9. Средства ультрузвукового контроля границы раздела «парода-уголь»

При радиоволновых и ультразвуковых (акустических) дат­чиках, предусматривающих определение затухания волн, име­ется возможность управлять величиной сигнала, характеризую­щего различные породы, за счет изменения частоты колебаний и базы измерений. Эти датчики устанавливаются вблизи испол­нительного органа выемочной машины.

В ультразвуковом ДПУ (рис. 12.2) контроль границы по­рода—уголь ведется с помощью излучения и регистрации по­верхностной упругой волны. Стабильный акустический контакт ультразвуковых преобразователей обеспечивается прижимаю­щими устройствами. Соотношение сигналов по двум различным породам при идентичных условиях излучения и приема выра­жается зависимостью

Для создания значительной амплитуды в поверхностной волне Рэлея необходимо создать точечный контакт излучателя с массивом.

Радиоволновой метод контроля открытой и скрытой границ уголь — порода основан на различии диэлектрической проницае­мости и тангенса угла диэлектрических потерь для угля и вме­щающих пород. Радиоволновой метод обеспечивает бесконтакт­ный контроль.

При применении интерференционного способа обнаружения скрытой границы уголь — порода сигнал на приемной антенне определяется тангенсом угла диэлектрических потерь в угле и разницей в диэлектрических проницаемостях твердого вклю­чения е_т и угля £_у, что выражается через затухание электромаг­нитной волны и коэффициент ее отражения:

Коэффициент отражения для угольного пласта с включе­нием, характеризующегося диэлектрической проницаемостью' e_T = 6÷10, составляет примерно 0,1—0,2.

При заданных максимальной глубинности измерений, рацио­нальном энергетическом потенциале (отношение мощности из­лучения к мощности на входе приемника), коэффициентах от­ражения и затухания волны эффективность обнаружения гра­ницы порода — уголь зависит от правильного выбора частотного диапазона электромагнитного излучения. Увеличение рабочей частоты уменьшает массу и габариты антенны и повышает раз­решающую способность, но увеличивает затухание и ухудшает помехозащищенность из-за влияния шероховатостей стенки за­боя. В связи с этим рекомендуемый частотный диапазон — сотни мегагерц. Мощность пласта ограничивает использование в лаве антенн больших размеров, что отрицательно сказывается па ко­эффициенте усиления антенн (коэффициенте направленного дей­ствия).

Значительное влияние на энергетические и частотные пара­метры аппаратуры оказывает влажность угля. При повышении ее более 6—7 % необходимо увеличивать мощность излучения при сохранении выбранных частот или переходить ил более низ­кие частоты, что сопряжено со снижением разрешающей спо­собности и надежности обнаружения границы порода — уголь.

10. Индуктивные датчики приближения.

это бесконтактно работающие датчики вращения приводов и элементов ма­шин, не подвергающиеся механическому износу, монтируются в основном как концевые выключатели, или как импульсные датчики для учета числа оборотов.

Индуктивные датчики приближения применяются преимущественно где требуется большая частота включений и скорость срабатывания, точно­сть точки включения и надежность эксплуатации.

Принцип действий индуктивного датчика приближения. Индуктивный датчик приближенна состоящие из гетеродина О с колебательным контуром S, выпрямителя G и выходного усилителя V.

Катушка колебательного контура S содержит в общем случае односторонне открытый ферритовый сердечник, свободная страна которого образует активную поверхность датчика приближения. Гетеродин Q производит высокочастотные колебания переменное магнитное поле Z, которых излучается на отстой стороне ферритового сердечника. При попадании в поле металла В из коле6ательного контура поглощается энергия на вихревые токи и перемагничивание в металле. При достаточном приближении металла колебания гетеродина прерываются, датчик включается. Как следствие исчезает напряжение за выпрямителем G и выходной усилитель V изменяет достояние выхода А. Внутренний возвратный механизм обеспечивает связь и гистерезиз процесса переключения. Датчик характеризуется рядом основных параметров: Предел срабатывания - это расстояние, при котором активная поверхность, измерительной пластины вызывает изменение сигнала и зависит от величины активной поверхности, величины, формы и материала воздействующего элемента; Активная поверхность - это плоскость, от которой излучается высокочастотное магнитное поле; Воспроизводимость - это точность повторений минимум двух измерений предела срабатывания в течении 8 часов при температуре корпуса +15⁰С и +30⁰С и напряжении между 95 и 105% от номинального; Гистерезис – разница между точками включения и выключения у приближающейся и удаляющейся измерительной пластины; Свободная зона – это пространство вокруг датчика, которое должен быть свободно от металлических частей, чтобы избежать снижение предела срабатывания.

Получение импульсов с помощью датчиков приближения и кулачков.

Вращение вала считывает индуктивным датчиком приближения при помощи определения позиции кулачка бесконтактным способом. На выход датчика получают прямоугольный импульс с определенной частотой. Вместо кулачка может быть использован паз, шпонка, заглушающая поверхность. Если же вал неметалличес­кий то приклеивается полоска из металла.

Получение импульсов при помощи датчиков приближения и диска с отверстиями.

Считывание осуществляет в данном случае также при помощи индуктивного датчика приближения. Диск выполнен таким образом, что-6ы при максимальной частоте оборотов и импульсов установилось соотношение длительности импульса и паузы. Коэффици­ент заполнений импульсов определяется:1статически(исходя из диаметра отверстий и расстояния между ними, исходя из диаметра коммутационной зоны датчика приближения);2 динамически(по времени нарастания колебаний датчика приближения. При увеличении частоты импульсов уменьшается длительность паузы между импульсами.

Получение импульсов при помощи датчика приближения и кодирующего диска.

Импульсным диском служит покрытый в определенных местах с слоем меди или усиленный пластмассовый диск. Приемником импульсов служит датчик приближения. Эта компоновка менее критична, чем с диском с отверстиями, так как при наличии тонкого слоя меди номинальный предел сра­батывания датчика приближении значительно увеличивается.