг.2 и включает объектив 13, две прямоугольные призмы 14 и 15 и плоское зеркало 16. Принцип работы автоматизированной системы записи углов отклонения жестких проводников вертикальных ша хтны х стволов представлен на фиг.2. Нить электролампы 3 проецируется конденсором 4 на диафрагму 5, расположенную в фокальной плоскости объектива 13 датчика. Результаты измерений углов отклонений проводников от вертикали записываются на магнитном диске 12 через определенное расстояние по длине проводника, равное базе каретки измерительных станций СИ. Таким образом, новые конструктивные элементы, состоящие из плоскопараллельной пластины, двух параллельных зеркал, двух фотодиодов, и магнитного диска в совокупности с известными конструктивными элементами, включающими датчик углов отклонения проводников от вертикали, источник питания, миллиамперметр для контроля накала лампы, тумблер для размыкания электрической цепи, электролампу, конденсор, состоящий из двух плоско-выпуклых линз, диафрагму, представляющую собой отверстие диаметром 0,2мм в латунном диске, и поворотное зеркало, позволяют осуществить раздельную регистрацию световых сигналов, поступающи х на фотодиоды от датчиков углов отклонения, и приводят к повышению точности и надежности устройства за счет исключения ошибок при обработке фотопленки, дешифровке фотограмм на интеграторе и построения на лавсане профилей проводников. По сравнению с известным техническим решением предлагаемая автоматизированная система записи углов отклонений проводников от вертикали позволит исключить трудоемкий и длительный процесс камеральной обработки фотограмм и получать результаты измерений с использованием персональных ЭВМ сразу же после профилировки проводников вертикальных шахтных стволов измерительными станциями СИ. В качестве примера конкретной реализации заявляемой автоматизированной системы можно привести систему записи углов о тклонения проводников автоматизированной системы. профилирования жестких проводников подъемных сосудов в вертикальных шахтных стволах, разрабатываемую УкрНИМИ и ЦКБ "Арсенал" по заказу Минуглепрома Украины. В настоящее время разрабатывается конструкторская документация для изготовления опытных образцов автоматизированной системы.