測(cè)量光幕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦車進(jìn)道位置定位方案

——為礦山安全運(yùn)輸提供毫米級(jí)精度保障

在礦山井下運(yùn)輸場(chǎng)景中，礦車進(jìn)道位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于運(yùn)輸效率和作業(yè)安全起著直接的關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的人工測(cè)量方式或機(jī)械傳感器容易受到粉塵、振動(dòng)等因素的干擾，而基于激光相位法與脈沖反射法的測(cè)量光幕技術(shù)，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(jí)的核心解決方案。

一、技術(shù)原理：雙光束協(xié)同捕捉礦車動(dòng)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(wǎng)。當(dāng)?shù)V車進(jìn)入巷道時(shí)，車身會(huì)遮擋部分光束，系統(tǒng)通過同步掃描技術(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算被遮擋光束的數(shù)量及位置，并結(jié)合礦車速度模型，精確輸出礦車頭部、尾部以及整體長(zhǎng)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(nèi)進(jìn)行定制，以適應(yīng)不同的礦車型號(hào)。

響應(yīng)時(shí)間：小于20ms，能夠滿足礦車最高10m/s行駛速度的監(jiān)測(cè)需求。

抗干擾能力：具備IP65防護(hù)等級(jí)，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(yùn)行。

二、系統(tǒng)架構(gòu)：三級(jí)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理

感知層

在巷道入口處部署HD系列測(cè)量光幕，采用RS485雙回路信號(hào)輸出，實(shí)時(shí)捕捉礦車的輪廓數(shù)據(jù)。

在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)加裝聲光報(bào)警器，當(dāng)出現(xiàn)超速、越界等情況時(shí)觸發(fā)預(yù)警。

控制層

嵌入式處理器對(duì)光幕數(shù)據(jù)進(jìn)行八位二進(jìn)制編碼解析，生成包含礦車ID、位置、速度等信息的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

內(nèi)置MODBUS協(xié)議，可與礦車調(diào)度系統(tǒng)、UWB定位終端實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

平臺(tái)層

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

三、方案優(yōu)勢(shì)：破解井下定位四大難題

1.礦車編組長(zhǎng)度不一

解決方案：測(cè)量光幕具備自適應(yīng)光軸密度調(diào)節(jié)功能，識(shí)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(hào)處理技術(shù)，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(bǔ)光模塊，實(shí)測(cè)在0Lux環(huán)境下仍可正常工作。

4.極端溫濕度導(dǎo)致器件故障

解決方案：內(nèi)置恒溫加熱和雙冗余電路設(shè)計(jì)，實(shí)測(cè)故障率小于0.1次/萬小時(shí)。

四、成功案例：某鐵礦運(yùn)輸效率提升實(shí)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(diào)度響應(yīng)：車輛周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短了22%，年增產(chǎn)礦石15萬噸。

安全效益：全年未發(fā)生碰撞事故，保險(xiǎn)成本降低了40%。

五、為什么選擇安協(xié)科技？

作為國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，我們專注于礦山智能化領(lǐng)域已有10余年：

? 專利技術(shù)：擁有多項(xiàng)產(chǎn)品發(fā)明專利。

? 快速交付：1天內(nèi)完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪以及安裝調(diào)試工作，并提供終身售后咨詢服務(wù)。

? 定制服務(wù)：支持對(duì)光幕高度（80mm - 3.5m）、通訊協(xié)議（PLC/OPC UA）進(jìn)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?jǐn)?shù)據(jù)引用自《礦山機(jī)械》2024年度技術(shù)報(bào)告，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。