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光纤寻北仪的结构及其在采矿中的应用

低成本三轴光纤寻北仪

       寻北技术从使用的设备上主要分为陀螺寻北和非陀螺寻北;从选用的方法来看,主要有惯性法、天文观测法、大地测量法、卫星定位法等。寻北的方法有很多,如参照物法等。但在隧道、水下等复杂地形和复杂天气条件下,天文观测方法、大地测量方法、卫星定位方法和参考物方法都会受到不同程度的限制,或精度较低,或根本无法实施。只有惯性法才能不受自然条件或环境的干扰独立完成寻北任务。它具有连续工作时间长、精度高等特点,因此最为常用。

1.寻北仪的概念:

       寻北仪是惯性技术的一项重要发展。捷联式寻北仪作为独立的方位指示惯性产品,能够快速、准确、全天候地确定北向。在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。

2.寻北器内部结构:

       NS-FNS03低成本三轴光纤寻北仪采用闭环光纤陀螺仪作为核心部件。它主要由惯性测量单元(IMU)、数字信号处理单元和机械部分组成。为航母提供真北方位角。

       陀螺仪测量地球自转的角速度,加速计测量线性加速度。该器件收集陀螺仪力反馈回路电流和加速度计的输出。A/D转换后的数字量经过数字滤波处理,计算出载体的姿态角,得到载体与地理北向的夹角,完成定向。

3.煤矿领域应用:

       我国对于煤矿的需求逐年增加,为保证能源供应,各省市煤矿持续扩大生产,煤炭生产任务繁重。繁重的采矿工作会导致煤炭安全生产的形势严峻,重特大事故特别是瓦斯事故时有发生。煤矿瓦斯事故防治的主要措施是钻孔抽采,方位角等参数对瓦斯治理效果有决定性影响,一旦钻孔偏离预定方向,会导致煤层中存在瓦斯未抽采空白带,将对后续开采作业带来安全隐患。因此,煤矿井下钻机在井下工作时方位角准确度和快速获取对安全生产至关重要。

       北方位角是钻机重要的姿态角参考基准,能够快速寻北是实现钻机精准作业的重要参数。寻北仪通过光纤陀螺敏感的地球自转组件计算钻机的向北方位角。寻北算法直接影响寻北的精度和速度。这对寻北精度和寻北时间都有较高的要求。低成本三轴光纤寻北仪精度在0.25°secψ-1°secψ(°,5min)之间,寻北时间为300s,特别适合采矿业应用。

       随着科学技术的发展,寻北仪的应用领域不断扩大。无论是在隧道施工还是地面测量中,卫星天线都具有广阔的发展前景。这也使得人们对寻北装置的要求越来越高。根据人们的不同应用环境,还衍生出了便携式寻北仪,其体积小、能耗低,满足了部分对产品尺寸有要求的客户的需求。此外,一些寻北仪还可以应对恶劣的监测环境。详细内容请参见MEMS寻北仪详细介绍。后续寻北仪与其他技术的融合将进一步推动寻北设备的发展。

       如果您想了解更多关于寻北仪的信息,可以联系我们的专业人员为您解答。