RU2584978C1 - Method of searching for injured people under rubble - Google Patents
Method of searching for injured people under rubble Download PDFInfo
- Publication number
- RU2584978C1 RU2584978C1 RU2016110130/93A RU2016110130A RU2584978C1 RU 2584978 C1 RU2584978 C1 RU 2584978C1 RU 2016110130/93 A RU2016110130/93 A RU 2016110130/93A RU 2016110130 A RU2016110130 A RU 2016110130A RU 2584978 C1 RU2584978 C1 RU 2584978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- search
- frequency
- devices
- magnetic field
- coil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение принадлежит к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах.The invention belongs to the field of ensuring safety in mining and can be used to determine the location of personnel under the rubble in the mines.
Известны способы автоматизированного определения местоположения персонала, например "Унифицированная телекоммуникационная система УТАС" которая содержит кабель, сервер системы позиционирования, программное обеспечение системы (В книге "Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах", сборник научных трудов МакНИИ Макеевка, 2005 г. - с. 323-333) или "Система автоматизированного табельного учета и определения местоположения персонала и техники на шахтах и рудниках в комплексе "ТАЛ-НАХ", которая содержит: контроллеры, считыватели системы позиционирования, излучающий кабель, сервер системы позиционирования, программное обеспечение системы (В журнале "Оборудование для предприятий ТЭК" №8, М., 2006 г., опубл. 10.08.2006). Однако позиционирование объектов (персонала и транспортных средств) по этим системам осуществляется с точностью, обусловленной дискретностью установки считывателей системы позиционирования и реально составляет 100-200 м. Кроме того, система работает только в пределах прямой видимости объекта позиционирования и считывателя и практически непригодна в случае возникновения обвала горной породы, являющегося непреодолимым препятствием для радиосигналов с принятыми в описанных системах длинами волн.Known methods for automated location of personnel, for example, "UTAS Unified Telecommunication System" which contains a cable, a positioning system server, system software (In the book "Methods and means of creating safe and healthy working conditions in coal mines", collection of scientific works of MakNII Makeevka, 2005 G. - S. 323-333) or "The system of automated personnel records and location of personnel and equipment in mines and mines in the complex" TAL-NAX ", which contains: hollers, positioning system readers, radiating cable, positioning system server, system software (In the journal "Equipment for Fuel and Energy Complex Enterprises" No. 8, M., 2006, publ. 10.08.2006). However, the positioning of objects (personnel and vehicles ) for these systems is carried out with accuracy due to the discrete installation of readers of the positioning system and is actually 100-200 m. In addition, the system works only within the direct line of sight of the positioning object and the reader and practically eprigodna in the event of collapse of the rock, which is an insurmountable obstacle for radio signals with accepted described systems wavelengths.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению относится "Метод поиска пострадавших при стихийных бедствиях", описанный в Материалах 14-й Международной Крымской микроволновой конференции (КрыМиКо'2004), 13-17 сентября, 2004, Севастополь, Украина.- с. 713-714.Closest to the alleged invention relates to the "Method for the search for victims of natural disasters" described in the Materials of the 14th International Crimean Microwave Conference (KryMiKo'2004), September 13-17, 2004, Sevastopol, Ukraine.- p. 713-714.
По этому способу определения местоположения персонала шахты под завалами, каждого работника шахты снабжают радиомаяками, а поисковую группу снабжают устройством поиска. При этом в состав поискового прибора вводят: первый генератор низкой частоты, первую неподвижную магнитную антенну, узкополосный приёмник второй низкой частоты, индикатор и вращающуюся в горизонтальной плоскости четвертую магнитную антенну, которую снабжают устройством считывания ее положения. В состав радиомаяка вводят: неподвижные вторую и третью магнитные антенны, узкополосный усилитель первой низкой частоты, детектор несущей, пороговое устройство, второй генератор низкой частоты.According to this method of determining the location of mine personnel under the rubble, each mine employee is equipped with radio beacons, and the search group is equipped with a search device. At the same time, the following is introduced into the search instrument: the first low-frequency generator, the first fixed magnetic antenna, the narrow-band receiver of the second low frequency, the indicator and the fourth magnetic antenna rotating in the horizontal plane, which is equipped with a reader for its position. The beacon includes: stationary second and third magnetic antennas, a narrow-band amplifier of the first low frequency, a carrier detector, a threshold device, and a second low-frequency generator.
По описанному способу с помощью первого генератора низкой частоты формируют низкочастотный гармонический сигнал с первой частотой, который подают на первую магнитную антенну. Через эту первую магнитную антенну излучают в пространство первую низкочастотную радиоволну. Второй магнитной антенной эту первую низкочастотную радиоволну принимают и затем полученный низкочастотный гармонический сигнал с первой частотой усиливают с помощью узкополосного усилителя, после чего усиленный низкочастотный сигнал подают на детектор несущей, где этот сигнал переменного тока выпрямляют. Далее выпрямленный сигнал подают на пороговое устройство, где сравнивают напряжение выпрямленного сигнала с некоторым пороговым уровнем и при превышении уровня выпрямленного сигнала этого порогового уровня включают второй генератор низкой частоты, на выходе которого формируют низкочастотный гармонический сигнал со второй частотой, который подают на третью магнитную антенну. Через эту третью магнитную антенну излучают в пространство вторую низкочастотную радиоволну. Четвертой подвижной магнитной антенной эту вторую низкочастотную радиоволну принимают и затем полученный низкочастотный гармонический сигнал со второй частотой усиливают и выпрямляют с помощью узкополосного приёмника второй низкой частоты, после чего выпрямленный сигнал постоянного тока подают на индикатор. При этом гармонические низкочастотные сигналы, которые вырабатывают первый и вторым низкочастотными генераторами делают различными по частоте. Этим обеспечивают развязку низкочастотных усилительных трактов радиомаяка и поискового устройства. Поскольку диаграмма направленности магнитной антенны имеет форму "восьмёрки", то вращая четвертую магнитную антенну в горизонтальной плоскости по минимуму принимаемого этой антенной сигнала, который оценивают по индикатору, измеряют направление прихода второй низкочастотной радиоволны от радиомаяка, определяя тем самым азимут объекта поиска.According to the described method, using the first low-frequency generator, a low-frequency harmonic signal is generated with a first frequency, which is supplied to the first magnetic antenna. Through this first magnetic antenna, a first low-frequency radio wave is emitted into space. This second low-frequency radio wave is received by a second magnetic antenna and then the obtained low-frequency harmonic signal is amplified with a narrow-band amplifier with a first frequency, after which the amplified low-frequency signal is fed to the carrier detector, where this AC signal is rectified. Next, the rectified signal is fed to a threshold device, where the voltage of the rectified signal is compared with a certain threshold level, and when the level of the rectified signal exceeds this threshold level, a second low-frequency generator is turned on, at the output of which a low-frequency harmonic signal with a second frequency is generated, which is supplied to the third magnetic antenna. A second low-frequency radio wave is emitted into space through this third magnetic antenna. This fourth low-frequency radio wave is received by the fourth movable magnetic antenna, and then the received low-frequency harmonic signal with a second frequency is amplified and rectified using a narrow-band receiver of the second low frequency, after which the rectified DC signal is fed to the indicator. In this case, harmonic low-frequency signals that are generated by the first and second low-frequency generators are made different in frequency. This ensures the isolation of the low-frequency amplification paths of the beacon and the search device. Since the directivity pattern of the magnetic antenna is in the form of an "eight", rotating the fourth magnetic antenna in the horizontal plane to the minimum of the signal received by this antenna, which is estimated by the indicator, measures the direction of arrival of the second low-frequency radio wave from the beacon, thereby determining the azimuth of the search object.
Однако описанный способ поиска людей под завалами имеет ряд существенных недостатков, не позволяющих использовать этот способ на практике.However, the described method of searching for people under the rubble has a number of significant drawbacks that do not allow using this method in practice.
Во-первых, поисковая антенна имеет диаграмму направленности в виде "восьмерки", имеющей два минимума. Отсюда появляется принципиальная неопределенность в определении азимута объекта поиска. Эта неопределенность составляет 180 градусов. Этот недостаток не является принципиальным, поскольку неопределенность поиска можно устранить организационными мерами: в большинстве случаев известно, где находится обвал горной породы, соответственно искать необходимо в направлении обвала, а никак не в противоположном направлении.Firstly, the search antenna has a radiation pattern in the form of a figure of eight with two minima. This gives rise to fundamental uncertainty in determining the azimuth of the search object. This uncertainty is 180 degrees. This drawback is not fundamental, since the search uncertainty can be eliminated by organizational measures: in most cases it is known where the rock collapse is, it is necessary to search accordingly in the direction of the collapse, and not in the opposite direction.
Во-вторых, поисковое устройство дает только азимут объекта поиска. Для эффективного поиска людей необходимо кроме азимута знать еще и расстояние до объекта поиска.Secondly, the search device gives only the azimuth of the search object. For an effective search for people, it is necessary, in addition to azimuth, to know the distance to the object of search.
Третий недостаток имеет принципиальное значение и связан с рабочими длинами волн излучения поискового устройства и радиомаяка. Принимать во внимание характеристики диаграммы направленности магнитной антенны, работающей на прием, при определении азимута объекта поиска имеет смысл только в том случае, когда излучатель радиоволн находиться в дальней зоне поисковой антенны. В этом случае источник излучения можно рассматривать как точечный и все описанное выше справедливо. Дальняя зона в теории антенн определяется коэффициентом усиления самой антенны и рабочей длинной волны. В любом случае дальняя зона должна быть много больше длины волны излучения. В нашем случае рабочими частотами системы поиска можно считать частоты 100 кГц и ниже. Радиосигналы с большими частотами очень быстро затухают в толще горных пород, и производить поиск людей под завалами в этом случае не представляется возможным. Радиосигналы с указанными частотами и ниже способны проникать в толщу горных пород на большую глубину.The third drawback is of fundamental importance and is associated with the working wavelengths of the radiation of the search device and the beacon. When determining the azimuth of a search object, it makes sense to take into account the characteristics of the radiation pattern of a magnetic antenna operating at reception only when the radiator of radio waves is in the far zone of the search antenna. In this case, the radiation source can be considered as a point source and everything described above is true. The far zone in the theory of antennas is determined by the gain of the antenna itself and the working long wave. In any case, the far zone should be much larger than the radiation wavelength. In our case, the operating frequencies of the search system can be considered frequencies of 100 kHz and below. Radio signals with high frequencies decay very quickly in the rock mass, and in this case it is not possible to search for people under the rubble. Radio signals with the indicated frequencies and below are able to penetrate into the rock mass to a great depth.
Для частоты 100 кГц длина волны излучения составляет 3000 м, соответственно дальняя зона для магнитных антенн начинается от 30 км и более. Для более низких частот эти расстояния еще больше. В то же время реальное значение расстояний поиска составляет 50-100 м. Таким образом, вся процедура поиска при использовании указанной рабочей длины волны осуществляется в ближней зоне приемных и передающих магнитных антенн и ни о каких их диаграммных характеристиках в этом случае говорить не приходится. В этом случае можно лишь говорить об индуктивной связи между катушками с ферромагнитными сердечниками, которые только при определенных условиях можно называть магнитными антеннами. Определять азимут объекта поиска путем вращения в горизонтальной плоскости приемной катушки с сердечником в этом случае бессмысленно, т.к. максимальный уровень сигнала на клеммах одной катушки и возбуждении другой и при наличии между ними индуктивной связи наблюдается как при соосном, так и при параллельном расположении катушек друг относительно друга. Предугадать же, как будет расположена магнитная антенна (катушка с сердечником) радиомаяка, не представляется возможным.For a frequency of 100 kHz, the radiation wavelength is 3000 m; accordingly, the far zone for magnetic antennas starts from 30 km or more. For lower frequencies, these distances are even greater. At the same time, the real value of the search distances is 50-100 m. Thus, the entire search procedure when using the specified operating wavelength is carried out in the near zone of the receiving and transmitting magnetic antennas and there is no need to talk about any of their diagram characteristics. In this case, we can only talk about inductive coupling between the coils with ferromagnetic cores, which can only be called magnetic antennas under certain conditions. It is pointless to determine the azimuth of the search object by rotating in the horizontal plane of the receiving coil with the core, because the maximum signal level at the terminals of one coil and the excitation of the other and in the presence of inductive coupling between them is observed both with coaxial and parallel coils. It is not possible to predict how the magnetic antenna (coil with core) of the beacon will be located.
В тоже время крайне необходимо на небольших расстояниях решить задачу определения азимута объекта поиска и расстояния до него, т.е. производить поиск людей, находящихся под завалами горных пород. Большая смертность среди персонала угольных шахт обусловлена именно тем, что при существующем положении дел быстро отыскать пострадавших людей не представляется возможным. Эффективная аппаратура и методика поиска людей под завалами горных пород на сегодняшний день отсутствуют.At the same time, it is extremely necessary at small distances to solve the problem of determining the azimuth of the search object and the distance to it, i.e. to search for people under the rubble of rocks. The high mortality rate among coal mine personnel is precisely due to the fact that, given the current state of affairs, it is not possible to quickly find affected people. Effective equipment and methods for finding people under the rubble of rocks are currently lacking.
В основу изобретения поставлена задача определения азимута и расстояния до объекта поиска, находящегося в толще пород. Она решается благодаря тому, что первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой f1, причем эти колебания подают на клеммы первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f1, при этом первую катушку с ферромагнитным сердечником располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска, при этом переменное магнитное поле с частотой f1 улавливают второй неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, после чего сигнал, снимаемый с клемм второй катушки с ферромагнитным сердечником усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень, причем при превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня начинают генерировать непрерывные низкочастотные колебания с частотой f2, которые подают на клеммы третьей неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую также располагают в радиомаяке объекта поиска, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2, при этом переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают четвертой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в первом поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают пятой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают во втором поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают шестой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в третьем поисковом устройстве, причем сами поисковые устройства располагают друг относительно друга на некотором известном расстоянии, причем поисковые устройства располагают не на одной линии, при этом в каждом из трех поисковых устройств производят узкополосное усиление и выпрямление принимаемых подвижными катушками низкочастотных сигналов, причем в каждом из трех поисковых устройств выпрямленный сигнал постоянного тока подают на измеритель уровня сигнала, при этом в каждом из трех поисковых устройств вращают подвижные катушки с ферромагнитными сердечниками: в первом поисковом устройстве - четвертую катушку, во втором - пятую, в третьем - шестую, при этом в каждом из трех поисковых устройств осуществляют измерение уровня принятого, усиленного и выпрямленного низкочастотного сигнала, при этом добиваются появления в каждом из трех поисковых устройств максимального уровня измеренного сигнала, после чего в каждом их трех поисковых устройств эти измеренные уровни сигналов по калибровочным номограммам переводят в расстояния до объекта поиска, при этом получают три расстояния до объекта поиска от каждого их трех поисковых устройств, после чего решают обычную тригонометрическую задачу и от каждого из поисковых устройств получают однозначно азимут объекта поиска, при этом используют один из полученных азимутов и расстояние до объекта поиска для осуществления спасательных мероприятий от того поискового устройства, от которого производить спасательные мероприятия наиболее эффективно.The basis of the invention is the task of determining the azimuth and distance to the search object located in the rock mass. It is solved due to the fact that initially they generate continuous low-frequency oscillations with a frequency f 1 , and these oscillations are fed to the terminals of the first fixed coil with a ferromagnetic core and thereby emit an alternating magnetic field with a frequency f 1 , while the first coil with a ferromagnetic core is placed in the immediate the proximity of the proposed search object, while an alternating magnetic field with a frequency f 1 is caught by a second fixed coil with a ferromagnetic core, which is installed in p in the beacon of the search object, after which the signal from the terminals of the second coil with a ferromagnetic core is amplified in a narrow frequency band, rectified and its level is estimated, and when the rectified direct current signal exceeds a certain threshold level, they begin to generate continuous low-frequency oscillations with a frequency f 2 , which feed to the terminals of the third fixed coil with a ferromagnetic core, which is also located in the beacon of the search object, and thereby emit an alternating magnetic field with a frequency f 2 wherein an alternating magnetic field with a frequency of f 2 is captured by a fourth movable coil with a ferromagnetic core, which is located in the first search device, and the same alternating magnetic field with a frequency of f 2 is caught by a fifth movable coil with a ferromagnetic core, which is located in the second search device, moreover, the same alternating magnetic field with a frequency of f 2 is captured by the sixth moving coil with a ferromagnetic core, which is located in the third search device, and the search ones themselves the devices are located relative to each other at some known distance, and the search devices are not on the same line, while in each of the three search devices narrow-band amplification and rectification of the low-frequency signals received by the moving coils are performed, and in each of the three search devices the rectified DC signal on a signal level meter, while in each of the three search devices, moving coils with ferromagnetic cores are rotated: in the first search device property - the fourth coil, in the second - fifth, in the third - sixth, while in each of the three search devices measure the level of the received, amplified and rectified low-frequency signal, while achieving the maximum level of the measured signal in each of the three search devices, after why, in each of the three search devices, these measured signal levels from calibration nomograms are transferred to the distances to the search object, while three distances to the search object are obtained from each of their three searches x devices then decide usual trigonometric task and from each of the detection devices is obtained uniquely azimuth search object, with using one of the obtained distance and bearing to the search object to perform rescue activities of the searcher, which produce rescue events most effectively.
Сравнение предполагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в возможности однозначного определения азимута и дальности до объекта поиска, находящегося в завале горных пород в пределах рабочих расстояний, которые реально в шахтах составляют 50-100 м.Comparison of the alleged invention with the already known methods and prototype shows that the claimed method exhibits new technical properties, consisting in the possibility of unambiguous determination of the azimuth and range to the search object located in the rock block within the working distances, which are actually 50-100 m in mines .
Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как в способе-прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся в неоднозначности определения азимута объекта поиска, отсутствия данных о расстоянии до объекта поиска и принципиальной невозможности осуществлять поиск в пределах рабочих расстояний 50-100 м, проводить спасательные операции по поиску людей под обвалами горных пород в шахтах не представляется возможным.These properties of the alleged invention are new, because in the prototype method, due to its inherent disadvantages, namely, the ambiguity of determining the azimuth of the search object, the lack of data on the distance to the search object and the fundamental impossibility of searching within working distances of 50-100 m, rescue search operations for people under rock formations in mines is not possible.
В предлагаемом способе поиска людей под завалами горных пород каждого человека из числа персонала шахты снабжают радиомаяком. В случае аварии поиск пострадавших осуществляет специальная группа спасателей, которую снабжают поисковым оборудованием, состоящим из четырех частей. Поисковое оборудование состоит из устройства активации радиомаяков и трех поисковых устройств. Устройство активации предназначено для излучения переменного магнитного поля с частотой f1. Состоит устройство активации из генератора непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f1 требуемой мощности и неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником. Располагают устройство активации в непосредственной близости от места проведения спасательных мероприятий. Мощность излучения переменного магнитного поля должна быть достаточной для того, чтобы это переменное магнитное поле можно было бы принять радиомаяками, находящимися в зоне проведения спасательных мероприятий. В каждом из радиомаяков это переменное магнитное поле принимают, усиливают и оценивают его уровень. При превышении этого уровня некоторого порогового значения в радиомаяке включают генератор непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f2, т.е. осуществляют активацию радиомаяка. Эти колебания подают на клеммы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую располагают в радиомаяке, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2. Это переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают тремя подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками трех поисковых устройств, в каждом своей катушкой. Принятые поисковыми устройствами сигналы усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и подают на измерители уровня каждого из поисковых устройств. Далее осуществляют вращение подвижных катушек поисковых устройств и измеряют уровень принимаемого сигнала, при этом вращением катушек добиваются появления максимального уровня измеренного сигнала для каждого из поисковых устройств. При этом азимут объекта поиска не измеряют, поскольку в ближней зоне излучающей катушки с ферромагнитным сердечником этого сделать невозможно, поскольку совершенно невозможно предугадать в каком положении окажется излучающая катушка радиомаяка. При этом само положение излучающей катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка не имеет значения. Поскольку уровень принятого сигнала однозначно связан с расстоянием до источника излучения известной зависимостью, которую предварительно снимают и запоминают, то по измеренным уровням сигналов в каждом из поисковых устройств определяют три расстояния до радиомаяка от каждого из трех поисковых устройств соответственно. Поскольку взаимное расположение всех трех поисковых устройств известно, известны расстояния между ними и их азимуты друг относительно друга, то по полученным трем расстояниям от поисковых устройств до объекта поиска решают обычную тригонометрическую задачу и получают три азимута объекта поиска от каждого из трех поисковых устройств соответственно. Для проведения спасательных мероприятий выбирают тот азимут и то расстояние до объекта поиска от того поискового устройства, от которого производить эти спасательные мероприятия наиболее эффективно.In the proposed method for finding people under the rubble of rocks, each person from the mine personnel is equipped with a radio beacon. In the event of an accident, the search for victims is carried out by a special group of rescuers, which are equipped with search equipment consisting of four parts. Search equipment consists of a beacon activation device and three search devices. The activation device is designed to emit an alternating magnetic field with a frequency f 1 . The activation device consists of a generator of continuous low-frequency oscillations with a frequency f 1 of the required power and a fixed coil with a ferromagnetic core. They have an activation device in the immediate vicinity of the rescue site. The radiation power of an alternating magnetic field must be sufficient so that this alternating magnetic field can be received by radio beacons located in the rescue area. In each of the beacons, this alternating magnetic field is received, amplified and its level is estimated. When this level is exceeded, a certain threshold value in the beacon includes a generator of continuous low-frequency oscillations with a frequency f 2 , i.e. carry out the activation of the beacon. These oscillations are fed to the terminals of a fixed coil with a ferromagnetic core, which is located in the beacon, and thereby emit an alternating magnetic field with a frequency f 2 . This alternating magnetic field with a frequency of f 2 is captured by three moving coils with ferromagnetic cores of three search devices, in each of its coils. The signals received by the search devices are amplified in a narrow frequency band, rectified and fed to the level meters of each of the search devices. Next, rotate the moving coils of the search devices and measure the level of the received signal, while rotating the coils achieve the appearance of the maximum level of the measured signal for each of the search devices. In this case, the azimuth of the search object is not measured, since it is impossible to do this in the near zone of the radiating coil with a ferromagnetic core, since it is completely impossible to predict the position of the radiating beacon coil. Moreover, the position of the radiating coil with the ferromagnetic core of the beacon does not matter. Since the level of the received signal is unambiguously related to the distance to the radiation source by a known dependence, which is previously taken and stored, then three distances to the beacon from each of the three search devices are determined from the measured signal levels in each of the search devices, respectively. Since the relative position of all three search devices is known, the distances between them and their azimuths relative to each other are known, then using the obtained three distances from the search devices to the search object, they solve the usual trigonometric problem and get three azimuths of the search object from each of the three search devices, respectively. To conduct rescue measures, choose the azimuth and the distance to the search object from the search device from which it is most effective to carry out these rescue measures.
Указанный способ поиска пострадавших под завалами можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг. 1.The indicated method of searching for victims under the rubble can be implemented using the device shown in FIG. one.
Устройство поиска пострадавших под завалами состоит из устройства активации, радиомаяка и устройств поиска и содержит генераторы низкочастотных колебаний 1 и 2, неподвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 3, 4 и 5 подвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 6, 7 и 8, узкополосные усилители низкочастотных сигналов 9, 10, 11 и 12, выпрямители 13,14, 15 и 16, пороговое устройство 17, измерители уровня 18, 19 и 20.The search device for victims under the rubble consists of an activation device, a beacon and search devices and contains low-
Выход генератора низкочастотных колебаний 1 соединен с выводами неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3, выводы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 9, выход которого соединен с входом выпрямителя 13, выход которого соединен со входом порогового устройства 17, выход которого соединен с входом управления низкочастотного генератора 2, выход которого соединен с выводами неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 5, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 6 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 10, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 7 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 11, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 8 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 12, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 10 соединен с входом выпрямителя 14, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 11 соединен с входом выпрямителя 15, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 12 соединен с входом выпрямителя 16, при этом выход выпрямителя 14 соединен с входом измерителя уровня 18, при этом выход выпрямителя 15 соединен с входом измерителя уровня 19, при этом выход выпрямителя 16 соединен с входом измерителя уровня 20.The output of the low-frequency oscillation generator 1 is connected to the terminals of the fixed coil with a ferromagnetic core 3, the terminals of the fixed coil with a ferromagnetic core 4 are connected to the input of the narrow-band amplifier of low-frequency signals 9, the output of which is connected to the input of the rectifier 13, the output of which is connected to the input of the threshold device 17, the output of which connected to the control input of the low-frequency generator 2, the output of which is connected to the terminals of the fixed coil with a ferromagnetic core 5, while the conclusions of the movable carcasses with a ferromagnetic core 6 are connected to the input of a narrow-band amplifier of low-frequency signals 10, while the conclusions of a moving coil with a ferromagnetic core 7 are connected to the input of a narrow-band amplifier of low-frequency signals 11, while the conclusions of a moving coil with a ferromagnetic core 8 are connected to the input of a narrow-band amplifier of low-frequency signals 12, the output of the narrow-band amplifier of low-frequency signals 10 is connected to the input of the rectifier 14, while the output of the narrow-band amplifier of low-frequency signals 11 is connected to the input of the rectifier 15, while the output of the narrowband low-frequency signal amplifier 12 is connected to the input of the rectifier 16, while the output of the rectifier 14 is connected to the input of the level meter 18, while the output of the rectifier 15 is connected to the input of the level meter 19, while the output of the rectifier 16 connected to the input of the level meter 20.
Работает устройство, реализующее способ поиска пострадавших под завалами следующим образом.A device is operating that implements a method for searching for victims under the rubble as follows.
Генератор низкочастотных колебаний 1 формирует низкочастотные колебания с частотой f1 требуемой мощности, которые возбуждают с помощью неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3 переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f1. Это переменное низкочастотное магнитное поле улавливают неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником 4, которая входит в состав радиомаяка. Сигнал с выводов этой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 подают на вход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 9, который также входит в состав радиомаяка, где принятый сигнал усиливают в узкой полосе частот, отделяя его от индустриальных помех, и подают на выпрямитель 13, входящий в состав радиомаяка. Выпрямленный сигнал подают на вход порогового устройства 17, входящего в состав радиомаяка. При превышении принятого, усиленного и выпрямленного сигнала некоторого порогового уровня пороговое устройство срабатывает и включает генератор непрерывных низкочастотных колебаний 2, входящий в состав радиомаяка. Этот генератор непрерывных низкочастотных колебаний возбуждает с помощью неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 5, входящей в состав радиомаяка, переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f2 заданной интенсивности. Это переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f2 улавливают подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками 6, 7 и 8, входящими в состав трех поисковых устройств. Сигнал, наведенный на выводах i-той приемной подвижной катушки с ферромагнитным сердечником однозначно связан с расстоянием между приемной и передающей катушками следующей зависимостьюThe low-
где L - расстояние между катушками, м;where L is the distance between the coils, m;
K - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность В·м3, зависящий от амплитуды напряжения возбуждения передающей катушки, частоты возбуждения, числа витков обоих катушек, их диаметра, длины и проницаемости ферромагнитных сердечников;K is a proportionality coefficient having a dimension V · m 3 depending on the amplitude of the excitation voltage of the transmitting coil, the excitation frequency, the number of turns of both coils, their diameter, length and permeability of the ferromagnetic cores;
φ0 - начальная фаза низкочастотных колебаний.φ 0 - the initial phase of low-frequency oscillations.
Приведенная формула справедлива при условии, когда катушки имеют максимальный коэффициент взаимной индукции. По этой причине важно произвести ориентацию подвижной катушки поисковой станции таким образом, чтобы принятый сигнал имел максимальный уровень.The above formula is valid provided that the coils have a maximum mutual induction coefficient. For this reason, it is important to orient the search coil of the search coil so that the received signal has a maximum level.
Этот сигнал имеет малый уровень и присутствует на фоне индустриальных помех, имеющих как магнитную, так и радиочастотную природы. Эти помехи в шахтах хоть и имеют пониженный уровень, но присутствуют в любом случае.This signal has a low level and is present against a background of industrial interference having both magnetic and radio frequency nature. These interference in the mines, although they have a reduced level, are present in any case.
По этой причине в каждой из поисковых станций производят узкополосное усиление принятого сигнала и отделение его от индустриальных помех с помощью узкополосных низкочастотных усилителей 10, 11 и 12, входящих в состав трех поисковых устройств.For this reason, in each of the search stations, narrow-band amplification of the received signal is performed and it is separated from industrial noise using narrow-band low-
Для измерения уровня принятого сигнала в поисковых станциях производят его выпрямление с помощью выпрямителей 14, 15 и 16, входящих в состав трех поисковых устройств.To measure the level of the received signal in search stations, it is rectified using
Принятые, усиленные и выпрямленные сигналы подают на входы измерителей уровня 18, 19 и 20, входящих в состав трех поисковых устройств.Received, amplified and rectified signals are fed to the inputs of
Далее осуществляют вращение подвижных катушек поисковых устройств и измерение уровней принимаемых сигналов. При этом вращением подвижных катушек добиваются максимальных показаний измерителей уровня принимаемых сигналов. После того как получены максимальные значения измеренных уровней принятых сигналов по соответствующим номограммам определяют расстояния от каждой из подвижных катушек или от каждого из поисковых устройств до радиомаяка или объекта поиска.Next, rotate the moving coils of the search devices and measure the levels of received signals. In this case, by rotating the moving coils, the maximum readings of the level meters of the received signals are achieved. After the maximum values of the measured levels of received signals are obtained from the corresponding nomograms, the distances from each of the moving coils or from each of the search devices to the beacon or search object are determined.
Имея, таким образом, три определенных расстояния от каждого из трех поисковых устройств до объекта поиска соответственно, расстояния между поисковыми устройствами, которые известны заранее, азимуты каждого из поисковых устройств, друг относительно друга, которые также известны заранее, решают простую тригонометрическую задачу и получают, таким образом, три азимута объекта поиска от каждого из трех поисковых устройств соответственно.Having thus three specific distances from each of the three search devices to the search object, respectively, the distances between the search devices, which are known in advance, the azimuths of each of the search devices, relative to each other, which are also known in advance, solve a simple trigonometric problem and get thus, the three azimuths of the search object from each of the three search devices, respectively.
Для проведения спасательных мероприятий выбирают тот азимут объекта поиска и соответственно то расстояние до объекта поиска от того из поисковых устройств, от которого проводить спасательные мероприятия наиболее эффективно.To carry out rescue measures, choose the azimuth of the search object and, accordingly, the distance to the search object from that of the search devices from which it is most effective to carry out rescue measures.
Таким образом получают координаты объекта поиска, человека, находящегося под завалом.In this way, the coordinates of the search object, a person under the rubble, are obtained.
Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с появлением возможности быстро и точно определить координаты человека, находящегося под завалом горной породы. При этом появляется возможность оперативно организовать спасательные мероприятия и обеспечить, тем самым, сохранение жизни людей в лучшем случае, в худшем случае имеется возможность отыскать тела людей уже погибших в результате аварии.The economic effect of the use of the alleged invention is associated with the emergence of the ability to quickly and accurately determine the coordinates of a person under the rubble of a rock. At the same time, it becomes possible to quickly organize rescue activities and thereby ensure the preservation of people's lives in the best case, in the worst case, it is possible to find the bodies of people who have already died as a result of the accident.
При проведении спасательных мероприятий в большинстве случаев место аварии известно. В этих случаях можно обойтись только двумя поисковыми устройствами. При определении азимутов объекта поиска от двух поисковых устройств описанным способом возникает принципиальная неопределенность в определении азимута. При этом необходимо выбрать азимут от поискового устройства на объект поиска один из двух. Один из азимутов будет указывать на место завала, другой указывать в противоположное направление. Выбрать нужный азимут в этом случае можно организационно.During rescue operations, in most cases the place of the accident is known. In these cases, you can do only two search devices. When determining the azimuths of a search object from two search devices in the described manner, fundamental uncertainty arises in determining the azimuth. In this case, it is necessary to choose the azimuth from the search device to the search object one of two. One of the azimuths will indicate the place of the blockage, the other point in the opposite direction. In this case, you can select the desired azimuth organizationally.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110130/93A RU2584978C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Method of searching for injured people under rubble |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110130/93A RU2584978C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Method of searching for injured people under rubble |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2584978C1 true RU2584978C1 (en) | 2016-05-20 |
Family
ID=56012455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110130/93A RU2584978C1 (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Method of searching for injured people under rubble |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2584978C1 (en) |
-
2016
- 2016-03-21 RU RU2016110130/93A patent/RU2584978C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10859727B2 (en) | Electronic marker devices and systems | |
| Pasku et al. | A positioning system based on low-frequency magnetic fields | |
| EP1537439B1 (en) | System and method for near-field electromagnetic ranging | |
| EP2096465B1 (en) | System for and method of detecting a buried conductor | |
| JP2009515163A (en) | Hydrocarbon reservoir mapping method and apparatus for implementing the method | |
| Jiang et al. | Ultra-wide band applications in industry: a critical review | |
| US20030117142A1 (en) | Measurement of subterranean lithology using electromagnetic energy | |
| CN104090305A (en) | Non-imaging type and not-contact type microwave security inspection device and method based on microwave radars | |
| RU2584978C1 (en) | Method of searching for injured people under rubble | |
| RU2584982C1 (en) | Iterative method to search for victims under rubble | |
| KR102001246B1 (en) | Apparatus for detecting metal explosives buried underground by multi mode of time domain and frequency domain method | |
| RU2584981C1 (en) | Method of searching for injured people under rubble | |
| RU2584967C1 (en) | Method of searching for injured people under rubble, taking into account arbitrary orientation of beacon antenna | |
| RU2584983C1 (en) | Method of searching for injured people under rubble | |
| RU2584980C1 (en) | Method of searching for injured people under rubble | |
| RU2584974C1 (en) | Method of radio beacons activation device operating when searching for injured people under rubble | |
| RU2584977C1 (en) | Method of and search equipment operating beacon when searching for injured people under rubble | |
| RU2584966C9 (en) | Method of searching for injured people under debris and remote monitoring of heart rhythm | |
| CN109782222A (en) | A kind of the underground utilities localization method and system of integrated RTLS | |
| JPH0424471Y2 (en) | ||
| Shirokov et al. | The approach to a problem of search of people under avalanches | |
| Shirokov | System of people search under avalanches in mines | |
| CN105846553B (en) | A kind of down-hole miner search and rescue system and method based on magnetic resonance | |
| Dubrovka et al. | On-body patch antenna with parasitic PEC wall for the miners cardiac rhythm sensor | |
| Jiang et al. | Ultra-Wide Band technology applications in construction: a review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160808 |