测量光幕实时监测矿车进道位置定位方案

测量光幕实时监测矿车进道位置定位方案

——为矿山安全运输提供毫米级精度保障

在矿山井下运输场景中，矿车进道位置的实时监测对于运输效率和作业安全起着直接的关键作用。传统的人工测量方式或机械传感器容易受到粉尘、振动等因素的干扰，而基于激光相位法与脉冲反射法的测量光幕技术，凭借其非接触式的高精度定位能力，正逐渐成为矿山智能化升级的核心解决方案。

一、技术原理：双光束协同捕捉矿车动态

本方案采用红外光幕阵列，该阵列由发射端和接收端共同组成平行光幕网。当矿车进入巷道时，车身会遮挡部分光束，系统通过同步扫描技术实时计算被遮挡光束的数量及位置，并结合矿车速度模型，精确输出矿车头部、尾部以及整体长度的数据。核心参数如下：

光轴间距：可在1.25mm - 80mm范围内进行定制，以适应不同的矿车型号。

响应时间：小于20ms，能够满足矿车最高10m/s行驶速度的监测需求。

抗干扰能力：具备IP65防护等级，可在-40℃至55℃的温度范围以及粉尘浓度大于200mg/m³的环境中稳定运行。

二、系统架构：三级联动实现闭环管理

感知层

在巷道入口处部署HD系列测量光幕，采用RS485双回路信号输出，实时捕捉矿车的轮廓数据。

在关键节点加装声光报警器，当出现超速、越界等情况时触发预警。

控制层

嵌入式处理器对光幕数据进行八位二进制编码解析，生成包含矿车ID、位置、速度等信息的结构化数据。

内置MODBUS协议，可与矿车调度系统、UWB定位终端实现联动。

平台层

可视化地图能够动态显示矿车进道的轨迹，历史数据的追溯精度可达0.1米。

三、方案优势：破解井下定位四大难题

1.矿车编组长度不一

解决方案：测量光幕具备自适应光轴密度调节功能，识别误差小于±3cm。

2.巷道交叉口多车并行

解决方案：采用16通道并行信号处理技术，抗干扰率提升92%。

3.低照度环境定位失效

解决方案：集成红外激光补光模块，实测在0Lux环境下仍可正常工作。

4.极端温湿度导致器件故障

解决方案：内置恒温加热和双冗余电路设计，实测故障率小于0.1次/万小时。

四、成功案例：某铁矿运输效率提升实证

2024年，山西某铁矿引入本方案后取得了以下成效：

定位精度：矿车停靠位置的偏差从±50cm缩减至±5cm。

调度响应：车辆周转时间缩短了22%，年增产矿石15万吨。

安全效益：全年未发生碰撞事故，保险成本降低了40%。

五、为什么选择安协科技？

作为国家高新技术企业，我们专注于矿山智能化领域已有10余年：

✅ 专利技术：拥有多项产品发明专利。

✅ 快速交付：1天内完成现场测绘以及安装调试工作，并提供终身售后咨询服务。

✅ 定制服务：支持对光幕高度（80mm - 3.5m）、通讯协议（PLC/OPC UA）进行深度适配。

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本文由安协科技原创发布，部分数据引用自《矿山机械》2024年度技术报告，转载请注明出处。