RU2131515C1 - Устройство беспроводной аварийно-технологической сигнализации и связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для речевого оповещения горнорабочих в подземных выработках об авариях, вызова индивидуального абонента на связь к телефону и для передачи информации технологического характера. Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства с одновременным повышением надежности передаваемой информации. Устройство содержит передающий и приемные комплекты. Передающий комплект состоит из опорного генератора, пульта управления, формирователя кодовой последовательности, делителя частоты, усилителя мощности, антенны. Каждый приемный комплект содержит антенну, избирательный усилитель, смесители частоты, гетеродин, фазовращатель, фильтры нижних частот, пороговые элементы, фазовый детектор, дешифратор. Выход дешифратора подключен к преобразователю цифровых сигналов в речевые, который через низкочастотный усилитель подключен к громкоговорителю. На передающей стороне исходную информацию, подлежащую передаче, кодируют в соответствующей бинарной последовательности двоичной кодовой комбинацией, которой затем модулируют несущую частоту сигнала, излучаемого передатчиком с дневной поверхности земли в шахту. В шахте сигнал, принятый приемным устройством, демодулируется и обрабатывается дешифратором, где из него вначале выделяется кодовая последовательность, которая затем преобразовывается преобразователем речи, усиливается низкочастотным усилителем и воспроизводится громкоговорителем. 1 ил.

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системам подземной беспроводной связи, и предназначено для организации аварийного оповещения горнорабочих в подземных выработках, вызова любого абонента на связь условными речевыми фразами, а также для передачи необходимых сообщений технологического характера.

Известно устройство шахтной оперативной и аварийной беспроводной связи с подземными выработками (а.с. 876999, М.кл³ E 21 C 35/24), содержащее установленный на дневной поверхности земли передающий комплект, состоящий из блока формирования и подачи аварийного сигнала, содержащего кнопочное поле набора кода и характера сообщения, шифратор, микрофон, коммутатор, амплитудный компрессор, передатчик звуковой частоты, передающую антенну в виде заземленного диполя и блока питания и расположенные в подземных выработках приемные комплекты, содержащий каждый приемную антенну, подключенную к блоку усиления и обработки сигнала, включающему в себя электронный ключ, дешифратор и усилитель звуковой частоты, выходной преобразователь (громкоговоритель) и блок питания.

Однако передача сигналов аварийного оповещения в речевом диапазоне частот с дневной поверхности к подземным выработкам не решает вопроса надежности передачи сообщения из-за неравномерного прохождения частотных составляющих речевого спектра и затухания некоторых частот при прохождении сигналов сквозь толщу горных пород к абоненту в подземных выработках.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство беспроводной аварийно-вызывной и информационно-технологической шахтной сигнализации и связи (заявка 93033273/03/032611, М.кл.4 E 21 C 35/24, полож. реш. от 15.01.96 г.).

Это устройство содержит установленный на дневной поверхности земли передающий комплект, состоящий из последовательно соединенных опорного генератора, делителя частоты, усилителя мощности и систем антенн с заземлителями, а также пульта управления режимом работы, выход которого подключен к второму входу делителя частоты, а другой выход пульта подключен к второму входу усилителя мощности, и расположенный в подземных выработках носимый приемный комплект, в состав которого входит антенна, подключенная к входу избирательного усилителя, выход которого соединен с входами двух параллельно включенных смесителей частоты. При этом второй вход первого смесителя соединен с выходом гетеродина непосредственно, а второй вход второго смесителя частоты соединен с этим же гетеродином через фазовращатель. Выходы обоих смесителей через фильтры нижних частот каждый и далее через пороговые элементы подключены к двум входам фазового детектора, выход которого подается на вход дешифратора команд. При этом выход дешифратора через прерыватель тока подключен к лампе шахтерского светильника для ее коммутации соответствующими кодированными сигналами "авария" или "вызов".

Однако решение вопроса передачи кодированных аварийно-вызывных сигналов сквозь толщу горных пород не решает вопроса передачи речевых сообщений подземному абоненту, что не способствует повышению функциональных возможностей подземной связи.

Целью данного изобретения является повышение функциональных возможностей подземной аварийно-вызывной сигнализации и связи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство беспроводной аварийно-технологической сигнализации и связи, содержащее установленный на дневной поверхности земли передающий комплект, состоящий из последовательно соединенных опорного генератора, делителя частоты, усилителя мощности и систем антенн с заземлителями, а также пульта управления режимами работы, выход которого подключен к второму входу делителя частоты, а другой выход пульта управления подключен к второму входу усилителя мощности, и расположенный в подземных выработках носимый приемный комплект, содержащий антенну, подключенную к входу избирательного усилителя, выход которого соединен с входами двух параллельно включенных смесителей частоты. При этом второй вход первого смесителя соединен с выходом гетеродина непосредственно, а второй вход второго смесителя частоты соединен с этим же гетеродином через фазовращатель. Выходы обоих смесителей частоты через фильтры нижних частот каждый, и далее через пороговые элементы, подключены к двум входам фазового детектора, выход которого подается на вход дешифратора команд. Выход дешифратора команд подключен к преобразователю речи и далее через низкочастотный усилитель к громкоговорителю.

При поиске по патентной и научно-технической литературе не обнаружено технических решений, сходных с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа. Следовательно, заявляемое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже представлена функциональная схема.

Устройство беспроводной аварийно-технологической сигнализации и связи содержит передающий и приемный комплекты.

Передающий комплект состоит из последовательно соединенных опорного генератора 1, делителя с переменным коэффициентом деления 2, усилителя мощности 3, антенны 4 и заземлителей 5, а также пульта управления 6, первый выход которого соединен с делителем 2, а второй с усилителем мощности 3. При этом выход опорного генератора 1 соединен с входом пульта управления через формирователь кодовой последовательности 7. Причем третий выход пульта управления 6 подсоединен к второму входу формирователя 7.

Приемный комплект содержит антенну 8, подключенную к входу избирательного усилителя 9, выход которого соединен с входом двух, параллельно включенных смесителей частоты 10, 11. Второй вход первого смесителя 10 соединен с выходом гетеродина 12 непосредственно, а второй вход второго смесителя 11 соединен с гетеродином 12 через фазовращатель 13. При этом выходы обоих смесителей 10, 11 через фильтры нижних частот 14, 15 и далее последовательно через пороговые элементы 16, 17 подключены к двум входам фазового детектора 18. Выход фазового детектора 18 подключен к входу дешифратора команд 19, который, в свою очередь, через преобразователь речи 20 и далее через низкочастотный усилитель 21 подключен к громкоговорителю 22.

Основной принцип работы устройства беспроводной передачи информации в горные выработки заключается в том, что на передающей стороне исходную информацию (передачу сигналов "АВАРИЯ" или "ВЫЗОВ" или необходимую технологическую информацию) кодируют в соответствующей двоичной кодовой последовательности, которой затем модулируют несущую частоту сигнала, излучаемого передатчиком с дневной поверхности земли в шахту через заземленные антенны.

В шахте сигнал, принятый приемником, демодулируется и обрабатывается дешифратором, где из него выделяется кодовая последовательность необходимого информационного сигнала, который затем преобразуется в речевой сигнал.

Рассмотрим более подробно работу предлагаемого устройства. При наборе необходимой последовательности кнопок пульта управления 6 (клавиатура пульта 6 на чертеже не показана) формирователь 7 формирует соответствующую кодовую последовательность (кодограмму) из сигнала, поступающего с опорного генератора 1. По окончании набора кодограммы сигнал с формирователя 7 поступает на вход пульта управления 6 и далее на управляющий вход делителя 2. Одновременно на другой его вход поступает сигнал с опорного генератора 1. В делителе 2 в зависимости от кодовой последовательности, поступающей с формирователя 7 через пульт управления 6, формируется частотно-манипулированный сигнал (уровню "0" соответствует частота 1, а уровню "1" соответствует частота 2). Далее сигнал усиливается усилителем мощности 3 и антеннами 4 через заземлители 5 излучаются в горный массив.

Электромагнитные сигналы, распространяющиеся через горный массив, принимаются приемным комплектом, в частности его антенной 8, преобразуются в электрические, усиливаются широкополосным избирательным усилителем 9 и далее подаются на первые входы смесителей 10, 11, на вторые входы которых подаются сигналы с гетеродина 12 непосредственно на смеситель 10 и, через цифровой фазовращатель 13, на смеситель 11. На выходах смесителей 10, 11 появляются гармонические колебания разностной частоты, причем эти сигналы сдвинуты друг относительно друга на 90^o.

Оба полученных сигнала проходят через фильтры нижних частот 14, 15 и подаются на пороговые элементы 16, 17. Далее через фазовый детектор 18, где формируется цифровой сигнал, соответствующий передаваемой информации, сигнал передается на дешифратор 19, где формируются соответствующие передаваемые сигналы аварии, вызова или необходимые технологические сигналы. После дешифратора 19 сигналы поступают на преобразователь 20, затем, пройдя через низкочастотный усилитель 21, воспроизводятся громкоговорителем 22.

Использование в данной системе инфранизких частот и кодирование их для передачи сигналов сквозь толщу горных пород позволяет решить поставленную задачу расширения функциональных возможностей устройства с одновременным повышением надежности передаваемой информации.

Следовательно, предлагаемое изобретение позволяет кроме своевременного оповещения горнорабочих об авариях и, кроме возможности индивидуального вызова любого работника на связь к телефону, передавать ему необходимую технологическую информацию в речевом виде, что позволяет расширить функциональные возможности подземной аварийно-вызывной сигнализации и связи.

Claims (1)

1. Устройство беспроводной аварийно-технологической сигнализации и связи с подземными выработками, содержащее установленный на поверхности земли передающий комплект, состоящий из последовательно соединенных опорного генератора, делителя частоты, усилителя мощности и систем антенн с заземлителями, и пульта управления режимами работы, соединенного с выходом опорного генератора через формирователь кодовой последовательности, выходы пульта управления подключены ко вторым входам делителя частоты и усилителя мощности, и расположенный в подземных выработках приемный комплект, содержащий антенну, подключенную к входу избирательного усилителя, выход которого соединен с входами двух параллельно включенных смесителей частоты, второй вход первого смесителя соединен с выходом гетеродина непосредственно, а второй вход второго смесителя частоты соединен с гетеродином через фазовращатель, выходы каждого смесителя частоты через последовательно соединенные фильтр нижних частот и пороговый элемент подключены к входу фазового детектора, выход которого соединен с входом дешифратора команд, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей устройства, оно снабжено последовательно соединенным преобразователем речи, низкочастотным усилителем и громкоговорителем, причем вход преобразователя речи подключен к выходу дешифратора команд.