測量光幕實時監(jiān)測礦車進道位置定位方案

——為礦山安全運輸提供毫米級精度保障

在礦山井下運輸場景中，礦車進道位置的實時監(jiān)測對于運輸效率和作業(yè)安全起著直接的關鍵作用。傳統(tǒng)的人工測量方式或機械傳感器容易受到粉塵、振動等因素的干擾，而基于激光相位法與脈沖反射法的測量光幕技術，憑借其非接觸式的高精度定位能力，正逐漸成為礦山智能化升級的核心解決方案。

一、技術原理：雙光束協(xié)同捕捉礦車動態(tài)

本方案采用紅外光幕陣列，該陣列由發(fā)射端和接收端共同組成平行光幕網。當?shù)V車進入巷道時，車身會遮擋部分光束，系統(tǒng)通過同步掃描技術實時計算被遮擋光束的數(shù)量及位置，并結合礦車速度模型，精確輸出礦車頭部、尾部以及整體長度的數(shù)據(jù)。核心參數(shù)如下：

光軸間距：可在1.25mm - 80mm范圍內進行定制，以適應不同的礦車型號。

響應時間：小于20ms，能夠滿足礦車最高10m/s行駛速度的監(jiān)測需求。

抗干擾能力：具備IP65防護等級，可在-40℃至55℃的溫度范圍以及粉塵濃度大于200mg/m3的環(huán)境中穩(wěn)定運行。

二、系統(tǒng)架構：三級聯(lián)動實現(xiàn)閉環(huán)管理

感知層

在巷道入口處部署HD系列測量光幕，采用RS485雙回路信號輸出，實時捕捉礦車的輪廓數(shù)據(jù)。

在關鍵節(jié)點加裝聲光報警器，當出現(xiàn)超速、越界等情況時觸發(fā)預警。

控制層

嵌入式處理器對光幕數(shù)據(jù)進行八位二進制編碼解析，生成包含礦車ID、位置、速度等信息的結構化數(shù)據(jù)。

內置MODBUS協(xié)議，可與礦車調度系統(tǒng)、UWB定位終端實現(xiàn)聯(lián)動。

平臺層

可視化地圖能夠動態(tài)顯示礦車進道的軌跡，歷史數(shù)據(jù)的追溯精度可達0.1米。

三、方案優(yōu)勢：破解井下定位四大難題

1.礦車編組長度不一

解決方案：測量光幕具備自適應光軸密度調節(jié)功能，識別誤差小于±3cm。

2.巷道交叉口多車并行

解決方案：采用16通道并行信號處理技術，抗干擾率提升92%。

3.低照度環(huán)境定位失效

解決方案：集成紅外激光補光模塊，實測在0Lux環(huán)境下仍可正常工作。

4.極端溫濕度導致器件故障

解決方案：內置恒溫加熱和雙冗余電路設計，實測故障率小于0.1次/萬小時。

四、成功案例：某鐵礦運輸效率提升實證

2024年，山西某鐵礦引入本方案后取得了以下成效：

定位精度：礦車?？课恢玫钠顝摹?0cm縮減至±5cm。

調度響應：車輛周轉時間縮短了22%，年增產礦石15萬噸。

安全效益：全年未發(fā)生碰撞事故，保險成本降低了40%。

五、為什么選擇安協(xié)科技？

作為國家高新技術企業(yè)，我們專注于礦山智能化領域已有10余年：

? 專利技術：擁有多項產品發(fā)明專利。

? 快速交付：1天內完成現(xiàn)場測繪以及安裝調試工作，并提供終身售后咨詢服務。

? 定制服務：支持對光幕高度（80mm - 3.5m）、通訊協(xié)議（PLC/OPC UA）進行深度適配。

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本文由安協(xié)科技原創(chuàng)發(fā)布，部分數(shù)據(jù)引用自《礦山機械》2024年度技術報告，轉載請注明出處。