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谈谈系统新型矿用隔爆激光指向仪开发

收藏本文 2024-01-30 点赞:18953 浏览:82969 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在煤炭开采历程中,传统标定中腰线的策略测量次数多,影响施工进度,同时工程质量也得不到保证,而目前已有的指向类仪器必须在几千伏以上稳定的直流电压下才能发光,满足不了现代煤矿开采对指向仪器的高质量及高效率的要求,同时仪器体积大非常笨重、防爆效果差,不利于在有瓦斯爆炸危险的矿井环境中利用。为了提升指向仪在工程测量中利用精度和施工效率,实现仪器的小型化、便携化,工程实际中急需一种新型矿用隔爆激光指向仪。本论文采取新型的半导体激光器作为准直光源,按照《煤矿安全规程》规定分别对隔爆箱体和激光电源等部分进行机械结构设计,防止由于煤炭、粉尘、瓦斯等气体的入侵产生爆炸,采取新型的矿用蓄电池作为供电系统,并对电源箱及连接导线等进行防爆设计,在满足矿用指向仪的功能要求和经济设计理念下得到最佳案例。由于半导体激光器输出光束有较大的发散角,需要对输出光束进行准直,本论文采取高倍率望远系统,利用高斯光束和透镜成像原理设计了激光指向仪准直光路系统,根据激光扩束原理和双透镜准直系统对椭圆形光束进行整形,提升准直精度。考虑利用环境等因素,本论文采取了新型的锚杆支护系统对矿用激光指向仪进行安装和固定,不仅提升了安全系数而且延长了利用寿命。本论文探讨的新型矿用隔爆激光指向仪根据高斯光学原理和系统要求,利用望远系统和激光扩束原理,对半导体激光器发出的光束进行准直设计,减小光束发散角,使光斑质量满足利用要求。利用Pro/E软件对新型矿用激光指向仪的整体机械结构进行三维设计和安装,通过现场调试与利用表明,该仪器结构合理,外形美观,小型轻便,满足井下巷道利用精度的要求,提升了巷道施工质量和速度。关键词:激光指向仪论文隔爆箱体论文准直系统论文蓄电池论文锚杆系统论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-15

    1.1 课题探讨背景与来源10

    1.2 课题探讨的目的和作用10-11

    1.3 国内外矿用隔爆型激光指向仪的探讨进展及进展走势11-13

    1.3.1 国内外矿用激光指向仪的进展近况11-12

    1.3.2 国内外矿用激光指向仪进展近况的比较12-13

    1.4 本课题探讨的主要内容13-15

    第2章 新型矿用隔爆激光指向仪的案例设计15-22

    2.1 案例设计原则15

    2.2 总体案例设计15-18

    2.3 新型矿用激光指向仪的性能及特点18-20

    2.3.1 仪器主要设计指标19

    2.3.2 新型矿用激光指向仪的特点19-20

    2.4 激光器的选择20-21

    2.5 本章小结21-22

    第3章 隔爆箱体及电源的设计22-34

    3.1 隔爆箱体的设计22-26

    3.1.1 爆炸压力及温度浅析23-24

    3.1.2 强度设计24-25

    3.1.3 隔爆箱体的有限元浅析25-26

    3.2 电源的设计26-31

    3.2.1 半导体激光指向仪的电路设计26-27

    3.2.2 蓄电池的选择27-28

    3.2.3 防爆蓄电池装置的特点28-29

    3.2.4 电池槽盖的设计29-31

    3.3 蓄电池析出H_2对隔爆性能的影响31-33

    3.4 本章小结33-34

    第4章 新型矿用激光指向仪光学准直系统的设计34-41

    4.1 高斯光束经光学系统的变换论述34-37

    4.2 半导体激光光束的准直37-39

    4.3 新型矿用激光指向仪的误差浅析39-40

    4.4 本章小结40-41

    第5章 新型矿用激光指向仪的安装41-48

    5.1 煤巷新型锚杆系统的研制41-43

    5.1.1 锚杆杆体表面结构优化41-42

    5.1.2 等强锚杆加工新工艺42

    5.1.3 煤巷新型锚杆系统的运用效果42-43

    5.2 仪器的安装和利用43-47

    5.2.1 新型矿用隔爆激光指向仪的安装43-44

    5.2.2 仪器的安置和光束的标定44-45

    5.2.3 新型矿用隔爆激光指向仪的利用45-47

    5.3 本章小结47-48

    结论48-49

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