Стенд для отладки настроечных параметров добычной машины Советский патент 1983 года по МПК G01M19/00 

Изсгбрётение относится к горном) машиностроению, а именно к автоматизации управления рабочим органом добЕ1Чной машины в профиле пласта. Устройство предназначено для отладки настроечных параметров добычцрЛ машины на этапе заводских испытаний машины и стыковки его с другими элементами системы управления.

Добычная машина предназначена для механизированной выемки продуктивных пластов с естественной радиоактив-, ностью. Для уменьшения потерь полезного ископаемого вопросы воздения добычных : машин в профиле продуктивного пласта связаны с необходимостью отладки добычной машины для работы с конкретнымсрластом, обладающим характерной только дпя него диаграммой.

Известно устрой.ство интенсивности гамма-излучения дпя управления положением исполнительного органа добычной машины в зхрофиле пласта. Устройство состоит из детектора гамма-излучения и радиометрического устройства с релейным выходом на светевой блок индикации 11 3

Релейный выход устройства можно использовать и для управления элект рогидравлическим приводом рабочего

органа-добычнай машины в режиме автоматического снижения его режущей кромки по гипсометрии пласта. В этом случае устройство используется как радиометрический датчик обратной связи замкнутой системы управления и контроля за границей пласта. Всякое отклонение рабочего органа от границ пласта сопровождается

10 изменением интенсивности излучения, соответственно на выходе детектора гамма-излучения появляется последовательность электрических импульсов с переменной частотой. Путем срав15нения заданного и текущего значения скорости счета импульсов радиометрический датчик формирует управление . команды Больше - норма - меньше, которые регистрируются блоками инди20кации и одновременно воздействуют на электрогидравлический привод рабо чего органа. Точность отслеживания границы пласта в значительной степени зависит от правильной настройки

25 радиометрического датчика, пара1метры которого должны быть отражены с учете конкретных горногеологических условий. На этапе изготовления и доработки радиометрической аппарату

30 для испытания ее в условиях близким к натурным обычно используется стационарный стенд с рудными эталонами Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является сте для отладки настроечных параметров добычной машины, содержащий модель излучающего тела, преобразоват.ель излучения в сигнал, устройство пере мещения преобразователя относительн модели 12 . Недостатком известного устройств является необходимость использовани для его отладки стендов с гамма-излучающими материалами. Цель изобретения - повышение безопасности обслуживающего персонала. Поставленная цель достигается тем-, что в стенде для отладки настро ечных параметров добычной машины, содержащем модель излучающего .тела, преобразователь излучения в сигнал, устройство перемещения преобразователя относительно модели, модель излучакнцего тела выполнена в виде матрицы светодиодов, соединенной через делитель с генератором, а в качестве преобразователя излучения в сигнал применен фотоэлектронный преобразова тель . На фиг. I представлены четыре возможные варианта диаграмм гаммаопробования продуктивного пласта в естественном залегании;на фиг. 2 кривые интенсивности гамма-излучения .которые воспроизведены светодиодной матрицей с использованием фотатранзисторного преобразователя; на фиг.З стенд, подключенный к отлаживаемой добычной машине , общий вид. Две диаграммы (фиг. 1) симметричны относитольно середины пласта и отличаются различными градиентами из лучения из-за неодинаковой его мощности. Две других асимметричны, со смещением аномалии в почву или в кровлю пласта. Градиент интенсивности излучения зависит как от характера -оруденения, так и от геометрии пласта. Кривые интенсивности гамма-излучения (фиг. 2) по форме не отличаются от диаграмм гамма-опробования, по этому их можно использовать для целей моделирования. Стенд для отладки настроечных параметров радиометрического датчика на этапе заводстких испытаний добычной машины (фиг. 3 ) состоит из светодиодной матрицы 1, набранной из светодйсдов 2, преобразователя излучения 3, гидроцилиндра 4 с электрогид равлическим золотником 5, опросного генератора б и управляемого делителя частоты 7. Преобразователь 3 является приемником светоизлучения, которое преобразуется им в частотную последовательность импульсов. Он выполнен в виде фототранзистора (или пакета фо-. тотранзисторов ), заключенного в корпус, который со стороны матрицы, с целью направленного приема, выполненв виде защитной бленды (не показана. Преобразователь имеет возможность перемещения в плоскости матрицы в двух взаимно перпендикулярных направлениях: по горизонтали вручную, а по вертикали с помощью гидроцилиндра 4, подвешенного на ролике 8 с возможностью перемещения .его по направляющей 9. Преобразователь 3 электри чески связан с радиометрическим датчиком 10, который управляет с по- -. мощью усилителя 11, например релейного, электрогидравлическим золотником 4 и двумя индикаторными лампами 12 и 13. В свою очередь электрогидравлический золотник 5 управляет гидроцилиндром 3 и гидродомкратом 14 добычной машины 15 так, что преобразователь 3 и рабочий орган 16 в вертикальной плоскости перемещаются синхронно. Обычно колебания рабочего органа относительно границ пласта не превышают 1б мм, поэтому светодиоды 2 целесообразно располагать по сгущенной сетке лишь в приграничных зонах, а в середине пласта (в целях экономии ) их можно располагать значительно реже. Это не скажется на результаты измерений, поскольку зона опробования выбирается как можно ближе к границе пласта. Для лучшей работы преобразователя излучения светодиоды предпочтительно устанавливать в шахматном порядке (фиг. 3). Для пластов небольшой мощности высоту матрицы целесообразно выбрать в реальном масштабе. Для пластов средней и большей мощ11ости масштаб матрицы важно сохранить лишь в приграничной зоне и зоне опробования (шириной порядка 20-40 см), а в средней части матрицы его можно уменьшить, светодиодная матрица 1 работает в паре с фототранзисторным преобразователем 3 по обычной схеме переключательного рптрона. Для этих целей можно использовать диодно-транзисторные оптронные пары, частотный диапазон которых на один - два порядка больше частотного диапазона стандартных руд.ничных радиометров. Работа предлагаемого стенда осуществляется в следующей последова-., тельности. В качестве исходных данных используются несколько диаграмм(гамма-опробования, которые снимают в характерных точках забоя. Они могут быть, например, симметричными относительнр середины пласта (фиг. 1 в,г). Путем сравнения этих диаграмм выбирают по крайней мере две диаграммы

с минимальным и максимальным градиентом галада-иэлучения, а третью строят по усредненным данным всех диаграмм. По этим трем диаграммам таблично или графически строят три кривые гамма-излучения (фиг. 2 в, г с учетом реальной чувствительности детектора гамма-излучения, с которыпоставлен радиометрический датчик. Эти кривь1е моделируют на стенде попеременно путем изменения пересчетных коэффициентов делителя частоты 7 и опросного генератора 6.

Heбaльшиe колебания градиента излучения в пределах длины светодиодной матрицы, которые происходят например, за счет колебания мощности пласта, можно имитировать путем затемнения отдельных светодиодов.

Для этой цели можно, например, ипользовать .сменные закрашенные колпачки сетодиодов. Уменьшая таким образом светоотдачу отдельных диодов в зоне опробования,можно добиться уменьшения градиента излучения для каждого столбца светодиодной матрицы.

,После выполнения необходимого объема работ по моделированию пласта дальнейшая работа стенда происходит в следующей последовательности. Пусть, например, на светодиодной

матрице смоделировано излучаю1цее тело с минимальным градиентом излучения (фиг. 2 г ). В исходноем положении преобразователь 3 и синхрон но с ним рабочий орган выводится в зону опробования, например в зону 5 - f или -,-f.Q (фиг. 2). После включения генератора б горизон-ральные шины .со стороны делителя частоты 7 опрашиваются с частотой, соответствующей графику t(2} (фиг. 2 К С той же частотой высвечиваются и. светодиоды вертикальных столбцов матрицы. Эта закономерность повторится в виде последовательности электрических импульсов и на выходе преобразоватэля 3. Радиометрический датчик 10 подсчитывает число этих

импульсов в единицу времени и сравнивает текущее значение частоты с заданной. В результате на выходе релейного усилителя 11 появляются управляющие команды Больше - равно-меньше, 1(рторые воздействуют на электрогидравлический золотник так, что он будет переключаться попеременно .

В результате автоколебаний преобразователь 3 отработает границу пласта в виде зоны поиска шириной ив(фиг. 3). Синхронно с перемещением преобразователя 3 граница яласга отрабатывается режущей кромкой рабочего органа в регшьнс масштабе в виде зоны шириной дт (фиг. 3J

Одновременно с этим происходит попеременное переключение индикаторных ламп 12 и 13, показывакхаих нап;.равление перемещения рабочего органа в режиме переключения. 5 Меняя параметры радиометрического датчика{постоянную времени интенсиметра, пороги срабатывания, пороги срабатывания реле и др.), можно добиться оптимального режима еле-

10 жения за границей пласта. При этом важно сузить зону поиска лт(фиг. 3 до минимума, но без чрезмерного нагрева электрогидравлических золотников и без резких переке1цен1}й рабоче5 го органа в режиме переключений.

После отладки настроечных параметров радиометрического датчика проверяют реакцию следящей системы на местные изменения градиента излуче0 ния. С этой целью преобразователь .3 сдвигают по горизонтали в те места матрицы,- где светоотдача светодиодов уменьшена за счет съемных колпачков.

Объем стендовых испытаний радио5

метрического датчика производят по крайней мере еще дважды для модели пласта с максимальным (фиг. 2 в) и усредненным градиентом излучения.

0 с учетом этого выбираются оптимальные пределы регулировки настроечных параметров радиометрического датчика, которые и рекомендуются для шахтных испытаний.

5 Отказ от использования биологически вредных веществ на этапе заводс.ких испытаний машины позвпляет создать весьма простую и мобильную кон. струкцию стенда, которвлй в свою оче0 редь позволяет сократить время заводских- испытаний, стоимость наладочных работ и улучшить качество ап паратуры управления.

5 Применение стенда выгодно и для действующих предприятий для отладки, например, аппаратуры после ремонта или перемонтажа мгшзины в другой забой с несколько отличной гор но-геологической обстановкой.

Формула изобретения

Стенд для отладки настроечных пара метров, добычной машины, содержащий

модель излучакацего тела, преобразователь излучения в сигнеш, устройство перемадения преобразователя относительно модели, отличаю щий0 с я тем, что, с целью повышения безопасности обслуживанхцего пер.сонала, модель излучающего тела выполнена в виде матрицы светодиодов, соединенной через делитель частоты 5. с генератором, а в качестве пресс98разователя излучения в сигнгш применен фотоэлектронный преобразователь . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 93538 1. Авторское свидетельство СССР . по заявке 2870186/03, кл. 01 М 19/00, 1980, ,2. Шашкин В.Л. Опробование радиоактивных руд по гамма-излучению. М.,, 5 Атомиздат, 1972, с. 60-61 (прототип).