CN105869372B - 一种带有视频采集单元的井下矿产探测器 - Google Patents

一种带有视频采集单元的井下矿产探测器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，包括有圆柱形的探测器本体，所述探测器本体内设有电路层、电源层；还包括有设于电路层中的探测电路；所述探测电路包括有：中央处理器以及与中央处理器分别信号连接的霍尔传感器、放射性同位素探测器、超声波传感器、与中央处理器器信号连接的通信装置，所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出去；电源层内设有电源模块，所述电源模块为探测电路供电；所述探测器本体的顶部设有线耳；通过合理的结构设计、多探头的探测实现了方便的探测矿产资源的功能，简单方便，为井下探测提供便携设备。

Description

一种带有视频采集单元的井下矿产探测器
技术领域
本发明涉及一种带有视频采集单元的井下矿产探测器。
背景技术
矿产勘探是指对经过普查、详查已确定具有工业价值的矿床，应用有效的勘查技术手段和方法，为矿山设计提供可靠的矿石储量和必要的地质、技术和经济资料而进行的地质工作。矿产探测的方式和种类有很多，例如，专利号：ZL2012205563324的专利公开了一种用于矿产勘探中的远程探测装置；然而该方式已经不能较好的满足地下深井中的探测，探测中，最为常见的恰恰是打一个井，让探测器下放至井中进行探测。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种方便、高效的井下矿产探测器。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，包括有圆柱形的探测器本体，所述探测器本体内设有电路层、电源层；还包括有设于电路层中的探测电路；所述探测电路包括有：中央处理器以及与中央处理器分别信号连接的霍尔传感器、放射性同位素探测器、超声波传感器、与中央处理器信号连接的通信装置，所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出去；电源层内设有电源模块，所述电源模块为探测电路供电；所述探测器本体的顶部设有线耳；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线，所述通信天线设于探测器本体的顶部；所述霍尔传感器、放射性同位素探测器、超声波传感器均设于探测器本体底部。
其中，所述天线包括有柱体，所述柱体内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。
其中，所述通信振子包括有PCB基板，所述PCB基板上设有呈上下对称设置的微带单元；
所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂，所述主辐射臂的一端垂直延伸出有第一延伸臂，所述主辐射臂的另一端垂直延伸出有第二延伸臂；所述第一延伸臂向第二延伸臂一侧延伸出有六边形的第一辐射带，所述第二延伸臂向第一延伸臂一侧延伸出有六边形的第二辐射带；第一辐射带与第二辐射带之间连设有第三延伸臂；
所述第一辐射带的上下两边和第二辐射带的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空结构包括有圆形主孔、从圆形主孔的顶端和底端分别向主孔中心延伸出的T形臂、从T形臂的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂、从主孔两侧分别向外设置的副孔、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔；
还包括有两个设于PCB基板上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂馈电。
其中，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。
其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂。
其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂的自由端均向上延伸出有第二辐射臂。
其中，第一辐射臂远离第一辐射带的一侧边设有锯齿状结构。
其中，第二辐射臂的内侧边上设有锯齿状结构。
其中，PCB基板为八边形，且两端通过固定臂与柱体相连。
其中，所述探测电路还包括有视频采集单元，所述视频采集单元为摄像头，所述视频采集单元与中央处理器信号连接，所述视频采集单元设于探测器本体底部；
其中，所述探测电路还包括有存储单元，存储单元与中央处理器信号连接；
其中，所述探测电路还包括有磁场强度探测器，所述磁场强度探测器与中央处理器信号连接，所述磁场强度探测器设于探测器本体底部。
本发明的有益效果为：通过合理的结构设计、多探头的探测实现了方便的探测矿产资源的功能，简单方便，为井下探测提供便携设备。
附图说明
图1是本发明截面示意图；
图2是本发明的探测电路的原理框图；
图3是本发明的天线的截面图；
图4是本发明的通信振子的俯视图；
图5是本图4的局部放大图；
图6是本天线的回波损耗测试图；
图7是本天线的隔离度性能测试图；
图8是本天线2.4GHz时的方向图；
图9是本天线5.0GHz时的方向图；
图1至图9中的附图标记说明：
1-探测器本体；2-电路层；3-电源层；4-线耳；5-通信天线；6-霍尔传感器；7-放射性同位素探测器；8-超声波传感器；9-磁场强度探测器；10-视频采集单元；
a-柱体；a1-PCB基板；
b1-主辐射臂；b21-第一延伸臂；b22-第二延伸臂；b31-第一辐射带；b32-第二辐射带；b4-第三延伸臂；b5-第二隔壁臂；b6-第二辐射臂；
b7-主孔；b71-副孔；b72-弧形孔；b8-T形臂；b81-第一辐射臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图9所示，本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，包括有圆柱形的探测器本体1，所述探测器本体1内设有电路层2、电源层3；还包括有设于电路层2中的探测电路；所述探测电路包括有：中央处理器以及与中央处理器分别信号连接的霍尔传感器6、放射性同位素探测器7、超声波传感器8、与中央处理器信号连接的通信装置，所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出去；电源层3内设有电源模块，所述电源模块为探测电路供电；所述探测器本体1的顶部设有线耳4，线耳4可以用于吊装下探线，方便安装；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线5，所述通信天线5设于探测器本体1的顶部；所述霍尔传感器6、放射性同位素探测器7、超声波传感器8均设于探测器本体1底部；霍尔传感器6、放射性同位素探测器7、超声波传感器8将探测到的各项数据传至中央处理器，中央处理器在将该数据通过通信装置传输至外界；通信天线5设于探测本体的顶部可以增加通信质量；通过合理的结构设计、多探头的探测实现了方便的探测矿产资源的功能，简单方便，为井下探测提供便携设备。
本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，所述天线包括有柱体a，所述柱体a内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，所述通信振子包括有PCB基板a1，所述PCB基板a1上设有呈上下对称设置的微带单元；所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂b1，所述主辐射臂b1的一端垂直延伸出有第一延伸臂b21，所述主辐射臂b1的另一端垂直延伸出有第二延伸臂b22；所述第一延伸臂b21向第二延伸臂b22一侧延伸出有六边形的第一辐射带b31，所述第二延伸臂b22向第一延伸臂b21一侧延伸出有六边形的第二辐射带b32；第一辐射带b31与第二辐射带b32之间连设有第三延伸臂b4；所述第一辐射带b31的上下两边和第二辐射带b32的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空结构包括有圆形主孔b7、从圆形主孔b7的顶端和底端分别向主孔中心延伸出的T形臂b8、从T形臂b8的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂b81、从主孔两侧分别向外设置的副孔b71、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔b72；还包括有两个设于PCB基板a1上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂b8馈电。通过大量的微带电路结构设计，以及大量的仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构；本天线在将多个天线层同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，具体如图6，在该频段附近带宽下平均达到9.65dbi；而其他电气性能也有较为优异的结果，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-15db；如图7，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20db。证明该天线本身具备较好的性能；另外，本天线其方向性也好，如图8和图9所示，其两个频率下均为全向性天线。因此，其可以使得机器人在管道1中传输信号时能更加稳定和高效准确。
本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。其中，所述第一延伸臂b21和第二延伸臂b22均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂b5。其中，所述第一延伸臂b21和第二延伸臂b22的自由端均向上延伸出有第二辐射臂b6。其中，第一辐射臂b81远离第一辐射带b31的一侧边设有锯齿状结构。其中，第二辐射臂b6的内侧边上设有锯齿状结构。其中，PCB基板a1为八边形，且两端通过固定臂与柱体a相连；通过多次试验发现，如果符合上述规格，天线的性能将更加优化，尤其在回波损耗方面，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-17db。
本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，所述探测电路还包括有视频采集单元10，所述视频采集单元10为摄像头，所述视频采集单元10与中央处理器信号连接，所述视频采集单元10设于探测器本体1底部；视频采集单元10用于探测视频信号。
本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，所述探测电路还包括有存储单元，存储单元与中央处理器信号连接；可以随时记录探测信号，进行备份，防止数据丢失。
本实施例所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，所述探测电路还包括有磁场强度探测器9，所述磁场强度探测器9与中央处理器信号连接，所述磁场强度探测器9设于探测器本体1底部，可用于探测磁场强度。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：包括有'圆柱形的探测器本体（1），所述探测器本体（1）内设有电路层（2）、电源层（3）；还包括有设于电路层（2）中的探测电路；所述探测电路包括有：中央处理器以及与中央处理器分别信号连接的霍尔传感器（6）、放射性同位素探测器（7）、超声波传感器（8）、与中央处理器信号连接的通信装置，所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出去；电源层（3）内设有电源模块，所述电源模块为探测电路供电；所述探测器本体（1）的顶部设有线耳（4）；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线（5），所述通信天线（5）设于探测器本体（1）的顶部；所述霍尔传感器（6）、放射性同位素探测器（7）、超声波传感器（8）均设于探测器本体（1）底部；
所述探测电路还包括有视频采集单元（10），所述视频采集单元（10）为摄像头，所述视频采集单元（10）与中央处理器信号连接，所述视频采集单元（10）设于探测器本体（1）底部；所述天线包括有柱体（a），所述柱体（a）内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子；所述通信振子包括有PCB基板（a1），所述PCB基板（a1）上设有呈上下对称设置的微带单元；
所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂（b1），所述主辐射臂（b1）的一端垂直延伸出有第一延伸臂（b21），所述主辐射臂（b1）的另一端垂直延伸出有第二延伸臂（b22）；所述第一延伸臂（b21）向第二延伸臂（b22）一侧延伸出有六边形的第一辐射带（b31），所述第二延伸臂（b22）向第一延伸臂（b21）一侧延伸出有六边形的第二辐射带（b32）；第一辐射带（b31）与第二辐射带（b32）之间连设有第三延伸臂（b4）；
所述第一辐射带（b31）的上下两边和第二辐射带（b32）的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空结构包括有圆形主孔（b7）、从圆形主孔（b7）的顶端和底端分别向主孔中心延伸出的T形臂（b8）、从T形臂（b8）的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂（b81）、从主孔两侧分别向外设置的副孔（b71）、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔（b72）；
还包括有两个设于PCB基板（a1）上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂（b8）馈电。
2.根据权利要求1所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。
3.根据权利要求1所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：所述第一延伸臂（b21）和第二延伸臂（b22）均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂（b5）。
4.根据权利要求1所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：所述第一延伸臂（b21）和第二延伸臂（b22）的自由端均向上延伸出有第二辐射臂（b6）。
5.根据权利要求1所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：第一辐射臂（b81）远离第一辐射带（b31）的一侧边设有锯齿状结构。
6.根据权利要求4所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：第二辐射臂（b6）的内侧边上设有锯齿状结构。
7.根据权利要求1所述的一种带有视频采集单元的井下矿产探测器，其特征在于：PCB基板（a1）为八边形，且两端通过固定臂与柱体（a）相连。
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