[实用新型]一种超低频矿井无线应急通信装置

说明书

技术领域

本实用新型属超低频信号通信领域，涉及一种无线通信装置，具体是一种应用于矿井的超低频矿井无线应急通信装置。

背景技术

矿难事件发生时，井上人员应该以最快速度与井下人员取得联络，准确了解被困人员的状况和位置来进行救援部署工作。而我国矿井通信目前存在以下问题：缺乏可靠的，覆盖面宽的移动通信系统；通信系统的网络化，综合程度不够；以及设备抗灾难事故能力差，有线通信线路极易损坏，造成通信中断。因此国内急需能够穿透岩体应用于矿井的无线通信系统。

进而，以大地为信道的井下无线应急通信系统在此方面有广阔的应用，它可以在其他系统损坏时保证通讯畅通，相关人员可在极短的时间内采取应急措施，最大程度减少伤亡，同时系统可以和井下任何人员进行通讯，方便了生产调度和人员部署，从而生产效率得到了极大地提高。

同时，目前市场上应用的无线接收装置采用谐振接收，然而在井下环境恶劣的情况下难以在复杂的噪声中精确有效的提取出有用信号进行数据处理，并且抗干扰性和可靠性较差，难以满足突发矿难情况下高精度高效率的场合。

如何对现有无线应急通信系统结构进行改进，来达到简化电路，实现接收设备小巧便携，同时在井下复杂环境中能够显著提高低信噪比，高效可靠的实现无线应急通信就成为本实用新型要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于为了克服现有的缺点，提供一种超低频矿井无线应急通信装置。以满足井上对井下的无线预警功能，以及接收装置的便携可靠。

本实用新型是这样实现的，

一种超低频矿井无线应急通信装置，该装置包括发射机与接收机：

所述发射机由发射主控模块分别连接发射人机接口与调制电路模块，所述调制电路模块经一驱动模块、H桥路与发射线圈相连，一吸收电路与H桥路相连，发射线圈与谐振电容相连接构成；

所述接收机包括传感器经初级放大器、50Hz陷波器、可控增益放大器、采样模块与接收主控模块相连，接受主控模块与接收人机接口和预警装置连接；

所述发射机通过发射线圈发射的信号通过接受机的传感器接受。

进一步地，其中发射人机接口由具有触摸屏功能的液晶TFT屏构成。

进一步地，所述发射主控模块和接受主控模块均选用32位控制器stm32。

进一步地，所述驱动模块由带隔离作用的IR2110驱动芯片产生驱动信号。

进一步地，所述H桥路由IRFP250构成桥式逆变电路。

进一步地，所述发射线圈采用100m*100m单匝大线圈、50m*50m多匝线圈，或25m*25m多匝线圈，并且串联谐振电容和阻尼吸收电阻。

进一步地，所述传感器选用感应式磁传感器。

进一步地，初级放大器选用超低噪声运算放大器AD797。

进一步地，在初级放大器和50Hz陷波器之间设置低通滤波器模块，选用5阶巴特沃兹低通滤波器。

进一步地，采样模块需用24位高精度AD转换芯片ADS1256。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：采用超低频作为信号发射频率，具有能够穿透岩层的能力。发射线圈减小负载的电感性，能有效提高发射功率。接受采用模拟带通滤波与数字带通滤波相结合，能更好的提高信噪比。采用数字滤波能，增加系统稳定性，有效减小模块体积，提高便携性。

附图说明

图1是本实用新型的发射机的结构模块框图；

图2是本实用新型的接收机的结构模块框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种超低频矿井无线应急通信装置，该装置包括发射机与接收机：

如图1所示,发射机由发射主控模块分别连接发射人机接口与调制电路模块，所述调制电路模块经一驱动模块、H桥路与发射线圈相连，一吸收电路与H桥路相连，发射线圈与谐振电容相连接构成；