針對(duì)礦井生產(chǎn)期間立井井筒破壞引發(fā)的重大安全問(wèn)題，本論文從現(xiàn)代安全科學(xué)的理論和實(shí)踐出發(fā)，對(duì)目前井筒安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題進(jìn)行分析。為了監(jiān)測(cè)立井井筒徑向位移，預(yù)防立井井筒破壞事故的發(fā)生，本文結(jié)合光學(xué)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)，研究和設(shè)計(jì)了一種基于CCD垂線(xiàn)坐標(biāo)儀的非接觸測(cè)量方式。 本系統(tǒng)光源采用高強(qiáng)度半導(dǎo)體激光器，經(jīng)特殊的光學(xué)結(jié)構(gòu)形成均勻的平行光。同時(shí)采用高分辨率線(xiàn)陣CCD傳感器及細(xì)分技術(shù)，結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的微米級(jí)位移測(cè)量。采用通用數(shù)字電路驅(qū)動(dòng)方法，這種驅(qū)動(dòng)電路可以產(chǎn)生出高頻的驅(qū)動(dòng)脈沖，各個(gè)脈沖之間同步性好，同時(shí)具有很高的穩(wěn)定性，提高了電路的可靠性。利用二階低通濾波電路、反向放大電路設(shè)計(jì)了視頻信號(hào)預(yù)處理電路，同時(shí)利用P89LPC932單片機(jī)內(nèi)部電壓比較器對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行二值化處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原始信號(hào)的濾波和視頻放大等調(diào)理。采用P89LPC932捕獲／比較單元（CCU）對(duì)視頻脈沖信號(hào)進(jìn)行捕捉，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻信號(hào)的采樣，同時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量。根據(jù)M-BUS總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)研制了M-BUS總線(xiàn)從機(jī)接口電路，達(dá)到了可靠通信的目的。 對(duì)CCD驅(qū)動(dòng)及視頻處理電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明驅(qū)動(dòng)電路能很好地與CCD配合，充分發(fā)揮CCD光電轉(zhuǎn)換的特性，輸出穩(wěn)定可靠的電信號(hào)。視頻預(yù)處理電路對(duì)影響CCD“像質(zhì)”的主要噪聲均有明顯的抑制效果，提高了信噪比，為進(jìn)一步的信號(hào)處理提供了高質(zhì)量的信號(hào)。對(duì)數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了編程調(diào)試，并進(jìn)行了系統(tǒng)的誤差分析。