Способ контроля перемещения подъемного сосуда в стволе шахты и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)4 В 66 В 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ х- С гу,„-к, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3721496/29-11 (22) 06.04.84 (46) .15.11.85. Бюл. 9 42 (71) Институт горного дела АН КазССР. (72) О.Г. Кремер, А.И. Кокетаев и А.Т. Аспандияров (53) 621 . 864 (088 . 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 874562., кл. В бб В 3/02, 1981. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ПОДЬЕМНОГО СОСУДА В СТВОЛЕ ШАХТЬ! И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57 ) 1. Способ контроля перемещения подъемного сосуда в стволе шахты, при котором возбуждают высокочастотные колебания в линии, образованной рабочим канатом и направляющими проводниками подъемного сосуда, эакороченными через подъемный сосуд внизу, измеряют один иэ электрических параметров этой линии и определяют расстояния до подъемного сосуда по изменению этого параметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения положения подъемного сосуда в стволе шахты, производят низкочастотную модуляцию колебаний, возбуждаемых в упомянутой линии, затем в двух следующих друг за другом резонансах токов или напряжений в линии измеряют соответствующие им частоты и определяют расстояние до подъемного сосуда

„„SU„„11914()5 где X — расстояние от начала линии до места короткого замыкания линии через подъемный сосуд;

С вЂ” скорость распространения электромагнитных волн;

f., f. — частоты, соответствующие двум следующим друг эа другом резонансам токов или напряжений.

2. Устройство контроля перемещения подъемного сосуда, содержащее генератор высокой частоты с выходным контуром, подключенным одним концом к направляющим проводникам, а другим через емкостиую связь — к рабочему канату, и соединенные последовательно детектор и усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения положения подъемного сосуда в стволе шахты, оно снабжено модулятором, блоков вьщеления резонанса, включенным в цепь между детектором и усилителем, блоком вычисления, входы которого подключены к выходам генератора высокой частоты и усилителя, и датчиком, индуктивно связанным с рабочим канатом и подключенным через детектор к первому входу блока вьщеления резонанса, а выходы модулятора подключены к входу генератора высокой частоты и второму входу блока вьщеления резонанса.

119!405

X-—

2ф;.„- Е») где Х вЂ” расстояние от точки замера до места короткого замыкания;

С вЂ” скорость распространения электромагнитных волн;

f», f» „ — частоты, соответствующие двум следующим друг за другом резонансам токов или напряжений.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1, нагруженный на вы20 ходной контур 2. Последний соединен одним концом с направляющими проводниками 3, а другим связан с емкос-. тью, образованной антенной 4 и рабочим канатом 5, перекинутым через шкив 6 и образующим совместно с направляющими проводниками 3 длинную линию, закороченную внизу подъемным сосудом 7. Устройство содержит также датчик 8, индуктивно связанный

30 с рабочим канатом, детектор 9, модулятор 10, блок 11 выделения резонакса, усилитель 12 и блок !3 вычисления.

Способ осуществляется следующим образом.

Высокочастотный генератор 1 (фиг. 1) выдает высокочастотные сигналы, модулированные низкой частотой по закону, определяемые моду4б лятором 10. Эти модулированные сигналы подаются с помощью выходного контура 2 и антенны 4 в длинную линию, образованную рабочим канатом 5 и направляющими проводниками 3 подь4$ емного сосуда 7 и закороченную через подъемный сосуд внизу. Закон изменения частоты высокочастотных сигналов в длинной линии показан на фиг. 2а. Для замера напряжения или О тока в длинной линии предназначен датчик 8, индуктивно связанный с рабочим канатом 5 (фиг. 1). Сигнал с этого датчика детектируется в детекторе 9 и подается на первый вход у блока 11 выделения резонанса, на второй вход которого подается сигнал разрешения с модулятора 10, который включает в работу блок 11

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к способам контроля перемещения подъемного сосуда в стволе шахты и устройствам для его.осуществления.

Цель изобретения — повышение точности определения положения подъемного сосуда в стволе шахты.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 а, б, в — сигналы высокочастотного генератора, модулятора и блока выделения резонанса соответственно.

Предлагаемый способ контроля перемещения подъемного сосуда в стволе шахты и устройство, реализующее его, основаны на известном явлении, происходящем в линейных электрических цепях, — возникновение стоячих электромагнитных волн.

Так как рабочий канат и направляющие подъемного сосуда представляют собой длинную линию, закороченную подъемным сосудом, то при подаче в эту линию высокочастотных колебаний в ней возникнут стоячие электромагнитные волны, кривые действующих значений которых представляют собой

"выпрямленные" синусоиды, и в линии образуются узлы, т.е. точки, в которых напряжение или ток равны нулю, и пучности, т.е. точки, в которых напряжение или ток максимальны. Замеряя значения напряжения или тока вдоль этой линии или напряженность электромагнитного поля вдоль нее, можно получить волнообразную картину. Но эту же картину можно получить и производя замер в одной точке линии при изменении частоты электромагнитных колебаний — модуляции. При этом изменении частоты можно зафиксировать два следующих друг за другом максимума (явление резонанса), соответствующих частотам f. u f. l 1+

При этом резонанс напряжений возникает тогда, когда длина короткозамкнутой линии равна четному количеству четвертой электромагнитных волн, а резонанс токов — нечетному числу четвертей волн. После фиксации двух следующих друг эа другом резонансов можно воспользоваться формулой, которая позволяет определить расстояние от точки наблюдения до ближайшей точки в линии, в которой имеет место отражение (например, при коротком замыкании на линии),производя измерение только в одной точке.

1191405 выделения резонанса на период време- ни изменения частоты с f> до f<.

Следовательно, только в этот период происходит фиксация резонансов.

За время измерения напряжения или тока блок 11 вьщеления резонанса отметит несколько резонансов напряжений или токов (фиг. 2в), происходящих при частотах f ; f

f> и Е,1 (фиг. 2 а). Эти сигйалы . усилятся в усилителе 12 и подадутся в блок 13 вычисления„ в который с генератора 1 будут подаваться значения частот, соответствующие этим

4 f> и Е4.

В блоке 13 вычисления по известной формуле

15

1,2. 2(f,. „-f,.) 300 -10 м/с

2 26,25 -10<-30 10 )1/С

300.10 м/с

2,3 2(33,75 10 -30 ° 10 )1 С

300 -10 м/с

2 (37,5 10 -33,75 -10 )1/С 40

X3+

При частоте модулятора, равной

1 =1000 Гц, .период модуляции (T) составит 1 мс. За это время изменения местоположения подъемного со- 45 суда при скорости движения (V)

10 м/с составит АХИ см, т.е. отноХ С

2(й;+1 -f ) будет определяться положение подъем- 2р ного сосуда в стволе шахты. При этом могут фиксироваться два любых следующих друг за другом резонанса, т е. пары 1 и 2 f< и f» f > и Е4 (фиг. 2 а) . Так, например, если 25 при модуляции высокой частоты в диапазоне f=25-40 мГц произойдут резонансы при частотах f=26,5 МГц;

30 МГц; 33,75 МГц; 37,5 МГц, то, подставляя эти значения в формулу, получим сительная погрешность измерения составит 100 < 0,0257 .

dX

Если учесть, что для получения информации о местоположении подъемного сосуда достаточно наличие только двух следующих друг за другом резонансов, то время замера сократится и, следовательно, погрешность измерения уменьшится.

По сравнению с известным способом контроля перемещения подъемного сосуда в стволе шахты данный способ более точен и надежен. В прототипе определение местоположения осуществляется дискретно по количеству циклических изменений реактивной . составляющей входного сопротивления линии, умноженному на длину полуволны высокочастотных. колебаний.

Кроме того, пропуск хоть одного циклического изменения ведет к ошибке определения местоположения сосуда в стволе шахты, равной длине полуволны. Например, при частоте

f 30 МГц длина полуволны составит

3/2 = 5 м. Следовательно, абсолютная погрешность достигнет 5 м.

Кроме того, если, например, в течение всего времени подъема произошло три пропуска, то ошибка увеличится до 15 м (ошибка накапливается).

Согласно предлагаемому способу каждый последующий замер производится независимо от предыдущих замеров.К тому же за счет наличия нескольких резонансов в период измерения есть возможность многократного измерения расстояний по нескольким парам следующих друг за другом резонансных частот в течение одного периода модуляции и последующего усреднения результатов измерений, что значительно повышает точность определения местоположения подъемного сосуда в стволе шахты.

Фиа. 2

Составитель А. Клопова

Редактор М. Петрова Техред С.Мигунова Корректор М. Самборская

Заказ 7077/21 Тираж 803 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 и и

Филиал ППП Патент, r . Ужгород, ул. Проектная,