一种拉杆式的光纤光栅应变传感器

提出了一种拉杆式的光纤光栅应变传感器,并进行了理论分析和传感器标定实验研究。传感器由悬臂梁组成弹性系统,将光纤粘贴于悬臂梁内锥形孔内,利用拉杆传递监测对象表面应变变化。实验结果表明,传感器的应变灵敏度为1pm/με,线性度为0.994;温度灵敏度为16pm/℃,线性度为0.996。可应用于高精度要求下的应变测量。     

矿用三维激光扫描测量系统的研制

研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系统可准确测量空区三维形态,计算空区相关参数,为采空区安全评价与综合治理提供可靠技术手段。     

地下采空区综合探测技术研究与应用

针对矿山地下采空区形态、位置及分布等未知情况,结合矿山地质地形、岩层电性、开采资料,提出了一种综合探测技术,首先采用瞬变电磁法探测出采空区群分布情况,然后用三维激光扫描技术精确探测采空区形态,为矿山安全开采提供数据支撑。     

基于线结构光的三维测量系统关键技术研究

提出了一种基于线激光、工业相机 、步进电机和 计算机的结构光的单目视觉三维扫描测量系统,阐述了其工作原理,建立几何数学模型,搭 建了系统试验平台,并基于灰度平方加权重心法提取光条中心。实验结果表明, 系统测量误差小于±0.03mm,光条中心提取精度达到亚像素级,满 足工业测量应用需求。     

地下空间三维激光扫描等分辨率方法研究

针对传统三维激光等角扫描方法存在空间分辨率不均匀问题,提出一种三维激光扫描等空间分辨率方法。扫描仪采用轴向优先模式进行扫描,将每一周扫描轨迹分成N等分,每一分割点为关键点,根据m-1周关键点测量距离值和预设的相邻点间距值估算第m周中关键点的位置及相邻关键点之间的扫描时间,然后进行第m周扫描,再估算第m+1周中关键点的位置以及相邻关键点之间的扫描时间,直至完成空间整体测量。建立了基本的数学模型,试验结果表明螺旋等距方法的点云数量比传统等角径向优先方法、等角轴向优先方法分别提高84.81%和74.77%,效率提高了20%,为地下空间三维激光扫描等分辨率测量提供解决方案。     

复杂空区残留矿体探查技术研究

复杂残留矿体空区形态未知、环境恶劣、测量人员无法进入,为了回收残留矿体,采用自主研制的BLSS-PE测量空区三维形态,并与英国C-ALS测量结果进行对比,试验结果表明BLSS-PE可以准确、高效测量采空区,为残矿回采提供数据支撑。     

基于FBG的矿山安全监测传感器特性研究

在FBG传感原理的理论分析基础上,应用FBG传感技术对用于矿山安全监测的光纤中心波长变化特性进行了试验研究。通过采用恒温箱和压力机对安装在岩块上FBG传感器的温度和应变传感特性进行了试验,并对试验结果进行分析。试验结果表明,光纤Bragg光栅的波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,且重复性较好。试验验证了光纤Bragg光栅传感技术检测矿山岩块介质温度和应变变化的有效性,为光纤Bragg光栅传感技术在矿山工程结构健康监测提供了理论依据和试验数据,对矿山安全监测具有借鉴作用和重要意义。     

极端环境下矿山安全监测系统综合保障技术研究

针对矿山安全监测系统经常遭遇的暴雨、雷电、沙尘、高温、严寒等各种恶劣环境以及矿山电压波动等不稳定供电情况所带来的设备烧毁、掉电、数据丢失等问题,研发了设备高低温智能控制、防雷保护、分布式不间断电源等一系列矿山安全监测系统可靠性综合保障技术,并在矿山现场进行了实践,取得了良好的应用效果,有力保障了矿山安全监测系统在各种恶劣环境下的可靠运行。     

尾矿库在线监测系统故障诊断技术研究

针对目前尾矿库安全在线监测系统故障诊断实时性差、准确率低等问题,探究了设备供电、运行、通讯等故障诊断技术,建立了故障诊断流程,开发了故障远程控制处理系统。试验证明,故障诊断技术是尾矿库安全在线监测系统稳定运行的可靠保障。