CN114783150B - 一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号报警领域，具体公开了一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法，实时采集报警装置包括地面上位机、井下通信网络、通信网络手持终端、监测点、用于提供动力的井下风管和电磁阀，所述监测点包括有控制箱，所述监测点还包括有第一天线和第二天线，通过两组第一天线和第二天线的配合实现对监测点区域的精准监测，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，每一组中的第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射。

Description

一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法

技术领域

本发明涉及信号报警领域，具体为一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法。

背景技术

冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象，它具有很大的破坏性，在冲击地压发生之前，会出现煤岩层电磁辐射的变化，电磁辐射法能够作为一种很有前途的非接触式冲击地压监测预警方法。目前需要依靠天线实现对煤岩层中电磁辐射的监测，但是煤岩层电磁辐射点和磁棒天线之间的相对距离、相对方位和天线的角度对电磁辐射的监测结果起着较大的影响作用，同时在地质的监测过程中，电磁辐射中电磁波的强度和脉冲次数直接反映了冲击地压的发生的可能性和发生强度，两者密不可分，现有的报警装置往往是对电磁波的强度或脉冲次数中的任意一个进行监测，在到达预警值之后开始报警，但是在井下的作业中，风镐、掘进机，运输机启停时的大电流都会造成电磁波的较大波动，仅仅通过单一形式的监测报警方式会使报警误触率升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法，以解决上述背景技术中提出的固定天线对电磁辐射的监测效果不高和报警误触率较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机、井下通信网络、通信网络手持终端、监测点、用于提供动力的井下风管和电磁阀，所述监测点包括有控制箱，所述控制箱的内侧设置有通信模块，所述通信模块、地面上位机和通信网络手持终端均与井下通信网络相连接，所述监测点还包括有第一天线和第二天线，通过两组第一天线和第二天线的配合实现对监测点区域的精准监测，一个所述第一天线和一个所述第二天线构成一组，所述第一天线和第二天线共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的所述第一天线和第二天线的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的所述第一天线和第二天线均能够朝向需要监测的方向，通过改变第一天线和第二天线的朝向来提升对电磁波的获取效果，为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，所述第一天线和第二天线均为磁棒天线，磁棒天线能够在较低频率的波段中获得更好的捕捉效果。

进一步的，所述控制箱的内侧设置有：信号采集处理器，用于采集和处理第一天线和第二天线获取的电磁辐射信号；电磁强度分析模块，用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的强度；脉冲次数分析模块，用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的脉冲次数；存储模块，用于记录和存储获取的电磁辐射信号；电源模块，用于为监测点的电子设备提供电源。

进一步的，所述监测点上还包括有高压气瓶，高压气瓶用于储备动力，并起到稳压的作用，所述高压气瓶与井下风管通过管道和电磁阀相连通，所述高压气瓶和控制箱的外侧均套设有屏蔽铜网，屏蔽铜网能够将电子设备本身产生的电磁波屏蔽掉。

进一步的，所述监测点还包括有支撑架，所述支撑架的顶端内侧转动连接有转盘，所述转盘的内侧固定连接有第一气动马达和减速机，减速机能够降低起到转速的作用，所述第一气动马达的输入端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通，所述第一气动马达的主轴末端与减速机的输入端固定连接，所述减速机的输出端固定连接有转轴，所述转轴与第二天线的中央位置处固定连接，第一气动马达上的电磁阀打开，第一气动马达转动，经过减速机减速后带动转轴转动，转轴的转动带动第一天线转动。

进一步的，所述转盘的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆的中间段呈“U”型状设置，这种设置能够确保第一天线的顺利转动，所述连接杆的前端一侧呈“F”状设置，这种设置能够起到连接传动箱和第二天线的作用，所述连接杆是由木质材质制成，这种材质使得电磁波能够穿透，保证监测的准确性，所述连接杆的前端内侧转动连接有第一天线，所述连接杆的一侧固定连接有传动箱，所述第一天线的转动轴外侧固定连接有限位板，所述限位板的外侧与传动箱的外侧滑动连接，所述连接杆的内侧连通有橡胶管，所述传动箱的内侧转动连接有侧锥齿轮、下锥齿轮和上锥齿轮，所述下锥齿轮和上锥齿轮均与侧锥齿轮相啮合，所述下锥齿轮的一侧中央位置处与转轴的一端固定连接，第一气动马达转动的同时，转轴带动下锥齿轮转动，下锥齿轮带动侧锥齿轮转动，侧锥齿轮带动上锥齿轮转动，锥齿轮转动并通过外六角、卡合板带动第二天线反方向转动，实现对第一天线和第二天线以相反方向的角度转动。

进一步的，第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测，所述传动箱的一端内侧开设有滑腔，所述滑腔的内侧固定连接有限位杆，所述滑腔的内侧滑动连接有卡合板，所述限位杆的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与卡合板的一侧和传动箱的一端内侧相连通，所述卡合板的内侧设置有内六角，所述卡合板的两侧开设有限位孔，所述限位孔的内侧与限位杆的外侧滑动连接，所述上锥齿轮的一侧和第一天线的转动轴一端固定连接有外六角，所述外六角与内六角的大小相匹配，当所述卡合板向一侧运动时，所述卡合板与位于上锥齿轮上的外六角相分离，为实现上述效果，具体的操作方法为，位于橡胶管上的电磁阀工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板向一侧运动，卡合板与位于上锥齿轮上的内六角分离，此时，第二天线停止转动，第一天线继续转动。

进一步的，所述传动箱的一端内侧连通有气道，所述气道与滑腔的底端内侧相连通，所述滑腔的底端内侧还连通有缓慢释压阀，所述滑腔的顶端内侧与外界相连通，所述气道与连接杆内侧的橡胶管相连通，所述橡胶管的一端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通，设置的缓慢释压阀能够使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板复位。

进一步的，所述支撑架上设置有第二气动马达，所述第二气动马达的主轴末端固定连接有转轮，所述转轮的外侧与转盘的外侧相贴合，在第二天线停止转动之后，通过第二气动马达的转动，能够带动转轮转动，转轮带动转盘转动，转盘的转动能够带动第二天线进行角度的调整。

进一步的，所述监测点还包括有音调一高一低的第一汽笛和第二汽笛，所述第一汽笛和第二汽笛均通过管道和电磁阀与高压气瓶相连通，所述第一汽笛由电磁强度分析模块进行控制，所述第二汽笛由脉冲次数分析模块进行控制，当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声，同时监测点所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络上传至地面上位机，由地面上位机通过通信网络手持终端进行播报。

进一步的，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，监测得到的信息由信号采集处理器进行采集，设置的电磁强度分析模块和脉冲次数分析模块分别用于分析和处理信号采集处理器中获得的电磁波的强度和电磁波的脉冲次数。

第一天线和第二天线的工作方法如下：为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一气动马达上的电磁阀打开，第一气动马达转动，经过减速机减速后带动转轴转动，转轴的转动带动第一天线转动，同时转轴带动下锥齿轮转动，下锥齿轮带动侧锥齿轮转动，侧锥齿轮带动上锥齿轮转动，锥齿轮转动并通过外六角、卡合板带动第二天线反方向转动，实现对第一天线和第二天线以相反方向的角度转动。第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线会与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测。

为实现上述效果，具体的操作方法为：位于橡胶管上的电磁阀工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板向一侧运动，卡合板与位于上锥齿轮上的内六角分离，此时，第二天线停止转动，第一天线继续转动，在第二天线停止转动之后，通过第二气动马达的转动，能够带动转轮转动，转轮带动转盘转动，转盘的转动能够带动第二天线进行角度的调整，设置的缓慢释压阀能够使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板复位。当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声。同时监测点所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络上传至地面上位机，由地面上位机通过通信网络手持终端进行播报。

本发明还提供了一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置的使用方法，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，监测得到的信息由信号采集处理器进行采集，设置的电磁强度分析模块和脉冲次数分析模块分别用于分析和处理信号采集处理器中获得的电磁波的强度和电磁波的脉冲次数；具体步骤包括：

步骤1，第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一气动马达上的电磁阀打开，第一气动马达转动，经过减速机减速后带动转轴转动，转轴的转动带动第一天线转动，同时转轴带动下锥齿轮转动，下锥齿轮带动侧锥齿轮转动，侧锥齿轮带动上锥齿轮转动，锥齿轮转动并通过外六角、卡合板带动第二天线反方向转动，实现对第一天线和第二天线以相反方向的角度转动；

步骤2，第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动的同时对周围环境监测，确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测；

步骤3，位于橡胶管上的电磁阀工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板向一侧运动，卡合板与位于上锥齿轮上的内六角分离，此时，第二天线停止转动，第一天线继续转动，在第二天线停止转动之后，通过第二气动马达的转动，带动转轮转动，转轮带动转盘转动，转盘的转动带动第二天线进行角度的调整，设置的缓慢释压阀使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板复位；

步骤4，当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声；

步骤5，监测点所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络上传至地面上位机，由地面上位机通过通信网络手持终端进行播报。

与现有技术相比，本发明能够增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，每一组中的第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射。

与现有技术相比，本发明能够调整天线的方向，对一个或多个磁场源进行实时的，连续的监测，第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线会与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测。

与现有技术相比，本发明通过对电磁波中电磁强度和脉冲次数的分别报警，来实时显示此时的冲击地压发生的可能性，起到减小误报警次数的作用，当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体系统结构示意图。

图2为本发明监测点处的整体外观结构示意图。

图3为本发明传动箱处的内部安装结构示意图。

图4为本发明控制箱处的内部安装结构示意图。

图5为本发明限位杆处的内部安装结构示意图。

图6为本发明卡合板处的安装结构示意图。

图7为本发明图3中的A处安装结构示意图。

图中：1、地面上位机；2、井下通信网络；3、监测点；4、控制箱；5、信号采集处理器；6、电磁强度分析模块；7、脉冲次数分析模块；8、存储模块；9、电源模块；10、通信模块；11、支撑架；12、转盘；13、减速机；14、转轴；15、传动箱；16、连接杆；16a、橡胶管；17、第一天线；18、屏蔽铜网；19、高压气瓶；20、电磁阀；21、井下风管；22、第一汽笛；23、第二汽笛；24、侧锥齿轮；25、上锥齿轮；26、限位板；27、缓慢释压阀；28、下锥齿轮；29、卡合板；29a、内六角；29b、限位孔；30、限位杆；31、外六角；32、第二天线；33、第一气动马达；34、第二气动马达；35、转轮；37、弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是能够理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1、图2和图3，本发明提供一种技术方案：一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机1、井下通信网络2、通信网络手持终端、监测点3、用于提供动力的井下风管21和电磁阀20，监测点3包括有控制箱4，控制箱4的内侧设置有通信模块10，通信模块10、地面上位机1和通信网络手持终端均与井下通信网络2相连接，监测点3还包括有第一天线17和第二天线32，通过两组第一天线17和第二天线32的配合实现对监测点3区域的精准监测，一个第一天线17和一个第二天线32构成一组，第一天线17和第二天线32共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的第一天线17和第二天线32的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的第一天线17和第二天线32均能够朝向需要监测的方向，通过改变方向来提升对电磁波的获取效果，为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一天线17和第二天线32均为磁棒天线，磁棒天线能够在较低频率的波段中获得更好的捕捉效果。

进一步的，监测点3上还包括有高压气瓶19，高压气瓶19用于储备动力，并起到稳压的作用，高压气瓶19与井下风管21通过管道和电磁阀20相连通，高压气瓶19和控制箱4的外侧均套设有屏蔽铜网18，屏蔽铜网18能够将电子设备本身产生的电磁波屏蔽掉。

进一步的，监测点3还包括有支撑架11，支撑架11的顶端内侧转动连接有转盘12，转盘12的内侧固定连接有第一气动马达33和减速机13，减速机13能够降低起到转速的作用，第一气动马达33的输入端通过管道和电磁阀20与高压气瓶19的内侧相连通，第一气动马达33的主轴末端与减速机13的输入端固定连接，减速机13的输出端固定连接有转轴14，转轴14与第二天线32的中央位置处固定连接，第一气动马达33上的电磁阀20打开，第一气动马达33转动，经过减速机13减速后带动转轴14转动，转轴14的转动带动第一天线17转动。

进一步的，转盘12的一侧固定连接有连接杆16，连接杆16的中间段呈“U”型状设置，这种设置能够确保第一天线17的顺利转动，连接杆16的前端一侧呈“F”状设置，这种设置能够起到连接传动箱15和第二天线32的作用，连接杆16是由木质材质制成，这种材质使得电磁波能够穿透，保证监测的准确性，连接杆16的前端内侧转动连接有第一天线17，连接杆16的一侧固定连接有传动箱15，第一天线17的转动轴外侧固定连接有限位板26，限位板26的外侧与传动箱15的外侧滑动连接，连接杆16的内侧连通有橡胶管16a，传动箱15的内侧转动连接有侧锥齿轮24、下锥齿轮28和上锥齿轮25，下锥齿轮28和上锥齿轮25均与侧锥齿轮24相啮合，下锥齿轮28的一侧中央位置处与转轴14的一端固定连接，第一气动马达33转动的同时，转轴14带动下锥齿轮28转动，下锥齿轮28带动侧锥齿轮24转动，侧锥齿轮24带动上锥齿轮25转动，锥齿轮25转动并通过外六角31、卡合板29带动第二天线32反方向转动，实现对第一天线17和第二天线32以相反方向的角度转动。

通过采用上述技术方案：本发明能够增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，每一组中的第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射。

实施例2

请参阅图1、图2、图3、图5、图6和图7，本发明提供一种技术方案；

本实施例中，与实施例1中相同的部分不再赘述，不同之处在于：传动箱15的一端内侧开设有滑腔，滑腔的内侧固定连接有限位杆30，滑腔的内侧滑动连接有卡合板29，限位杆30的外侧设置有弹簧37，弹簧37的两端分别与卡合板29的一侧和传动箱15的一端内侧相连通，卡合板29的内侧设置有内六角29a，卡合板29的两侧开设有限位孔29b，限位孔29b的内侧与限位杆30的外侧滑动连接，上锥齿轮25的一侧和第一天线17的转动轴一端固定连接有外六角31，外六角31与内六角29a的大小相匹配，当卡合板29向一侧运动时，卡合板29与位于上锥齿轮25上的外六角31相分离，为实现上述效果，具体的操作方法为，位于橡胶管16a上的电磁阀20工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板29向一侧运动，卡合板29与位于上锥齿轮25上的内六角29a分离，此时，第二天线32停止转动，第一天线17继续转动。

进一步的，传动箱15的一端内侧连通有气道，气道与滑腔的底端内侧相连通，滑腔的底端内侧还连通有缓慢释压阀27，滑腔的顶端内侧与外界相连通，气道与连接杆16内侧的橡胶管16a相连通，橡胶管16a的一端通过管道和电磁阀20与高压气瓶19的内侧相连通，设置的缓慢释压阀27能够使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板29复位。

进一步的，支撑架11上设置有第二气动马达34，第二气动马达34的主轴末端固定连接有转轮35，转轮35的外侧与转盘12的外侧相贴合，在第二天线32停止转动之后，通过第二气动马达34的转动，能够带动转轮35转动，转轮35带动转盘12转动，转盘12的转动能够带动第二天线32进行角度的调整。

通过采用上述技术方案：本发明能够调整固定天线的方向，对一个或多个磁场源进行实时的，连续的监测，第一天线17和第二天线32中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线32会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线17继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线17会与第二天线32平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线17会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测，位于橡胶管16a上的电磁阀20工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板29向一侧运动，卡合板29与位于上锥齿轮25上的内六角29a分离，此时，第二天线32停止转动，第一天线17继续转动，在第二天线32停止转动之后，通过第二气动马达34的转动，能够带动转轮35转动，转轮35带动转盘12转动，转盘12的转动能够带动第二天线32进行角度的调整。

实施例3

请参阅图1、图2和图4，本发明提供一种技术方案：一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机1、井下通信网络2、通信网络手持终端、监测点3、用于提供动力的井下风管21和电磁阀20，监测点3包括有控制箱4，控制箱4的内侧设置有通信模块10，通信模块10、地面上位机1和通信网络手持终端均与井下通信网络2相连接，监测点3还包括有第一天线17和第二天线32，通过两组第一天线17和第二天线32的配合实现对监测点3区域的精准监测，一个第一天线17和一个第二天线32构成一组，第一天线17和第二天线32共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的第一天线17和第二天线32的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的第一天线17和第二天线32均能够朝向需要监测的方向，通过改变方向来提升对电磁波的获取效果，为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一天线17和第二天线32均为磁棒天线，磁棒天线能够在较低频率的波段中获得更好的捕捉效果。

进一步的，监测点3还包括有音调一高一低的第一汽笛22和第二汽笛23，第一汽笛22和第二汽笛23均通过管道和电磁阀20与高压气瓶19相连通，第一汽笛22由电磁强度分析模块6进行控制，第二汽笛23由脉冲次数分析模块7进行控制，当电磁强度分析模块6分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛22上的电磁阀20会打开，此时，第一汽笛22发出低鸣声，当脉冲次数分析模块7分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛23上的电磁阀20会打开，此时，第二汽笛23发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛22和第二汽笛23发出的声音组合成完整的报警声，同时的，监测点3所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络2上传至地面上位机1，由地面上位机1通过通信网络手持终端进行播报。

通过采用上述技术方案：本发明一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置通过对电磁波中电磁强度和脉冲次数的分别报警，来实时显示此时的冲击地压发生的可能性，起到减小误报警次数的作用，当电磁强度分析模块6分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛22上的电磁阀20会打开，此时，第一汽笛22发出低鸣声，当脉冲次数分析模块7分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛23上的电磁阀20会打开，此时，第二汽笛23发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛22和第二汽笛23发出的声音组合成完整的报警声。

实施例4

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机1、井下通信网络2、通信网络手持终端、监测点3、用于提供动力的井下风管21和电磁阀20，监测点3包括有控制箱4，控制箱4的内侧设置有通信模块10，通信模块10、地面上位机1和通信网络手持终端均与井下通信网络2相连接，监测点3还包括有第一天线17和第二天线32，通过两组第一天线17和第二天线32的配合实现对监测点3区域的精准监测，一个第一天线17和一个第二天线32构成一组，第一天线17和第二天线32共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的第一天线17和第二天线32的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的第一天线17和第二天线32均能够朝向需要监测的方向，通过改变方向来提升对电磁波的获取效果，为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一天线17和第二天线32均为磁棒天线，磁棒天线能够在较低频率的波段中获得更好的捕捉效果。

进一步的，控制箱4的内侧设置有信号采集处理器5、电磁强度分析模块6、脉冲次数分析模块7、存储模块8、电源模块9，信号采集处理器5用于采集和处理第一天线17和第二天线32获取的电磁辐射信号，电磁强度分析模块6用于分析和处理信号采集处理器5获得的电磁波的强度，脉冲次数分析模块7，用于分析和处理信号采集处理器5获得的电磁波的脉冲次数，存储模块8用于记录和存储获取的电磁辐射信号，电源模块9为监测点3的电子设备提供电源。

进一步的，监测点3上还包括有高压气瓶19，高压气瓶19用于储备动力，并起到稳压的作用，高压气瓶19与井下风管21通过管道和电磁阀20相连通，高压气瓶19和控制箱4的外侧均套设有屏蔽铜网18，屏蔽铜网18能够将电子设备本身产生的电磁波屏蔽掉。

进一步的，监测点3还包括有支撑架11，支撑架11的顶端内侧转动连接有转盘12，转盘12的内侧固定连接有第一气动马达33和减速机13，减速机13能够降低起到转速的作用，第一气动马达33的输入端通过管道和电磁阀20与高压气瓶19的内侧相连通，第一气动马达33的主轴末端与减速机13的输入端固定连接，减速机13的输出端固定连接有转轴14，转轴14与第二天线32的中央位置处固定连接，第一气动马达33上的电磁阀20打开，第一气动马达33转动，经过减速机13减速后带动转轴14转动，转轴14的转动带动第一天线17转动。

进一步的，转盘12的一侧固定连接有连接杆16，连接杆16的中间段呈“U”型状设置，这种设置能够确保第一天线17的顺利转动，连接杆16的前端一侧呈“F”状设置，这种设置能够起到连接传动箱15和第二天线32的作用，连接杆16是由木质材质制成，这种材质使得电磁波能够穿透，保证监测的准确性，连接杆16的前端内侧转动连接有第一天线17，连接杆16的一侧固定连接有传动箱15，第一天线17的转动轴外侧固定连接有限位板26，限位板26的外侧与传动箱15的外侧滑动连接，连接杆16的内侧连通有橡胶管16a，传动箱15的内侧转动连接有侧锥齿轮24、下锥齿轮28和上锥齿轮25，下锥齿轮28和上锥齿轮25均与侧锥齿轮24相啮合，下锥齿轮28的一侧中央位置处与转轴14的一端固定连接，第一气动马达33转动的同时，转轴14带动下锥齿轮28转动，下锥齿轮28带动侧锥齿轮24转动，侧锥齿轮24带动上锥齿轮25转动，锥齿轮25转动并通过外六角31、卡合板29带动第二天线32反方向转动，实现对第一天线17和第二天线32以相反方向的角度转动。

进一步的，第一天线17和第二天线32中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线32会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线17继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线17会与第二天线32平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线17会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测，传动箱15的一端内侧开设有滑腔，滑腔的内侧固定连接有限位杆30，滑腔的内侧滑动连接有卡合板29，限位杆30的外侧设置有弹簧37，弹簧37的两端分别与卡合板29的一侧和传动箱15的一端内侧相连通，卡合板29的内侧设置有内六角29a，卡合板29的两侧开设有限位孔29b，限位孔29b的内侧与限位杆30的外侧滑动连接，上锥齿轮25的一侧和第一天线17的转动轴一端固定连接有外六角31，外六角31与内六角29a的大小相匹配，当卡合板29向一侧运动时，卡合板29与位于上锥齿轮25上的外六角31相分离，为实现上述效果，具体的操作方法为，位于橡胶管16a上的电磁阀20工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板29向一侧运动，卡合板29与位于上锥齿轮25上的内六角29a分离，此时，第二天线32停止转动，第一天线17继续转动。

进一步的，传动箱15的一端内侧连通有气道，气道与滑腔的底端内侧相连通，滑腔的底端内侧还连通有缓慢释压阀27，滑腔的顶端内侧与外界相连通，气道与连接杆16内侧的橡胶管16a相连通，橡胶管16a的一端通过管道和电磁阀20与高压气瓶19的内侧相连通，设置的缓慢释压阀27能够使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板29复位。

进一步的，支撑架11上设置有第二气动马达34，第二气动马达34的主轴末端固定连接有转轮35，转轮35的外侧与转盘12的外侧相贴合，在第二天线32停止转动之后，通过第二气动马达34的转动，能够带动转轮35转动，转轮35带动转盘12转动，转盘12的转动能够带动第二天线32进行角度的调整。

进一步的，监测点3还包括有音调一高一低的第一汽笛22和第二汽笛23，第一汽笛22和第二汽笛23均通过管道和电磁阀20与高压气瓶19相连通，第一汽笛22由电磁强度分析模块6进行控制，第二汽笛23由脉冲次数分析模块7进行控制，当电磁强度分析模块6分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛22上的电磁阀20会打开，此时，第一汽笛22发出低鸣声，当脉冲次数分析模块7分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛23上的电磁阀20会打开，此时，第二汽笛23发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛22和第二汽笛23发出的声音组合成完整的报警声，同时的，监测点3所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络2上传至地面上位机1，由地面上位机1通过通信网络手持终端进行播报。

通过采用上述技术方案：本发明能够增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，每一组中的第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，本发明能够调整固定天线的方向，对一个或多个磁场源进行实时的，连续的监测，第一天线17和第二天线32中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线32会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线17继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线17会与第二天线32平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线17会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测，本发明一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置通过对电磁波中电磁强度和脉冲次数的分别报警，来实时显示此时的冲击地压发生的可能性，起到减小误报警次数的作用，当电磁强度分析模块6分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛22上的电磁阀20会打开，此时，第一汽笛22发出低鸣声，当脉冲次数分析模块7分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛23上的电磁阀20会打开，此时，第二汽笛23发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛22和第二汽笛23发出的声音组合成完整的报警声。

需要说明的是，本发明为一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，该装置的工作方法如下：通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，监测得到的信息由信号采集处理器5进行采集，设置的电磁强度分析模块6和脉冲次数分析模块7分别用于分析和处理信号采集处理器5中获得的电磁波的强度和电磁波的脉冲次数，为了增加对空间电磁辐射的监测范围以提升监测的准确度，第一天线17和第二天线32会以转轴14为中心不断的转动，其中，第一天线17和第二天线32会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线17和第二天线32之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一气动马达33上的电磁阀20打开，第一气动马达33转动，经过减速机13减速后带动转轴14转动，转轴14的转动带动第一天线17转动。同时的，转轴14带动下锥齿轮28转动，下锥齿轮28带动侧锥齿轮24转动，侧锥齿轮24带动上锥齿轮25转动，锥齿轮25转动并通过外六角31、卡合板29带动第二天线32反方向转动，实现对第一天线17和第二天线32以相反方向的角度转动，第一天线17和第二天线32中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，此时，第二天线32会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线17继续转动对周围环境监测，以确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线17会与第二天线32平行，同步接收该确定的磁场源的信息以提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线17会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测。为实现上述效果，具体的操作方法为，位于橡胶管16a上的电磁阀20工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板29向一侧运动，卡合板29与位于上锥齿轮25上的内六角29a分离，此时，第二天线32停止转动，第一天线17继续转动，在第二天线32停止转动之后，通过第二气动马达34的转动，能够带动转轮35转动，转轮35带动转盘12转动，转盘12的转动能够带动第二天线32进行角度的调整，设置的缓慢释压阀27能够使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板29复位。当电磁强度分析模块6分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛22上的电磁阀20会打开，此时，第一汽笛22发出低鸣声，当脉冲次数分析模块7分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛23上的电磁阀20会打开，此时，第二汽笛23发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛22和第二汽笛23发出的声音组合成完整的报警声。同时的，监测点3所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络2上传至地面上位机1，由地面上位机1通过通信网络手持终端进行播报。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，在不脱离本发明原理的前提下，还能够做出若干改进、润饰或变化，也能够将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机、井下通信网络、通信网络手持终端、监测点、用于提供动力的井下风管和电磁阀，其特征在于：所述监测点包括有控制箱，所述控制箱的内侧设置有通信模块，所述通信模块、地面上位机和通信网络手持终端均与井下通信网络相连接，所述监测点还包括有第一天线和第二天线，一个所述第一天线和一个所述第二天线构成一组，所述第一天线和第二天线共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的所述第一天线和第二天线的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的所述第一天线和第二天线均朝向需要监测的方向，所述第一天线和第二天线均为磁棒天线；所述控制箱的内侧设置有信号采集处理器、电磁强度分析模块、脉冲次数分析模块、存储模块和电源模块，信号采集处理器用于采集和处理第一天线和第二天线获取的电磁辐射信号；电磁强度分析模块用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的强度；脉冲次数分析模块用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的脉冲次数；存储模块用于记录和存储获取的电磁辐射信号；所述监测点上还包括有高压气瓶，所述高压气瓶与井下风管通过管道和电磁阀相连通，所述高压气瓶和控制箱的外侧均套设有屏蔽铜网；所述监测点还包括有支撑架，所述支撑架的顶端内侧转动连接有转盘，所述转盘的内侧固定连接有第一气动马达和减速机，所述第一气动马达的输入端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通，所述第一气动马达的主轴末端与减速机的输入端固定连接，所述减速机的输出端固定连接有转轴，所述转轴与第二天线的中央位置处固定连接；所述转盘的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆的中间段呈“U”型状设置，所述连接杆的前端一侧呈“F”状设置，所述连接杆是由木质材质制成，所述连接杆的前端内侧转动连接有第一天线，所述连接杆的一侧固定连接有传动箱，所述第一天线的转动轴外侧固定连接有限位板，所述限位板的外侧与传动箱的外侧滑动连接，所述连接杆的内侧连通有橡胶管，所述传动箱的内侧转动连接有侧锥齿轮、下锥齿轮和上锥齿轮，所述下锥齿轮和上锥齿轮均与侧锥齿轮相啮合，所述下锥齿轮的一侧中央位置处与转轴的一端固定连接；所述传动箱的一端内侧开设有滑腔，所述滑腔的内侧固定连接有限位杆，所述滑腔的内侧滑动连接有卡合板，所述限位杆的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与卡合板的一侧和传动箱的一端内侧相连通，所述卡合板的内侧设置有内六角，所述卡合板的两侧开设有限位孔，所述限位孔的内侧与限位杆的外侧滑动连接，所述上锥齿轮的一侧和第一天线的转动轴一端固定连接有外六角，所述外六角与内六角的大小相匹配，当所述卡合板向一侧运动时，所述卡合板与位于上锥齿轮上的外六角相分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述传动箱的一端内侧连通有气道，所述气道与滑腔的底端内侧相连通，所述滑腔的底端内侧还连通有缓慢释压阀，所述滑腔的顶端内侧与外界相连通，所述气道与连接杆内侧的橡胶管相连通，所述橡胶管的一端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通。

3.根据权利要求2所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述支撑架上设置有第二气动马达，所述第二气动马达的主轴末端固定连接有转轮，所述转轮的外侧与转盘的外侧相贴合。

4.根据权利要求3所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述监测点还包括有音调一高一低的第一汽笛和第二汽笛，所述第一汽笛和第二汽笛均通过管道和电磁阀与高压气瓶相连通，所述第一汽笛由电磁强度分析模块进行控制，所述第二汽笛由脉冲次数分析模块进行控制。

5.根据权利要求4所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置的使用方法，其特征在于：通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，监测得到的信息由信号采集处理器进行采集，设置的电磁强度分析模块和脉冲次数分析模块分别用于分析和处理信号采集处理器中获得的电磁波的强度和电磁波的脉冲次数；具体步骤包括：

步骤1，第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一气动马达上的电磁阀打开，第一气动马达转动，经过减速机减速后带动转轴转动，转轴的转动带动第一天线转动，同时转轴带动下锥齿轮转动，下锥齿轮带动侧锥齿轮转动，侧锥齿轮带动上锥齿轮转动，锥齿轮转动并通过外六角、卡合板带动第二天线反方向转动，实现对第一天线和第二天线以相反方向的角度转动；

步骤2，第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动的同时对周围环境监测，确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测；

步骤3，位于橡胶管上的电磁阀工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板向一侧运动，卡合板与位于上锥齿轮上的内六角分离，此时，第二天线停止转动，第一天线继续转动，在第二天线停止转动之后，通过第二气动马达的转动，带动转轮转动，转轮带动转盘转动，转盘的转动带动第二天线进行角度的调整，设置的缓慢释压阀使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板复位；

步骤4，当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声；

步骤5，监测点所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络上传至地面上位机，由地面上位机通过通信网络手持终端进行播报。

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