新型礦用隔爆激光指向儀的開發(fā)研究.pdf

1、在煤炭開采過程中，傳統(tǒng)標(biāo)定中腰線的方法測量次數(shù)多，影響施工進(jìn)度，同時工程質(zhì)量也得不到保證，而目前已有的指向類儀器必須在幾千伏以上穩(wěn)定的直流電壓下才能發(fā)光，滿足不了現(xiàn)代煤礦開采對指向儀器的高質(zhì)量及高效率的要求，同時儀器體積大非常笨重、防爆效果差，不利于在有瓦斯爆炸危險的礦井環(huán)境中使用。為了提高指向儀在工程測量中使用精度和施工效率，實現(xiàn)儀器的小型化、便攜化，工程實際中急需一種新型礦用隔爆激光指向儀。
　　 本文采用新型的半導(dǎo)體激光器

2、作為準(zhǔn)直光源，按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定分別對隔爆箱體和激光電源等部分進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，防止由于煤炭、粉塵、瓦斯等氣體的入侵產(chǎn)生爆炸，采用新型的礦用蓄電池作為供電系統(tǒng)，并對電源箱及連接導(dǎo)線等進(jìn)行防爆設(shè)計，在滿足礦用指向儀的功能要求和經(jīng)濟(jì)設(shè)計理念下得到最佳方案。由于半導(dǎo)體激光器輸出光束有較大的發(fā)散角，需要對輸出光束進(jìn)行準(zhǔn)直，本文采用高倍率望遠(yuǎn)系統(tǒng)，利用高斯光束和透鏡成像原理設(shè)計了激光指向儀準(zhǔn)直光路系統(tǒng)，根據(jù)激光擴(kuò)束原理和雙透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)對橢圓

3、形光束進(jìn)行整形，提高準(zhǔn)直精度。考慮使用環(huán)境等因素，本文采用了新型的錨桿支護(hù)系統(tǒng)對礦用激光指向儀進(jìn)行安裝和固定，不僅提高了安全系數(shù)而且延長了使用壽命。
　　 本文研究的新型礦用隔爆激光指向儀根據(jù)高斯光學(xué)原理和系統(tǒng)要求，利用望遠(yuǎn)系統(tǒng)和激光擴(kuò)束原理，對半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束進(jìn)行準(zhǔn)直設(shè)計，減小光束發(fā)散角，使光斑質(zhì)量滿足使用要求。利用Pro/E軟件對新型礦用激光指向儀的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計和安裝，通過現(xiàn)場調(diào)試與使用表明，該儀器結(jié)構(gòu)合理