一种网络式矿井钻孔姿态测量系统设计

发布时间：2021-06-22 02:58

　　分析煤矿井下钻孔施工姿态测量和数据传输的基础上,设计了基于矿井工业环网传输数据的网络式矿井钻孔姿态测量系统。该系统由孔外显示控制单元、钻孔姿态采集单元、通讯分站及配套供电设备和地面数据接收软件组成。钻孔姿态采集单元采集的测量数据传输到孔外显示控制单元进行轨迹计算后,通过RS485发送到通讯分站,通讯分站将接收到的数据通过井下工业环网发送,地面数据接收软件监听特定的网络地址和端口接收并解析数据后以数字和图形的方式显示。大量的应用实践表明:该系统采集效率高、传输稳定,能满足矿井钻孔施工的实际需求。 

【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(19)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

室内试验

系统组成

磁感应传感器采用三片PNI磁感式传感器PNI SEN-R65正交组成三轴磁感应传感器，该传感器采集的信号经过PNI专用驱动芯片3D Mag IC PNI-129处理后通过SPI发送到微处理器ARM STM32103；重力加速度计传感器采用春田的两片两轴重力传感器SCA100T-D02正交组成三轴重力加速度计传感器，该传感器采集的模拟信号经过24位AD7794发送到微处理器。钻孔姿态采集单元测量地磁场的水平磁场分量（Hx、Hy、Hz）和三轴重力加速度计探测地球重力加速度在仪器测量轴上的3个分量（Gx、Gy、Gz）送入微控制器进行角度计算、通过坐标变换把仪器坐标系下的测量分量转化到地理坐标系中，并经过误差补偿转化为倾角和方位角输出，计算公式[13-16]如下：公式（1）、（2）和（3）中，重力加速度传感器（Gx、Gy、Gz）和磁阻传感器（Hx、Hy、Hz）的3个分量，G0为当地的重力加速度值，θ为倾角，ψ为工具面，σ为方位角，求解反三角函数即可。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3241971