Стенд для калибровки осветителей шахтных видеоконтрольных устройств Советский патент 1985 года по МПК G01M11/02 

1 Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к стендам для калибровки шахтных видеоконтрол ных телевизионных или панорамных устройств, и может быть использовано в лабораториях институтов, заводов по производству видеоконтроль ных устройств или в шахтных наладоч ных лабораториях. Известен стенд для калибровки, содержащий источник излучения, колл матор, микроскоп или зрительную тру бу, литую чугунную станину с сектором, которая установлена с помощью амортизаторов на прочном основании Длиннофокусный объектив, лагеры, це тральньш затвор со спусковым тросиком, молочное стекло, сменный испытательный тест в виде миры,.сет ки с перекрестиями и штрихами на светлом фоне, щели или точечные диа рагмы, в котором на конце станины . укреплена призматическая направляющая, на которую установлен источник излучения с лампой накаливания и конденсатором. В этом стендеперед объективом коллиматора находится держатель с лимбом, который служит для закрепления испытуемого образда 1. .едостатками известного стенда являются его высокая сложность и невозможность каллибровки с его помощью зндеоконтрольных устройств ввиду отсутствия в нем фотоприемни ка и трудности установки в нем круп ногабаритных испытуемых образцов, так как лимб имеет отверстие малого диаметра. Известен стенд для калибровки ос ветителей шахтных видеоконтрольных устройств, содержащий последователь но расположенные источник монохрома тического излучения и основной фото приемник, между которыми установлен испытуемь й образец, источник монохроматического излучения содержит лампу, цилиндрический конденсатор, входн то и вькодную 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 обра зец фокусируется кварцевой линзой на Фотоприемник JYJ . Известный стенд имеет низкую точ ность калибровки и не позволяет проводить калибровку быстро и непрерывно. Это связано с тем, что онне дает возможности разделить влияние переменных на рассеяние и поглощение света различных длин волн компонентами гаахтной атмосферы, а также не позволяет производить одновремен нов измерение поглощения и рассеяния света шахтной атмосферой. Цель изобретения - повьш1ение точности и быстродействия калибровки. Поставленная цель достигается, тем, что стенд для калибровки освети телей, шахтных видеоконтрольньгх устройств, содержащий последовательно расположенные осветитель кювету для испытуемого материала и фотоприемник, снабжен станиной с продоль но 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 каждьш 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 видеоконтрольньгх устройств входят кювета 1 в виде прозрачного герметичного сосуда (аэроциклон), изготов.пенного, например, из листового органического стекла, источник монохроматического излучения 2, состоящий, например, из лампы накалиьания 3 и рефлектора Д. Источник монохроматического 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 индикаторньши приборами 8. Основной фотоприемник 7 закреплен на подставке 9, установленной на рейтере 10. Стенд имеет станину 11 с прямолинейными 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 треугольньй пазы,. Каждый аэроциклон - 1 снабжен вентилятором 14, который с помощью крепежных колец 15 крепится тангенциально сбоку к аэроциклону 1, так, что вертушка 16 вентиля тора 14 находится во внутренней герметичной камере аэроциклона 1 япя этого ось вентилятора может быть пропущена, например, через боковую перегородку в аэроциклоне с герметичными подщипниками и сальниками) . Каждый вентилятор 14 снабж регулятором числа оборотов 17. Перед -лампой накаливания 3 установлен светофильтр 18. Монохроматический коллимированный пучок света 19 от источника 2 проходит последовательно через все аэр циклоны 1 к основному фотоприемнику .Каждый аэроциклон прикреплен к рейт ру 20, который в свою очередь установлен с возможностью продольных перемещений на станине 11. Дополнительные фотоприемники прикреплены аэроциклонам 1 сбоку за пределами лу ча излучения 19 (фиг. 2 и 3), Работа стенда осузествляется сле дующим образом. Опишем сначала работу стенда на примере калибровки шахтного видеоко трольного устройства по минимуму сум марной погрешности, вызванной погло щением и рассеянием света угольной и породной пылью соответствующей ко центрации и соответствующего класса крупности, метаном соответствующей концентрации и влажностью воздуха, соответствующей относительной влажности. Для этого базовый аэроциклон напргшер, ближний к источнику монохроматического излучения 2, заполним компонентами шахтной атмосферы того бассейна, на которьй калибруется шахтное видеоконтрольное устро ство. Так, например, для добычных лав Донбасса средние концентрации компонентов составят: содержание метана 2%, содержание угольной пыли крупностью 5 мкм 500 мг/н, содержа ние аргиллитовой пьши крупностью 5 мкм 100 мг/м, относительная влаж ность воздуха при +20 С 60%. Среднеквадратические отклонения концен- 1 Л тт)адин шахтной атмосферы составляют содержание метана 0,5%, содержания угольной пыли 50 мг/м, содержание аргиллитовой пыли 5П 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 концентрациями компонентов: СН - 3%, остальное как в базовом циклоне , угольной пыли - 600 мг/м, остальное - как в базовом циклоне, аргиллитовой пыли 200 мг/м, остальное - как в базовом аэроциклоне 5 влажности - 702, остальное - как в базовом циклоне. При этом второй аэроциклон отличается от базового содержанием метана на 1%, третий - содержанием угольной пьши на 100 мг/м, четвертый содержанием аргиллитовой пыли на 100 мг/м и пятый - влажностью воздуха на 10% относительных. Установив последовательно друг за другом все 5 аэроциклонов, начинают процесс калибровки. Сначала перед лампой накаливания 3 монохроматического источника излучения 2 устанавливают красньп1 светофильтр 18. Подают питание на лампу накаливания 3 (истопник питания не показан). Пучок красного света 19 при этом направляется на аэроциклоны 1, С помощью основного фотоприемника 7 1и его индикаторного прибора измеряют величину полученного напросвет при выключенных вентиляторах 14 сигнала AQ, а с помощью дополнительных фотоприемников со своими индикаторньгми приборами измеряют сигналы рассеяния при выключенных вентиляторах соответственно на первом (базоврм) и последующ1гх сосудах А , А, А, А; После этого включают вентилятор первого циклона и наблюдают за равномерностью перемещивания пьши, 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 . и сигналы с дополнительных фотопр-иемников А„, , Ад, . Оставив вентилятор п.ервого аэроциклона во включенном состоянии, когда обеспечивается равномерное перемешивание, включают вентилятор второго циклона и также добиваются равномерного перемешивания. При это измеряют сигнал с основного фотоприемника АдлИ сигналы с соответствующих дополнительных фотоприемнико 12 22 2 4 52 Оставив вентиляторы первого- 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 пьши не оседали на дно)J включают вентиляторы треть го циклона и также добиваются равно мерного перемешивания. При этом измеряют сигнал с основного фотоприем ника AQ и сигналы с соответствующих дополнительных фотоприемников А., А, , и Aj-. Оставив вентиляторы первого, вто рого и третьего аэроциклонов включенными для равномерного перемешивания в них,пыли, включают вентилятор четвертого циклона и, регулируя его обороты, добиваются (контролируя перемешивание на глаз через сте ки) равномерного перемешивания внем пыли. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника А и с со ответствующих дополнительных фотопр емников AM Aj 44 Оставив вентиляторы первого, вто рого, третьего и четвертого аэродик нов включенными для равномерного перемешивания в,них.,пьти, включают вентилятор пятого аэроциклона и, ре гулируя его обороты, добиваются (контролируя перемешивание на глаз через стенки) равномерного перемеши вания в нем пьши. При этом измеряют сигнал с основного фотоприемника Ajjg и с соответствующих дополнительных фотоприемников А, , А,;., jg 45 А 53..: В прОдессе всех измерений помещение, в котором находится стенд, должно быть затемнено для исключения влияния возможной сильной фоновой подсветки. По полученным 30 сигналам рассчитывают сутчмарНую погрешность, вызванную поглощением и рассеянием красного света пылью, метаном и влагой по формуле ftj;-ftiU |2-| fg .U А, I J После этого вместо красного устанавливают оранжевый светофильтр 18 и всю процедуру для получения 30 сигналов повторяют в описанном порядке и снова рассчитывают cyMj-iapную погрешность, вызванную поглощением и рассеянием оранжевого света пьтью, метаном и влагой. Оранжевый светофильтр заменяют желтым и снова измеряют 30 сигналов и рассчитывают соответствующую погрешность для жёлтого света. Эти же процедуры повторяют с зеленым, голубым, синим и фиолетовьм светофильтрами. Полученные семь погрешностей сравнивают между собой и находят два цвета,соответствующие наименьшим погрешностям. Э.ти два цвета являются предпочтительными для подсветки объектов 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 исключить соответствующие влияния фона.

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, уголь- ной ипородной пьши и воды ТЭК, что каждый цилиндр отличается от базового только одним параметром - концентрацией, крупностью ИЛ1 типом пыли, концентрацией воды или метана. /

15 / /7

W

0 6 11 12 Фиг.5