设为首页    |    加入收藏

文化

成电拾忆
位置: 首页 > 文化 > 成电拾忆 > 正文

1982年5月,煤炭工业部在重庆召开我国第一个煤尘瓦斯爆炸试验站的验收鉴定会。专家们一致肯定近似于矿井实际规模的试验巷道,以及自主研制的遥控遥测系统都具有我国独自的特点。已经过多次实际爆炸检验,可投入实际应用。而这套遥控遥测系统正是由我校遥控遥测教研室的老师们自主研制成功的。                    

项目立项背景

中国是一个煤炭大国。上世纪70年代后期,文化大革命刚结束不久,为了确保煤矿安全生产,国家开始探索和掌握各地煤矿矿井中煤尘、瓦斯爆炸的规律,寻求适合我国煤矿的防爆和隔爆措施,以确保矿工们的人身安全。煤炭部重庆煤炭研究所拟创建中国第一条煤尘瓦斯爆炸试验巷道。这条巷道主要用于进行爆炸试验,还必须要有一套与之配套的测控设备,既要能实现人为控制爆炸试验按预定方案有序进行,又要能   精确测量爆炸过程中希望了解的所有物理参数。可是由于没有现成产品能订购,重庆煤研所只有寻求合作单位,自主研制。

成都电讯工程学院(现电子科技大学)遥控遥测专业教研室于1974年专业恢复之后,教研室的老师们刚刚完成了靶场无线电遥控系统(代号“2301”)的研制及现场测试,以及弹上遥测设备(代号“2302”)的研制。大家急国家所急、急煤矿安全所急,同意承担该项目的研制任务,并于1976年2月与重庆煤研所签订了研制“煤尘瓦斯爆炸试验巷道遥控遥测系统”项目(代号“2303”)的协议。

教研室立马组织人力,留下了部分教师继续完成“2301”和“2302”的生产复制,同时抽调殷世昌、王蔚然等教师一边撰写“2301”的技术报告及使用说明,一边开展“2303”的方案拟定和论证。1976年7月,教研室代表参加了由四川省煤炭工业管理局在重庆煤研所主持召开的煤尘瓦斯爆炸试验站方案评审会,方案顺利通过了评审。会上,重庆煤研所介绍了整个试验站的方案,试验站由近似于矿井实际规模的爆炸试验巷道和一个中心控制室组成。长约一公里的爆炸试验巷道如何才能承受巨大的爆炸压力是论证重点之一;成电的殷世昌老师介绍了遥测系统方案,王蔚然老师介绍了遥控系统以及火焰、冲击波传播速度等实时数据处理方案。  

测控任务及系统构成

遥控遥测技术的一大特点是远距离、精准测控,针对的多是需定量监测以了解其物理过程、研究其机理,但人又不能靠近的对象。将这一技术用于研究巷道内煤尘瓦斯爆炸规律(如煤尘或瓦斯或者煤尘加瓦斯爆炸产生的物理条件,一旦发生爆炸又以什么样的速度进行传播,以及发生爆炸瞬间的各项物理参数等等),原则上是没问题的,但具体实施中必然存在尚需攻克的难点。与“2301”和“2302”两个大型项目一样,“2303”项目也是针对特定的对象及使用场合自行设计和研制,根据用户的要求完成测控任务,并能提供现场实际使用且安全可靠的整套系统。

“煤尘”系统就包括井上控制中心的控制台、爆炸试验巷道内供30个测点安装的30台井下遥测仪、传输电缆配线盘、井上与之配套的6台遥测接收机,以及能够实时显示爆炸中火焰和冲击波传播动态过程与速度的数据处理系统。此外,还配有数字磁带机、数台光记录和磁记录设备等。

整个爆炸试验由控制中心的控制台给出控制指令而自动有序地进行。如点火前预备、前采气、前标定、走带指令、爆炸点火指令、高速摄影控制、后采气、后标定等共15条指令。其中爆炸点火指令是有条件指令,即满足多个条件后才可启动,而紧急告警指令则可以优先中断整个过程。整个试验记录毫秒级的时标也由控制中心提供。爆炸试验巷道约1000米长,布置30个测点,针对近10种不同物理量,自动而准确地测得爆炸瞬间的60—70个爆炸参数,并实时传送至控制中心的遥测接收机,分别进行记录与显示;其中的26组火焰和冲击波传播速度信号则送入控制台,由数字式数据处理系统自动进行处理,实时显示火焰、冲击波的传播速度数据,并实时显示爆炸传播过程。与此同时,火焰、冲击波传播速度数据还将送往数字磁带机记录存放,供试验后重现。也就是说,控制台的数字式数据处理系统还需具备重现爆炸过程、传播速度数据及重演传播状态的功能,供试验后重现数据,方便以后的研究。             

年轻教师挑大梁

当时,我校遥控遥测专业分两个专门化(即专业方向),教研室由遥控组与遥测组构成。新兴的专业始建于“国家攻坚”的50年代末,肩负为国家“两弹一星”攻坚培养输送人才的重任,走的是以“任务促进专业成长”、“科研带动教学”之路。所以,恢复重建之后,教研室在完成教学任务的基础上,先后承接了“2301”、“2302”和“2303”三个大项目。“2303”项目由遥控组和遥测组的十位年轻老师共同承担:总控制台由遥控组的王蔚然老师负责,王蔚然、陈国敏、周玉光三位老师共同研制;井下遥测仪以及井上遥测接收机,由遥测组的殷世昌、张友端两位老师负责,还有黄桂华、皮德忠、郑浩元、陈辅南四位老师共同研制;教研室搞结构的吴坛年老师负责控制台、遥测仪和遥测接收机的结构设计与加工。

整个研制任务包括系统总体方案论证、分系统方案论证、技术实施方案设计、逻辑电路设计以及印制板布线排版设计、机架的连线表等等。由于控制台进出线多,为提高抗干扰能力采用了大版结构,排版布线更显繁重。当然,焊装好后,一整套的查线、调试(包括分板、分系统、整机调试、系统联机调试)都需要项目组老师一一完成,更重要的还有现场爆炸试验。总之,人手少任务重。

年轻教师挑大梁

"煤尘"这套系统面临的工作环境特殊、恶劣,加之合作双方的专业距离甚远,仅通过方案论证、联机试验的方式,我们很难和煤研所的工作人员在一些关键问题上立马取得共识。当然,我们对“爆炸环境对整套系统的影响”也有个认识过程,因此现场爆炸试验安排得比较多,先是两次小管道爆炸试验,而后是两次大巷道爆炸试验,一次试验爆炸48次,测得近500组参数。最后,当试验站爆炸巷道竣工后,又在巷道内进行了近两个月的实地爆炸试验。

上个世纪七十年代末,对数字化控制台来说,可供使用的最先进的器件是TTL数字集成电路(供电电源5V、高低电平差2V左右),遥测系统晶体管化,也就是说均为弱电。记得初次联试,煤研所的研究人员竟然使用同电网220V短路的方式引爆,由其产生的强烈冲击对同网供电工作的弱电系统产生了极大的破坏性损伤。此后,我们一方面对“引爆”方式提出建设性修改意见,另一方面,对我们研制的机器均增设了强抗干扰设施,以适应这种特殊的恶劣工作环境。

课题组将全套设备安装完毕,经过近两个月爆炸试验和半年试用后,1982年5月中旬,煤炭部在重庆煤研所召开了煤尘瓦斯爆炸试验站的技术鉴定验收会。与会专家一致肯定试验巷道、控制台及测控系统都具有我国独自的特点,经过了实际爆炸试验的检验,可以投入实际应用,研制任务划上了圆满的句号。

步入国际先进行列

由成电自主研制的这套专用设备,不仅全部使用国产器件,而且在自动化、数字化以及传输方式等性能方面均优于当时的波兰、日本、英国。英国布克斯顿、波兰巴尔巴拉和日本福岗试验巷道几乎都是直接由基带传送信号、人工判读数据,显然,无论是可传送的信息量还是判读的精度都低于我们的设备。

试验站一经投入使用,其先进性便吸引了国外同行极大的兴趣。日本、波兰、加拿大、美国等国同行纷纷前来参观,要求技术合作,日本公害资源研究所九洲煤矿技术研究中心和重庆煤研所还签订了技术合作协议,准备用这套设备共同开展进一步的防、隔爆研究。事实表明,我们的设备已步入当时国际先进行列。

此外,试验站还顺势而为,很快完成了煤炭部多年来一直无法完成的重点科研项目:防、隔爆措施之一的水槽试验。因为该实验此前一直无法进行效果考查,而应用我们这套新设备只经过几次爆炸试验,就取得了成果,并使水槽作为安全措施在矿井中正式使用。

成电自主研制的此项成果,于1982年9月在北京电子工业部产品展览会展出,获得极高评价,并于1983年荣获电子工业部科技成果一等奖。  

       “成电人”艰苦奋斗和奉献精神

承担“煤尘”项目的十位老师中有五位是从学校1960年开始筹建遥控遥测专业时留校的新教师,其余五位也是1962年左右到教研室工作的。当时的生活条件非常艰苦,虽然老师们均已步入中年,但都还是住的“筒子楼”,每家三四口人住在14平米的房子里,盥洗间和厕所公用,炉子只能放在家门口的过道内,工资每个月仅40—50元。而老师们承担的三个大型科研项目经费都不少,仅“煤尘”项目的总经费就有70万。据煤研所的项目负责人称,这相当于近万吨煤炭的价值,在当时是很可观的一笔数目。但是,在上世纪70年代末80年代初从没有科研补贴,即便加班加点、出差在外也没额外补贴,大家也从来没有想过从中拿补贴。

记得项目组的老师多次去重庆清水溪试验站联试,常常住在实验室旁的几间空房里。屋里仅有床和简单的床上用品,大家只能在外面露天水管接水洗漱,在试验站的职工食堂就餐。就连1976年7月第一次出席由四川省煤管局主持召开的方案评审会,我们参会的老师也是住在煤研所新大楼顶楼分隔的大房间内,每人一顶蚊帐、一张席子,真真领教了重庆七月的酷暑。虽然如此,为了按时完成任务,老师们似乎没有苦的概念,克服了生活上、工作中的种种困难。记得1981年7、8月,项目进入检验性爆炸试验阶段,在一两个月的时间里,大家每天都要往返于煤研所和清水溪试验站,上山下山都是步行,走破了鞋袜也毫无怨言。

项目从启动到投入实际使用历经近六年时间。为保证交付使用后的爆炸试验能够顺利进行,我们共生产复制37台井下遥测仪及其供电电源、80余套传感器配合电路、6台遥测接收机和控制台中的一套大板(共6块,作为备份),并都经过爆炸试验的充分验证之后交  付给试验站。我们在整个研制过程中所完成的工作既有技术性强的,也有繁琐而工作量大的;既有攻坚克难的,也有精细而重复的;既要解决理论性强的问题,也要解决现场突发的实际问题。是什么力量支持大家在这样艰苦的条件下,甚至牺牲个人出国进修的机会,完成研制任务,并认真负责、手把手地把相关技术及使用方法教给煤研所的工作人员?我想,这就是成电人艰苦奋斗、无私奉献的精神,这就是成电人的事业心、责任心和敬业精神!  

走在技术前沿   适应专业拓展

作为高校的教研室,总是而且必须要走在技术发展的前沿。不但研究理论、技术手段、试验方法要超前,甚至使用的器件都是要在国内处于领先地位的新产品,只有具备这样的优势才能培养出高质量的人才,别人才会源源不断地来找你解决问题。反过来,老师们也通过寻求一个个解决问题的优化方案,研制出一套套能稳定工作的测控系统,不但夯实了理论基础,提高了解决问题的技能,掌握了先进的技术方法和技术手段,并且能不断开拓创新。

正是因为具备了这样不停顿学习的职业习惯,教研室的老师们顺利地适应了上个世纪80年代中期专业拓展的形势。1984年,成电遥控遥测教研室作为应用物理研究所的一部分,老师们面对的是激光大气通信光束瞄准、毫米波通信、激光通信等问题,特别是激光光束跟踪和瞄准以及后续的激光成像雷达等新领域,专业面更宽,涉及的多是没有遇见过的问题,但都能一一解决并取得新的突破。


清水河校区:成都市高新西区西源大道2006号电子科技大学主楼B2-602
沙河校区:成都市成华区建设北路二段四号电子科技大学主楼中326
联系邮箱:uestcaa@uestc.edu.cn;alu@alu.uestc.edu.cn

联系电话:028-61831046 / 61830927 / 83207318

  • 校友微信平台

Copyright © 电子科技大学校友会 1985-2016 All Rights Reserved. 蜀ICP备05031788号-1