Zasada działania profilometru laserowego służącego do pomiaru pola przekroju poprzecznego wyrobisk kopalnianych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zasada działania profilometru laserowego służącego do pomiaru pola przekroju poprzecznego wyrobisk kopalnianych"

Kajetan Kania
8 lat temu
Przeglądów:

1 57 Pae Istytt Mehaiki Góotwo P Tom 6, 3-, (00), s Istytt Mehaiki Góotwo P Zasaa ziałaia pofilomet laseowego słżąego o pomia pola pzekoj popzezego wyobisk kopaliayh DRZEJ KRCH, WCŁW TRUTWI Istytt Mehaiki Góotwo P, l. Reymota 7; Kaków Steszzeie W atykle pzestawioo zasaę ziałaia pofilomet laseowego, pzezazoego o pomia pola pzekoj wyobiska kopaliaego, kotoli okształeń pofil pzekoj wyobiska a także o pomiaów oległośi i kątów. Poao wzoy ( 6), stosowae o oblizaia pola powiezhi pzekoj a postawie zmiezoyh oległośi i kątów. Poao ówież iepewośi watośi pól powiezhi (8 3), oblizoyh a postawie tyh wzoów. Pzestawioo bowę pofilomet i opisao jego elemety skłaowe oaz ih zaaia. Słowa klzowe: pofilometia wyobisk, wetylaja kopalń, pomia stmieia objętośi. Wstęp Pofilomet laseowy w wetylayjyh pomiaah kopaliayh zajje zastosowaie o pomia pola powiezhi pzekoj wyobiska w złożoyh pomiaah stmieia objętośi powietza. Może być ówież wykozystay o kotoli okształeń pofil pzekoj wyobiska. Poato może być stosoway jako zwykły almiez laseowy w pomiaah oległośi oaz jako pzyzą o pomia kątów.. Zasaa ziałaia Pofilomet laseowy skaje pofil wyobiska pomieiem laseowym almieza w płaszzyźie pzekoj postopałej o osi obot almieza (ys. ). Pomień almieza laseowego obaa się o zaae pzyosty kąta α i almiez wykoje koleje pomiay oległośi o osi obot o śia ogaizająyh wyobisko. Zmiezoe oległośi i zaae kąty obot możliwiają oblizeie pola powiezhi a postawie astępjąyh zależośi: gy pole obliza się jako smę pól wyików okęgów o pomieiah ówyh śeim watośiom pomiei i + ( ) () 8 gy pole obliza się jako smę śeih watośi pól wyików okęgów o pomieiah i + ( ) () gy pole obliza się jako smę pól tójkątów o bokah i + i kąie wiezhołkowym α si (3)

Reymota 7; 30-059 Kaków Steszzeie W atykle pzestawioo zasaę ziałaia pofilomet laseowego, pzezazoego o pomia pola pzekoj wyobiska kopaliaego, kotoli okształeń pofil pzekoj wyobiska a także o pomiaów

2 58 zej Kah, Waław Ttwi pzy zym: Δα = α + α, + =, α = 0, α + = π, a Δ jest popawką wyikająą z wyżej wymieioyh pzybliżeń. Pzy oblizai pola powiezhi zazwyzaj pzyjmje się = 0, poieważ watość tej popawki jest iezaa, jeak pzy wyzazai iepewośi złożoej pomia powiezhi powio się wzglęić iepewość wyikająą z pomiięia tej popawki. Pzy założei stałej watośi pzyost kąta obot pomieia laseowego Δα, zależośi (), () i (3) paszzają się o postai: si ( ) () (5) (6) Powyższe zależośi są słsze, jeżeli miezoy pofil aje się opisać jeozazą fkją we współzęyh biegowyh (ys. ). Jeżeli te waek ie jest spełioy, to o pola powiezhi, oblizoego z wyżej poayh zależośi ależy oać powiezhię iewiozą la pofilomet laseowego, któej wielkość tzeba oszaować a postawie oey óżiy mięzy pofilem wyzazoym pofilometem i pofilem zezywistym (ys. ). W tym pzypak we wzoah a pole powiezhi ależy oać skłaik. Pzykłaowo, wzó () pzyjmie postać: ( ) (7) 8 gzie jest powiezhią zęśi pzekoj wyobiska iewiozej la pofilomet laseowego. + + Rys.. Wyzazaie pofil pzekoj wyobiska i jego pola powiezhi gy pofil aje się opisać jeozazą fkją we współzęyh biegowyh Rys.. Wyzazaie pofil pzekoj wyobiska i jego pola powiezhi gy pofil ie moża opisać jeozazą fkją we współzęyh biegowyh 3. Wymagaia metologize Pzyjmją jako moel pomia zależośi (), () lb (3) la zmieego pzyost kąta Δα i wzglęiają, że koleje pomiay oległośi są ze sobą silie skoelowae, poieważ ealizowae są tym samym pzyząem pomiaowym i to samo oosi się o położeń kątowyh α, to moża pzyjąć współzyiki koelaji k = i k α =. Stą otzymje się astępjąe zależośi a waiaję złożoą pola powiezhi:

Pzy założei stałej watośi pzyost kąta obot pomieia laseowego Δα, zależośi (), () i (3) paszzają się o postai: si ( ) () (5) (6) Powyższe zależośi są słsze, jeżeli miezoy pofil aje się opisać jeozazą

3 59 gy pole obliza się wg wzo () () ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 6 6 (8) gy pole obliza się wg wzo () () ( ) ( ) () ( ) ( ) (9) gy pole obliza się wg wzo (3) () ( ) ( ) () ( ) ( ) os si (0) W pzypak moel pomia aego zależośiami (), (5) lb (6) waiaje złożoe pola powiezhi pzyjmją postać: gy pole obliza się wg wzo () () () ( ) ( ) ( ) ( ) 6 () gy pole obliza się wg wzo (5) () () () ( ) ( ) () gy pole obliza się wg wzo (6) () () () ( ) ( ) os si (3) Oszaowaie waiaji ( ) związaej z apoksymają pofil jest te, poieważ zależy oa o zezywistego, iezaego kształt pofil, wielkośi pzyostów kąta obot pomieia laseowego i pozyji pofilomet w miezoym pzekoj. To samo otyzy oszaowaia waiaji powiezhi oatkowej ( ). Dla pomia oległośi poet almieza laseowego DISTO (moł 3.0 WH5) poaje iepewość ozszezoą U() la iekozystyh waków pomia ówą mm la współzyika ozszezeia k =, okeślająego pzeział o poziomie fośi szaoway a 95%. Ozaza to, że la wyików pomiaów oległośi został pzyjęty ozkła omaly. W związk z tym, z waiają skłaową () ówież jest związay ozkła omaly. Dla waiaji skłaowej α () a moy etalego twiezeia gaizego moża ówież pzyjąć ozkła omaly, awet gy la kąta α pzyjmie się ozkła postokąty, jeżeli tylko ilość pomiaów > 3. Stą, iepewość ozszezoa pomia pola powiezhi jest ówa U() = k (), oblizoa la iepewośi staaowej złożoej (), gzie współzyik ozszezeia k = i okeśla pzeział o poziomie fośi około 95%.. Bowa pofilomet Bowa pofilomet laseowego pzestawioa jest a poiżej zamieszzoym shemaie blokowym (ys. 3). Skaowaie pofil zealizowae jest pzez zastosowaie obotowego lsta, obijająego pomień laseowy wysyłay i obieay pzez moł almieza. Moł almieza laseowego mieszzoy jest Zasaa ziałaia pofi lomet laseowego słżąego o pomia pola...

obliza się wg wzo (6) () () () ( ) ( ) os si (3) Oszaowaie waiaji ( ) związaej z apoksymają pofil jest te, poieważ zależy oa o zezywistego, iezaego kształt pofil, wielkośi pzyostów kąta obot pomieia

4 60 zej Kah, Waław Ttwi w głowiy pofilomet, zamoowaej a statywie mieizym. W głowiy mieśi się ówież mehaizm apę lsta obotowego, elektoizy kła stejąy apęem, tasmisją i pezetają ayh pomiaowyh oaz kła zasilająy (ys. ). Elektoizy kła stejąy pokazay jest shematyzie a ysk 5. Jest to system mikopoesoowy z pamięią ROM pogam, pamięią RM, pamięią VRM ayh pomiaowyh i z kłaami I/O: RS 3 wliiowy lb RS o komikaji z mołem almieza laseowego, RS 3 lb USB o komikaji z kompteem PC, pot I/O o komikaji ze steowikiem silika kokowego pot I o obsłgi pzyisków stejąyh, ewetalie poty I/O o obsłgi klawiaty alfameyzej i wyświetlaza gafizego. OTEBOOK PRZE- K DI L( ) SILIK KROKOWY UK D WYŒWIETLCZ PEL G OWIC PROFILOMETRU DLMIERZ LSEROWY ZSILCZ LUSTRO OBROTOWE STOLIK OBROTOWY LSEROWY STTYW MIERICZY Rys. 3. Shemat pofilomet laseowego a statywie mieizym OTEBOOK PRZEK DI L SILIK KROKOWY UK D WYŒWIETLCZ PEL DLMIERZ LSEROWY ZSILCZ LUSTRO STOLIK OBROTOWY Rys.. Shemat głowiy pofilomet laseowego

Jest to system mikopoesoowy z pamięią ROM pogam, pamięią RM, pamięią VRM ayh pomiaowyh i z kłaami I/O: RS 3 wliiowy lb RS o komikaji z mołem almieza laseowego, RS 3 lb USB o komikaji z kompteem PC,

5 Zasaa ziałaia pofi lomet laseowego słżąego o pomia pola... 6 Rys. 5. Ukła stejąy pofilomet laseowego W pamięi ROM mieśi się pogam stejąy pomiaem. Pogam ealizje astępjąe zyośi: kotolje sta klawiaty i pzyisków stejąyh, wykywa poleeie stat pomia, wysyła o moł almieza poleeie wykoaia pomia, obiea z almieza wyik pomia i zapisje w pamięi VRM, wysyła sygał wykoaia obot o zaay kąt o kła stejąego silika kokowego apęzająego lsto obotowe, zapamiętje watość tego kąta w pamięi VRM, powtaza yklizie powyższe zyośi zaaą ilość azy, z zapamiętayh w pamięi VRM ayh obliza pole powiezhi pzekoj, wyświetla oblizoą watość pola powiezhi i jeżeli jest wyświetlaz gafizy, pokazje zmiezoy pofil, a poleeie opeatoa pzesyła ae pomiaowe o zewętzego komptea. Pofilomet zasilay jest z bateii lb akmlatoów, mieszzoyh wewątz głowiy. Pzy zasilai akmlatoowym wzglęioa jest możliwość łaowaia akmlatoów ze źóła zewętzego. Oębym zagaieiem jest zapewieie bezpiezeństwa pay w atmosfeze zagażająej wybhem. Moża to osiągąć, wykoją pofilomet jako iskobezpiezy a jeżeli jest to iemożliwe, ależy zastosować obowę pofilomet, spełiająą wymagaia właśiwyh om. Paa fiasowaa pzez Miistestwo aki i Ifomatyzaji w amah Pojekt Baawzego 5T 035, ealizowaego w Istytie Mehaiki Góotwo P w Kakowie

sygał wykoaia obot o zaay kąt o kła stejąego silika kokowego apęzająego lsto obotowe, zapamiętje watość tego kąta w pamięi VRM, powtaza yklizie powyższe zyośi zaaą ilość azy, z zapamiętayh w pamięi

6 6 zej Kah, Waław Ttwi Liteata Kah., Ttwi W., 00: Góizy pofi lomet laseowy GPL założeia, spawozaie IMG P iepblikoway. Roszzyialski W., Ttwi W., Waławik J., 99: Kopaliae pomiay wetylayje, Wy. Śląsk, Katowie. Ttwi W., 00: Zastosowaie pofilometii o okeślaia pola pzekoj popzezego wyobisk kopaliayh, Pae Istytt Mehaiki Góotwo P, t. 6, 3-, s Piiple of Opeatio of a Pofile Lase Istmet fo Measemet of Coss-setioal eas of Mie Wokigs bstat The pape pesets the piiples of opeatio of a pofile lase istmet fo measemet of oss-setioal aeas of mie wokigs, fo moitoig of the efomatio the oto of wokig a fo measemet of istaes a agles i the mie. Fomlas (-6) applie fo allatio of the oss-setioal aea o the basis of istae a agle measemet ae popose. lso fomlas (8-3) oeig the etaity of the allate oss-setioal aeas ae give. The etails of the oept of the pofile lase measig istmet is pesete a all ompoet pats with thei ftios ae esibe. Keywos: pofile measemet of oss-setioal aea of mie wokigs a oaways, mie vetilatio, measemet of ai flow qatity Reezet: D hab. iż. Staisław Wasilewski, pof. Politehiki Śląskiej

Piiple of Opeatio of a Pofile Lase Istmet fo Measemet of Coss-setioal eas of Mie Wokigs bstat The pape pesets the piiples of opeatio of a pofile lase istmet fo measemet of oss-setioal aeas of mie

Podobne dokumenty

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyński Ośrodek Sportu i Rekreacji jednostka budżetowa Rozdział 2.

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyński Ośrodek Sportu i Rekreacji jednostka budżetowa Rozdział 2. Z n a k s p r a w y G O S I R D Z P I 2 70 1 3 7 2 0 1 4 S P E C Y F I K A C J A I S T O T N Y C H W A R U N K Ó W Z A M Ó W I E N I A f U d o s t p n i e n i e w r a z z r o z s t a w i e n i e m o g