【摘要】：礦井提升設(shè)備是連接著井下與地面重要設(shè)備,而隨著開采年限的增加,井筒內(nèi)的剛性罐道會因地層位移、罐籠內(nèi)物體掉落等原因?qū)е缕浒l(fā)生不同程度的形變;井壁也會因長期的地壓造成內(nèi)壁出現(xiàn)裂痕,甚至破裂滲水;這些故障不僅影響了罐籠運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性,還容易造成脫軌、卡罐,甚至井筒坍塌。目前國內(nèi)大多數(shù)剛性罐道及井壁的監(jiān)測技術(shù)仍停留在人工檢測法,其工作環(huán)境不僅惡劣、危險(xiǎn),而且檢測效率很低。為了更有效地對罐道及井壁進(jìn)行監(jiān)測,本文提出了基于STM32嵌入式技術(shù)的立井剛性罐道檢測與井壁監(jiān)視的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)是以STM32F103為MCU,以電渦流傳感器與霍爾傳感器作為數(shù)據(jù)采集模塊的主要核心,以Max7456為OSD圖像疊加電路的字符發(fā)生器,并結(jié)合按鍵、電源、UART串口通信、SD存儲等外圍電路,實(shí)現(xiàn)了對罐道形變量及井壁安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測。本文主要完成系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)工作。系統(tǒng)的工作過程如下:當(dāng)傳感器、攝像頭等均固定在指定位置后,先將罐籠深度位置檢測模塊校零,然后隨著罐籠的下降,罐道形變檢測模塊開始采集與罐道的間距值,測量后得到的電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后發(fā)送到MCU;霍爾傳感器隨著轉(zhuǎn)輪上的磁塊轉(zhuǎn)動(dòng)不斷產(chǎn)生電壓方波發(fā)送給MCU,MCU通過接收方波上升沿個(gè)數(shù)從而計(jì)算出罐籠深度位置;若MCU檢測到所測的罐道形變量異常,將立刻產(chǎn)生中斷并通過SPI串口與Max7456通信,再此刻的罐籠位置通過水印的方式覆蓋在所攝的井壁視頻中。該系統(tǒng)測量精度高、成本低、操作簡便,能夠定期地對罐道和井壁進(jìn)行監(jiān)測,國內(nèi)尚未采用此套測量技術(shù),具有一定的商業(yè)推廣價(jià)值。
[Abstract]:Mine hoisting equipment is an important equipment connecting the underground and the ground, but with the increase of mining life, the rigid tank path in the wellbore will be deformed to varying degrees due to ground displacement and falling objects in the cage. Because of the long-term ground pressure, the lining of the well will be cracked or even seeped, which will not only affect the stability of the cage operation, but also cause derailment, jam, and even collapse of the shaft. At present, most of the monitoring techniques of rigid tank path and shaft lining in China are still in the manual detection method. The working environment is not only bad and dangerous, but also the detection efficiency is very low. In order to monitor tank path and shaft wall more effectively, this paper presents the system design of shaft rigid tank track detection and shaft lining monitoring based on STM32 embedded technology. The system is a character generator with STM32F103 as MCU, eddy current sensor and Hall sensor as data acquisition module, Max7456 as OSD image superposition circuit, and peripheral circuits such as keystroke, power supply, UART serial port communication, SD storage and so on. The real-time monitoring of tank channel shape variable and wellbore safety condition is realized. This article mainly completes the system hardware and the software design work. The working process of the system is as follows: when the sensor, camera and so on are fixed in the specified position, the cage depth position detection module is first calibrated, then with the decline of the cage, the deformation detection module starts to collect the distance between the tank channel and the tank channel. The measured voltage signal is transmitted to the MCU; Hall sensor after A- / D conversion, and the voltage square wave is generated continuously by the rotation of the magnetic block on the runner. The voltage square wave is sent to the MCU,MCU through the number of rising edges of the received square wave to calculate the depth position of the cage. If MCU detects an anomaly of the measured jar path, it will immediately interrupt and communicate with Max7456 via the SPI serial port, and then the cage position at the moment will be covered in the video of the shaft wall taken by watermark. The system has the advantages of high measuring precision, low cost and simple operation. It can monitor the tank path and shaft lining regularly. The measurement technology has not been adopted in our country, so it has certain commercial popularization value.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD53;TP277

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本文編號：2285764