RU2760069C1 - Устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения - Google Patents
Устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760069C1 RU2760069C1 RU2021121101A RU2021121101A RU2760069C1 RU 2760069 C1 RU2760069 C1 RU 2760069C1 RU 2021121101 A RU2021121101 A RU 2021121101A RU 2021121101 A RU2021121101 A RU 2021121101A RU 2760069 C1 RU2760069 C1 RU 2760069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- optic
- circulator
- circulators
- arm
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 85
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 61
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G19/00—Conveyors comprising an impeller or a series of impellers carried by an endless traction element and arranged to move articles or materials over a supporting surface or underlying material, e.g. endless scraper conveyors
- B65G19/18—Details
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
- E21F13/06—Transport of mined material at or adjacent to the working face
- E21F13/066—Scraper chain conveyors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
- G02B6/385—Accessories for testing or observation of connectors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G19/00—Conveyors comprising an impeller or a series of impellers carried by an endless traction element and arranged to move articles or materials over a supporting surface or underlying material, e.g. endless scraper conveyors
- B65G19/18—Details
- B65G19/22—Impellers, e.g. push-plates, scrapers; Guiding means therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
- B65G2203/04—Detection means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Раскрыто устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения. Устройство содержит широкополосный источник излучения, группу первых волоконно-оптических циркуляторов, группу вторых волоконно-оптических циркуляторов, группу коллиматоров, группу отражающих пленок, группу третьих волоконно-оптических циркуляторов и анализатор оптического пути. При передаче излучения, излучаемого из широкополосного источника излучения, излучение с разными длинами волн разделяется посредством нескольких оптических решеток, выполненных методом травления на одномодовом оптическом волокне (SMF), и достигает отражающих пленок, приклеенных к рабочей поверхности скребкового конвейера, через первые волоконно-оптические циркуляторы, вторые волоконно-оптические циркуляторы и коллиматоры. Излучение с разными длинами волн затем отражается обратно от отражающих пленок, попадает в SMF через третьи волоконно-оптические циркуляторы и, в конечном итоге, попадает в анализатор оптического пути. Анализатор оптического пути вычисляет расстояния передачи разных длин волн излучения с целью получения положений точек положений отражающих пленок. Затем может быть получена прямолинейность рабочей поверхности скребкового конвейера. Настоящее изобретение обладает такими преимуществами, как высокая стойкость к электромагнитным помехам, простая конструкция и высокая точность, и может реализовывать измерение на больших расстояниях. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение принадлежит к области текущего контроля рабочего состояния полностью механизированного горнодобывающего оборудования в шахте; и относится к распределенному определению прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера и, в частности, к устройству и способу для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения.
Описание уровня техники
Скребковый конвейер является ключевым оборудованием в полностью механизированном угледобывающем забое, и его эксплуатационные характеристики непосредственно влияют на безопасность горных работ и уровень добычи. В дополнение к транспортировке угля, скребковый конвейер также можно использовать как передвижной путь для очистного комбайна и точку поворота для гидравлической крепи. Если прямолинейность скребкового конвейера в направлении движения является неудовлетворительной, усиливается эксплуатационный износ скребковой цепи, а также нарушается безопасность добычи угля. Кроме того, по причине того, что очистной комбайн совершает возвратно-поступательное движение при помощи скребкового конвейера в качестве пути для движения, относительно низкая прямолинейность может вызывать ошибку при режущем перемещении. Поэтому обеспечение движения скребкового конвейера по прямой линии является весьма важным.
Существующие средства определения прямолинейности главным образом являются следующими. С целью получения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера, для втягивания откаточного пути очистного комбайна используется технология инерциальной навигации на основе гироскопа. Однако гироскопическое устройство является дорогостоящим и приводит к высокой стоимости. В отношении скребкового конвейера проводят лазерную калибровку, и для захвата изображений с целью получения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера используют камеру высокой четкости. Однако данный способ имеет относительно низкую точность измерения, и захваченные изображения являются нерезкими в условиях высокого содержания пыли. Для определения положения гидравлической крепи относительно скребкового конвейера на гидравлической крепи устанавливают лазерный дальномер и, таким образом, косвенно измеряют прямолинейность рабочей поверхности скребкового конвейера. Однако реализовать этот способ затруднительно, так как крепь может наклоняться во время движения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
Одной целью настоящего изобретения является предоставление устройства для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения, которое имеет простую конструкцию, высокую стойкость к электромагнитным помехам и высокую точность.
Другой целью настоящего изобретения является предоставление способа определения согласно вышеописанному устройству для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения, который может реализовывать непосредственное измерение прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера.
Техническое решение
Для достижения вышеуказанных целей в настоящем изобретении приняты следующие технические решения. Предоставляется устройство для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения, которое содержит: широкополосный источник излучения, группу первых волоконно-оптических циркуляторов, группу вторых волоконно-оптических циркуляторов, группу коллиматоров, группу отражающих пленок, группу третьих волоконно-оптических циркуляторов и анализатор оптического пути, при этом группа первых волоконно-оптических циркуляторов содержит множество первых волоконно-оптических циркуляторов А, которые последовательно соединены посредством волоконной решетки, и на одномодовых оптических волокнах (SMF), присоединенных ко вторым плечам множества первых волоконно-оптических циркуляторов А, методом травления выполнены бреговские решетки с центральными длинами волн, соответственно, λ1, λ2 …, λn; широкополосный источник излучения последовательно соединен с группой первых волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF; группа вторых волоконно-оптических циркуляторов содержит множество вторых волоконно-оптических циркуляторов В, и группа коллиматоров содержит множество коллиматоров, расположенных на равных расстояниях; группа отражающих пленок содержит множество отражающих пленок, приклеенных к рабочей поверхности в направлении движения скребкового конвейера, и расстояние между отражающими пленками в группе равно расстоянию между коллиматорами; группа третьих волоконно-оптических циркуляторов содержит множество третьих волоконно-оптических циркуляторов С, последовательно соединенных посредством SMF, и анализатор оптического пути последовательно соединен с группой третьих волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF.
Группа первых волоконно-оптических циркуляторов, группа вторых волоконно-оптических циркуляторов, группа коллиматоров и группа третьих волоконно-оптических циркуляторов расположены в направлении, параллельном направлению расположения группы отражающих пленок; и расположены равные количества первых волоконно-оптических циркуляторов А, вторых волоконно-оптических циркуляторов В, коллиматоров, отражающих пленок и третьих волоконно-оптических циркуляторов С.Третьи плечи первых волоконно-оптических циркуляторов A соответственно соединены с первыми плечами вторых волоконно-оптических циркуляторов B, вторые плечи вторых волоконно-оптических циркуляторов B соответственно соединены с коллиматорами, и третьи плечи вторых волоконно-оптических циркуляторов B соответственно соединены с первыми плечами третьих волоконно-оптических циркуляторов C.
Предпочтительно, все располагаемые количества первых волоконно-оптических циркуляторов A, вторых волоконно-оптических циркуляторов B, коллиматоров, отражающих пленок и третьих волоконно-оптических циркуляторов С составляют не менее трех.
Предпочтительно, отражающая пленка представляет собой тонкий лист, покрытый металлической пленкой на поверхности и имеющий толщину менее 1 мм.
В настоящем изобретении дополнительно предоставляется способ определения согласно вышеописанному устройству для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения.
Широкополосный спектр, выводимый широкополосным источником излучения, попадает в первый волоконно-оптический циркулятор А1 первого ранга из первого плеча первого волоконно-оптического циркулятора А1, а затем его выводят из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора А1. Излучение, выводимое из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A1, достигает первой оптической решетки, и излучение с длиной волны λ1 отражается. Излучение с длиной волны λ1 попадает во второй волоконно-оптический циркулятор B1 первого ранга через первое плечо второго волоконно-оптического циркулятора B1 и достигает первой отражающей пленки через первый коллиматор после вывода из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1. Излучение c длиной волны λ1 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B1 через первый коллиматор из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1 под действием первой отражающей пленки и его выводят из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1. Излучение, выводимое из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора В1, попадает в третий волоконно-оптический циркулятор C1 первого ранга через первое плечо третьего волоконно-оптического циркулятора C1 и попадает в анализатор оптического пути через SMF после вывода из второго плеча третьего волоконно-оптического циркулятора C1.
Излучение остальных длин волн, которое не отражается после вывода излучения из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A1 и достижения им первой оптической решетки, непрерывно передают дальше, оно попадает из первого плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2 второго ранга и его выводят из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2. Излучение, выводимое из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2, достигает второй оптической решетки, и излучение с длиной волны λ2 отражается. Излучение с длиной волны λ2 попадает во второй волоконно-оптический циркулятор B2 второго ранга через первое плечо второго волоконно-оптического циркулятора B2 и достигает второй отражающей пленки через второй коллиматор после вывода из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2. Излучение c длиной волны λ2 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B2 через второй коллиматор из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2 под действием второй отражающей пленки и его выводят из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2. Излучение, выводимое из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора В2, попадает в третий волоконно-оптический циркулятор C2 второго ранга через первое плечо третьего волоконно-оптического циркулятора C2 и попадает в анализатор оптического пути через SMF после вывода из второго плеча третьего волоконно-оптического циркулятора C2.
Излучение остальных длин волн, которое не отражается после вывода излучения из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2 и достижения второй оптической решетки, непрерывно передают дальше, и остальное выводят по аналогии; таким образом, все излучение с длинами волн λ1, λ2, λ3, …, λn попадает в анализатор оптического пути через SMF. Анализатор оптического пути вычисляет расстояния передачи разных длин волн излучения с целью получения положений разных отражающих пленок. Так как точки положений отражающих пленок соответствуют положениям на скребковом конвейере, прямолинейность рабочей поверхности скребкового конвейера в направлении движения получают согласно соединительным линиям между этими точками положений.
Преимущественный эффект
По сравнению с предшествующим уровнем техники, в настоящем изобретении реализовано определение положений точек на рабочей поверхности согласно информации о длинах путей, по которым разные длины волн излучения отражаются обратно после достижения рабочей поверхности. На основе данной изобретательской концепции, после получения положений разных точек на рабочей поверхности в направлении движения скребкового конвейера в настоящем изобретении реализовано определение прямолинейности рабочей поверхности согласно этим точкам положений. Настоящее изобретение обладает такими преимуществами, как высокая стойкость к электромагнитным помехам, простая конструкция и высокая точность измерений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг.1 представлена принципиальная схема оптического пути в варианте осуществления настоящего изобретения.
Значения ссылочных позиций: 1. Широкополосный источник излучения, 2. Группа первых волоконно-оптических циркуляторов, 3. Волоконная решетка, 4. Группа вторых волоконно-оптических циркуляторов, 5. Группа коллиматоров, 6. Группа отражающих пленок, 7. Группа третьих волоконно-оптических циркуляторов, 8. Анализатор оптического пути, 9. Рабочая поверхность скребкового конвейера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приводится подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемый графический материал и конкретный вариант осуществления.
Как показано на фиг.1, устройство для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения содержит широкополосный источник 1 излучения, группу 2 первых волоконно-оптических циркуляторов, группу 4 вторых волоконно-оптических циркуляторов, группу 5 коллиматоров, группу 6 отражающих пленок, группу 7 третьих волоконно-оптических циркуляторов и анализатор 9 оптического пути. Группа 2 первых волоконно-оптических циркуляторов содержит первые волоконно-оптические циркуляторы A1, A2 и A3, которые последовательно соединены посредством волоконной решетки 3, и на волоконной решетке 3 методом травления выполнена дифракционная решетка. На SMF между первыми волоконно-оптическими циркуляторами A1 и A2 методом травления выполнена бреговская решетка с центральной длиной волны λ1, на SMF между первыми волоконно-оптическими циркуляторами A2 и A3 методом травления выполнена бреговская решетка с центральной длиной волны λ2, и на SMF, присоединенном ко второму плечу первого волоконно-оптического циркулятора A3, методом травления выполнена бреговская решетка с центральной длиной волны λ3. Широкополосный источник 1 излучения последовательно соединен с группой 2 первых волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF.
Группа 4 вторых волоконно-оптических циркуляторов содержит вторые волоконно-оптические циркуляторы B1, B2 и B3; и группа 5 коллиматоров содержит коллиматоры 51, 52 и 53, расположенные на равных расстояниях. Группа 6 отражающих пленок содержит множество отражающих пленок 61, 62 и 63, приклеенных к рабочей поверхности 9 в направлении движения скребкового конвейера, при этом три отражающие пленки расположены на расстояниях, равных расстояниям между тремя коллиматорами, и отражающая пленка представляет собой тонкий лист, покрытый металлической пленкой на поверхности и имеющий толщину менее 1 мм. Группа 7 третьих волоконно-оптических циркуляторов содержит третьи волоконно-оптические циркуляторы С1, С2 и С3, последовательно соединенные посредством SMF. Анализатор 8 оптического пути последовательно соединен с группой 7 третьих волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF.
Группа 2 первых волоконно-оптических циркуляторов, группа 4 вторых волоконно-оптических циркуляторов, группа 5 коллиматоров и группа 7 третьих волоконно-оптических циркуляторов расположены в направлении, параллельном направлению расположения группы 6 отражающих пленок. Третье плечо A13 первого волоконно-оптического циркулятора A1 соединено с первым плечом B11 второго волоконно-оптического циркулятора B1; второе плечо B12 второго волоконно-оптического циркулятора B1 соединено с коллиматором 51; третье плечо B13 второго волоконно-оптического циркулятора B1 соединено с первым плечом C11 третьего волоконно-оптического циркулятора C1; третье плечо A23 первого волоконно-оптического циркулятора A2 соединено с первым плечом B21 второго волоконно-оптического циркулятора B2; второе плечо B22 второго волоконно-оптического циркулятора B2 соединено с коллиматором 52; третье плечо B23 второго волоконно-оптического циркулятора B2 соединено с первым плечом C21 третьего волоконно-оптического циркулятора C2; третье плечо A33 первого волоконно-оптического циркулятора A3 соединено с первым плечом B31 второго волоконно-оптического циркулятора B3; второе плечо B32 второго волоконно-оптического циркулятора B3 соединено с коллиматором 53; и третье плечо B33 второго волоконно-оптического циркулятора B3 соединено с первым плечом C31 третьего волоконно-оптического циркулятора C3.
В первой группе 2 волоконно-оптических циркуляторов оптический путь передачи между плечами A11 и A12 первого волоконно-оптического циркулятора A1 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами A12 и A13 первого волоконно-оптического циркулятора A1 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами A21 и A22 первого волоконно-оптического циркулятора A2 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами A22 и A23 первого волоконно-оптического циркулятора A2 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами A31 и A32 первого волоконно-оптического циркулятора A3 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами A32 и A33 первого волоконно-оптического циркулятора A3 является однонаправленным.
Во второй группе 4 волоконно-оптических циркуляторов оптический путь передачи между плечами B11 и B12 второго волоконно-оптического циркулятора B1 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами B12 и B13 второго волоконно-оптического циркулятора B1 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами B21 и B22 второго волоконно-оптического циркулятора B2 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами B22 и B23 второго волоконно-оптического циркулятора B2 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами B31 и B32 второго волоконно-оптического циркулятора B3 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами B32 и B33 второго волоконно-оптического циркулятора B3 является однонаправленным.
В третьей группе 7 волоконно-оптических циркуляторов оптический путь передачи между плечами C11 и C12 третьего волоконно-оптического циркулятора C1 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами C12 и C13 третьего волоконно-оптического циркулятора C1 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами C21 и C22 третьего волоконно-оптического циркулятора C2 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами C22 и C23 третьего волоконно-оптического циркулятора C2 является однонаправленным; оптический путь передачи между плечами C31 и C32 третьего волоконно-оптического циркулятора C3 является однонаправленным, и оптический путь передачи между плечами C32 и C33 третьего волоконно-оптического циркулятора C3 является однонаправленным.
Широкополосный спектр, выводимый широкополосным источником 1 излучения, попадает в первый волоконно-оптический циркулятор А1 из плеча А11 первого волоконно-оптического циркулятора А1, а затем его выводят из плеча А12. Излучение, выводимое из плеча А12, достигает первой оптической решетки, и излучение с длиной волны λ1 отражается. Излучение остальных длин волн непрерывно передается дальше, попадает в первый волоконно-оптический циркулятор А2 через плечо А21 первого волоконно-оптического циркулятора А2 и выводится из плеча А22. Излучение, выводимое из плеча А22, достигает второй оптической решетки, и излучение с длиной волны λ2 отражается. Излучение остальных длин волн непрерывно передается дальше, попадает в первый волоконно-оптический циркулятор А3 через плечо А31 первого волоконно-оптического циркулятора А3 и выводится из плеча А32. Излучение, выводимое из плеча А32, достигает третьей оптической решетки, и излучение с длиной волны λ3 отражается. Излучение остальных длин волн непрерывно передается дальше.
Отраженное излучение с длинами волн λ1, λ2 и λ3 попадает, соответственно, во вторые волоконно-оптические циркуляторы B1, B2 и B3 через плечо B11 второго волоконно-оптического циркулятора B1, плечо B21 второго волоконно-оптического циркулятора B2, и плечо B31 второго волоконно-оптического циркулятора B3, а затем его выводят, соответственно, через плечи B12, B22 и B32.
Излучение, выводимое через плечи B12, B22 и B32, достигает отражающих пленок 61, 62 и 63, соответственно, через коллиматоры 51, 52 и 53.
Излучение c длиной волны λ1 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B1 посредством коллиматора 51 через плечо В12 под действием отражающей пленки 61 и выводится из плеча В13. Излучение c длиной волны λ2 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B2 посредством коллиматора 52 через плечо В22 под действием отражающей пленки 62 и выводится из плеча В23. Излучение c длиной волны λ3 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B3 посредством коллиматора 53 через плечо В32 под действием отражающей пленки 63 и выводится из плеча В33.
Излучение, выводимое из плеч B13, B23 и B33, попадает, соответственно, в третьи волоконно-оптические циркуляторы C1, C2 и C3 через плечо C11 третьего волоконно-оптического циркулятора C1, плечо C21 третьего волоконно-оптического циркулятора C2 и плечо C31 третьего волоконно-оптического циркулятора C3; а его затем выводят, соответственно, через плечи C12, C22 и C32.
Излучение с длинами волн λ1, λ2 и λ3, выводимое из плеч C12, C22 и C32, попадает в анализатор 8 оптической длины пути посредством SMF, и анализатор 8 оптического пути вычисляет расстояния передачи разных длин волн излучения с целью получения положений разных отражающих пленок. Так как точки положений отражающих пленок соответствуют положениям на скребковом конвейере, прямолинейность рабочей поверхности скребкового конвейера в направлении движения может быть получена согласно соединительным линиям между этими точками положений.
Выше описан только предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, и он не предназначен для ограничения настоящего изобретения в любой форме. На основе варианта осуществления настоящего изобретения все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники без выполнения творческой работы, должны попадать в объем правовой охраны настоящего изобретения. Любые простые модификации и эквивалентные изменения, вносимые в вышеописанный вариант осуществления согласно технической сущности настоящего изобретения, входят в объем правовой охраны настоящего изобретения.
Claims (8)
1. Устройство для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения, которое содержит широкополосный источник излучения, группу первых волоконно-оптических циркуляторов, группу вторых волоконно-оптических циркуляторов, группу коллиматоров, группу отражающих пленок, группу третьих волоконно-оптических циркуляторов и анализатор оптического пути, при этом группа первых волоконно-оптических циркуляторов содержит множество первых волоконно-оптических циркуляторов А, которые последовательно соединены посредством волоконной решетки, и на одномодовых оптических волокнах (SMF), присоединенных ко вторым плечам множества первых волоконно-оптических циркуляторов А, методом травления выполнены бреговские решетки с центральными длинами волн, соответственно, λ1, λ2 …, λn; широкополосный источник излучения последовательно соединен с группой первых волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF; группа вторых волоконно-оптических циркуляторов содержит множество вторых волоконно-оптических циркуляторов В, и группа коллиматоров содержит множество коллиматоров, расположенных на равных расстояниях; группа отражающих пленок содержит множество отражающих пленок, приклеенных к рабочей поверхности в направлении движения скребкового конвейера, и расстояние между отражающими пленками в группе равно расстоянию между коллиматорами; и группа третьих волоконно-оптических циркуляторов содержит множество третьих волоконно-оптических циркуляторов С, последовательно соединенных посредством SMF, и анализатор оптического пути последовательно соединен с группой третьих волоконно-оптических циркуляторов посредством SMF;
группа первых волоконно-оптических циркуляторов, группа вторых волоконно-оптических циркуляторов, группа коллиматоров и группа третьих волоконно-оптических циркуляторов расположены в направлении, параллельном направлению расположения группы отражающих пленок; расположены равные количества первых волоконно-оптических циркуляторов А, вторых волоконно-оптических циркуляторов В, коллиматоров, отражающих пленок и третьих волоконно-оптических циркуляторов С; третьи плечи первых волоконно-оптических циркуляторов A соответственно соединены с первыми плечами вторых волоконно-оптических циркуляторов B, вторые плечи вторых волоконно-оптических циркуляторов B соответственно соединены с коллиматорами, и третьи плечи вторых волоконно-оптических циркуляторов B соответственно соединены с первыми плечами третьих волоконно-оптических циркуляторов C.
2. Устройство для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения по п. 1, отличающееся тем, что все располагаемые количества первых волоконно-оптических циркуляторов A, вторых волоконно-оптических циркуляторов B, коллиматоров, отражающих пленок и третьих волоконно-оптических циркуляторов С составляют не менее трех.
3. Устройство для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения по п. 1, отличающееся тем, что отражающая пленка представляет собой тонкий лист, покрытый металлической пленкой на поверхности и имеющий толщину менее 1 мм.
4. Способ определения согласно устройству для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения по п. 1, при этом
широкополосный спектр, выводимый широкополосным источником излучения, попадает в первый волоконно-оптический циркулятор А1 первого ранга из первого плеча первого волоконно-оптического циркулятора А1, а затем его выводят из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора А1; излучение, выводимое из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A1, достигает первой оптической решетки, и излучение с длиной волны λ1 отражается; излучение с длиной волны λ1 попадает во второй волоконно-оптический циркулятор B1 первого ранга через первое плечо второго волоконно-оптического циркулятора B1 и достигает первой отражающей пленки через первый коллиматор после вывода из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1; излучение c длиной волны λ1 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B1 через первый коллиматор из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1 под действием первой отражающей пленки и его выводят из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора B1; излучение, выводимое из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора В1, попадает в третий волоконно-оптический циркулятор C1 первого ранга через первое плечо третьего волоконно-оптического циркулятора C1 и попадает в анализатор оптического пути через одномодовое оптическое волокно (SMF) после вывода из второго плеча третьего волоконно-оптического циркулятора C1;
излучение остальных длин волн, которое не отражается после вывода излучения из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A1 и достижения первой оптической решетки, непрерывно передают дальше, оно попадает из первого плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2 второго ранга и его выводят из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2; излучение, выводимое из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2, достигает второй оптической решетки, и излучение с длиной волны λ2 отражается; излучение с длиной волны λ2 попадает во второй волоконно-оптический циркулятор B2 второго ранга через первое плечо второго волоконно-оптического циркулятора B2 и достигает второй отражающей пленки через второй коллиматор после вывода из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2; излучение c длиной волны λ2 отражается обратно во второй волоконно-оптический циркулятор B2 через второй коллиматор из второго плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2 под действием второй отражающей пленки и его выводят из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора B2; излучение, выводимое из третьего плеча второго волоконно-оптического циркулятора В2, попадает в третий волоконно-оптический циркулятор C2 второго ранга через первое плечо третьего волоконно-оптического циркулятора C2 и попадает в анализатор оптического пути через SMF после вывода из второго плеча третьего волоконно-оптического циркулятора C2; и
излучение остальных длин волн, которое не отражается после вывода излучения из второго плеча первого волоконно-оптического циркулятора A2 и достижения второй оптической решетки, непрерывно передают дальше, и остальное выводят по аналогии; таким образом, все излучение с длинами волн λ1, λ2, λ3, …, λn попадает в анализатор оптического пути через SMF; и анализатор оптического пути вычисляет расстояния передачи разных длин волн излучения с целью получения положений разных отражающих пленок; так как точки положений отражающих пленок соответствуют положениям на скребковом конвейере, прямолинейность рабочей поверхности скребкового конвейера в направлении движения получают согласно соединительным линиям между точками положений.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010022172.4A CN111232557B (zh) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | 一种基于光纤传感的分布式刮板输送机工作面直线度检测装置及方法 |
| CN202010022172.4 | 2020-01-09 | ||
| PCT/CN2020/085886 WO2021139037A1 (zh) | 2020-01-09 | 2020-04-21 | 一种基于光纤传感的分布式刮板输送机工作面直线度检测装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2760069C1 true RU2760069C1 (ru) | 2021-11-22 |
Family
ID=70870537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021121101A RU2760069C1 (ru) | 2020-01-09 | 2020-04-21 | Устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11402196B2 (ru) |
| CN (1) | CN111232557B (ru) |
| AU (1) | AU2020420496B2 (ru) |
| RU (1) | RU2760069C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021139037A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111811427A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-23 | 中国矿业大学 | 一种刮板输送机直线度监测方法 |
| CN111924427B (zh) * | 2020-07-16 | 2022-11-08 | 精英数智科技股份有限公司 | 一种刮板输送机飘链故障识别方法、装置及电子设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102494801A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 电子科技大学 | 一种分布式光延迟光纤温度传感器 |
| RU2657889C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2018-06-18 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Аппарат и метод для автоматического выравнивания корпуса конвейера на скреперном конвейере полностью механизированного угледобывающего забоя |
| CN108033203B (zh) * | 2017-11-28 | 2019-01-25 | 天地科技股份有限公司 | 综放工作面后部刮板输送机直线度确定装置、拉移系统 |
| CN109341593A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-02-15 | 中国矿业大学 | 一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法 |
| CN110057324A (zh) * | 2019-06-08 | 2019-07-26 | 天地科技股份有限公司 | 一种采煤工作面液压支架与刮板输送机直线度监测方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU875106A1 (ru) * | 1979-02-08 | 1981-10-23 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им. А.А.Скочинского | Устройство дл контрол пр молинейности конвейера |
| CN1147702C (zh) * | 2001-08-27 | 2004-04-28 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 全光纤位移测量仪 |
| JP2006267034A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Osaka Univ | 断層計測装置及び断層計測方法 |
| CN103292980B (zh) * | 2013-05-17 | 2015-07-29 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光电探测器直线度和面响应均匀性的测量装置 |
| CN103912294B (zh) * | 2014-03-19 | 2016-05-18 | 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 | 一种使用光纤的工作面液压支架组直线度控制方法 |
| CN106986142B (zh) * | 2017-01-23 | 2018-10-19 | 中国矿业大学 | 基于拉压力传感器综采面刮板输送机自动调直装置及方法 |
| CN107883985B (zh) * | 2017-09-30 | 2020-05-08 | 中国矿业大学 | 一种重型刮板输送机过载在线监测装置及在线监测方法 |
| US11662228B2 (en) * | 2018-06-22 | 2023-05-30 | The University Of Hong Kong | Real-time surface shape sensing for flexible structures |
| CN209590271U (zh) * | 2018-12-13 | 2019-11-05 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种空间长度的测量装置 |
| CN111397542B (zh) * | 2020-03-09 | 2021-07-06 | 天地科技股份有限公司 | 一种基于弱反射光栅的刮板输送机直线度监测系统与方法 |
| CN112033301B (zh) * | 2020-08-07 | 2021-05-07 | 太原理工大学 | 一种刮板机弯曲度光纤测量系统 |
| CN113899326A (zh) * | 2021-08-20 | 2022-01-07 | 中国矿业大学 | 光纤传感器和刮板输送机直线度感知系统及其测量方法 |
-
2020
- 2020-01-09 CN CN202010022172.4A patent/CN111232557B/zh active Active
- 2020-04-21 WO PCT/CN2020/085886 patent/WO2021139037A1/zh active Application Filing
- 2020-04-21 RU RU2021121101A patent/RU2760069C1/ru active
- 2020-04-21 US US17/422,756 patent/US11402196B2/en active Active
- 2020-04-21 AU AU2020420496A patent/AU2020420496B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102494801A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-06-13 | 电子科技大学 | 一种分布式光延迟光纤温度传感器 |
| RU2657889C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2018-06-18 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Аппарат и метод для автоматического выравнивания корпуса конвейера на скреперном конвейере полностью механизированного угледобывающего забоя |
| CN108033203B (zh) * | 2017-11-28 | 2019-01-25 | 天地科技股份有限公司 | 综放工作面后部刮板输送机直线度确定装置、拉移系统 |
| CN109341593A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-02-15 | 中国矿业大学 | 一种综采工作面刮板输送机直线度光纤监测方法 |
| CN110057324A (zh) * | 2019-06-08 | 2019-07-26 | 天地科技股份有限公司 | 一种采煤工作面液压支架与刮板输送机直线度监测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021139037A1 (zh) | 2021-07-15 |
| US11402196B2 (en) | 2022-08-02 |
| AU2020420496A1 (en) | 2021-08-05 |
| US20220144554A1 (en) | 2022-05-12 |
| CN111232557A (zh) | 2020-06-05 |
| CN111232557B (zh) | 2020-11-24 |
| AU2020420496B2 (en) | 2022-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6285446B1 (en) | Distributed sensing system | |
| US4745293A (en) | Method and apparatus for optically measuring fluid levels | |
| US11346770B2 (en) | Optical fiber sensor for salinity and temperature measurement | |
| RU2760069C1 (ru) | Устройство и способ для распределенного определения прямолинейности рабочей поверхности скребкового конвейера на основе волоконно-оптического измерения | |
| CN101825432B (zh) | 双波长光纤干涉大量程高分辨率位移测量系统 | |
| CN102494801B (zh) | 一种分布式光延迟光纤温度传感器 | |
| CA2272033A1 (en) | Arrangement for determining the temperature and strain of an optical fiber | |
| CN109959403B (zh) | 一种多参量大容量传感系统 | |
| US11346689B2 (en) | Optical measuring system with an interrogator and a polymer-based single-mode fibre-optic sensor system | |
| CN102778306A (zh) | 光子晶体光纤折射率温度传感器、制作方法及测量系统 | |
| CN106769736B (zh) | 一种粉尘浓度测量系统 | |
| CN102506916A (zh) | 采用弱反射fbg的分布式传感网络及其各fbg的精确定位方法 | |
| RU156297U1 (ru) | Волоконно-оптическое устройство измерения показателя преломления | |
| RU2319988C2 (ru) | Оптоволоконная мультисенсорная система, датчик температуры/деформации для оптоволоконной мультисенсорной системы, способ записи датчика (варианты) | |
| JP4862594B2 (ja) | 光ファイバセンサ | |
| CN207991566U (zh) | 一种双sled光纤法珀传感器解调装置 | |
| CN102104229A (zh) | 一种单频激光器的波长控制装置及控制方法 | |
| EP3647757B1 (en) | Reflected light measurement device | |
| RU2783171C1 (ru) | Способ и устройство для опроса сенсорных элементов волоконных брегговских решеток через торец волокна с использованием кольцевой спекл-картины | |
| KR102366407B1 (ko) | 광섬유 분포 온도 연산 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 광섬유 분포 온도 계측 시스템 | |
| RU2727778C1 (ru) | Доплеровский волоконно-оптический измеритель начальной скорости снаряда | |
| RU2688596C1 (ru) | Волоконно-оптический датчик угла поворота | |
| CN210570480U (zh) | 一种提高测量精度的激光干涉仪 | |
| Frank et al. | General purpose position sensor | |
| Zubia | POF Displacement Sensors |