RU2584979C1 - Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble - Google Patents

Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble Download PDF

Info

Publication number
RU2584979C1
RU2584979C1 RU2016110131/93A RU2016110131A RU2584979C1 RU 2584979 C1 RU2584979 C1 RU 2584979C1 RU 2016110131/93 A RU2016110131/93 A RU 2016110131/93A RU 2016110131 A RU2016110131 A RU 2016110131A RU 2584979 C1 RU2584979 C1 RU 2584979C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
beacon
low
magnetic field
ferromagnetic core
Prior art date
Application number
RU2016110131/93A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Борисович Широков
Original Assignee
Игорь Борисович Широков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Борисович Широков filed Critical Игорь Борисович Широков
Priority to RU2016110131/93A priority Critical patent/RU2584979C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584979C1 publication Critical patent/RU2584979C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering; rescue operations.
SUBSTANCE: novel in method of searching affected under rubble, is provision of whole personnel with mine beacons, and establishing of search group, which is equipped with radio beacons activation devices and search devices. At that, activation device drives variable-frequency magnetic field with frequency and set power variable during certain short period of time. This variable magnetic field is caught using coil with ferromagnetic core of mine personnel beacon and in case of exceeding by received and amplified signal of certain threshold level low-frequency magnetic field is excited with another frequency and searching for radio beacon is performed. At that, radio beacon catches equally efficient variable-frequency magnetic field at any frequency tuning of its narrow-band amplifier, which falls within range of frequency tuning of low-frequency controlled generator of activation device, which increases the probability of activation of radio beacon at any conditions of its production and under effect of destabilising factors occurring during its operation.
EFFECT: method of activation device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble, can be used to locate personnel under rubble in mines.
1 cl

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 "ТАЛНАХ", 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" Talnakh ", 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 line of sight of the positioning object and the reader and practically unsuitable in the event of a rock collapse, which is an insurmountable obstacle to radio signals with wavelengths adopted in the described systems.

Более близкими к предполагаемому изобретению относятся способы поиска пострадавших под завалами, описанные в патентах Украины № 86558, бюл. № 8 от 27.04.2009, № 87642, бюл. №4 от 27.07.2009, № 90071 и № 90072, бюл. № 6 от 25.03.2010, № 90832, бюл. № 10 от 25.05.2010. По этим способам первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания и через неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником излучают переменное магнитное поле низкой частоты, которое улавливают катушкой с ферромагнитным сердечником радиомаяка, усиливают сигнал, получаемый на клеммах этой катушки, и превышении уровня сигнала некоторого порогового уровня активируют радиомаяк. Наиболее близким к предполагаемому изобретению относится способ, описанный в заявке на патент Украины № а201004665 от 20.04.2010.Closer to the alleged invention are methods of searching for victims under the rubble described in the patents of Ukraine No. 86558, bull. No. 8 dated April 27, 2009, No. 87642, bull. No. 4 dated 07/27/2009, No. 90071 and No. 90072, bull. No. 6 dated March 25, 2010, No. 90832, bull. No 10 on 05/25/2010. According to these methods, continuous low-frequency oscillations are initially generated and an alternating low-frequency magnetic field is emitted through a fixed coil with a ferromagnetic core, which is captured by the coil with the ferromagnetic core of the beacon, amplifies the signal received at the terminals of this coil, and when the signal level exceeds a certain threshold level, the beacon is activated. Closest to the alleged invention relates to the method described in the patent application of Ukraine No. a201004665 from 04/20/2010.

По этому способу определения местоположения персонала шахты под завалами, каждого работника шахты снабжают радиомаяком, а поисковую группу снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска. При этом в состав устройства активации вводят: первый генератор первой низкой частоты, первую передающую неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником. В состав радиомаяка вводят: вторую неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником, узкополосный усилитель первой низкой частоты, детектор несущей, пороговое устройство, второй генератор второй низкой частоты. Состав поисковых устройств варьируется в зависимости от решаемых задач.According to this method of determining the location of mine personnel under the rubble, each mine employee is equipped with a radio beacon, and the search group is equipped with a radio beacon activation device and search devices. In this case, the following is introduced into the composition of the activation device: a first generator of a first low frequency, a first transmitting fixed coil with a ferromagnetic core. The beacon includes: a second fixed coil with a ferromagnetic core, a narrow-band amplifier of the first low frequency, a carrier detector, a threshold device, and a second generator of the second low frequency. The composition of search devices varies depending on the tasks being solved.

По описанному способу задача решается благодаря тому, что первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой

Figure 00000001
в течение некоторого короткого промежутка времени
Figure 00000002
причем эти колебания подают на клеммы первой неподвижной передающей катушки с ферромагнитным сердечником и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000003
в течение короткого промежутка времени
Figure 00000004
Первую катушку с ферромагнитным сердечником устройства активации располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска. Излученное переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000005
улавливают второй неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, после чего сигнал, снимаемый с клемм приема 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 с помощью второго низкочастотного генератора в течение некоторого продолжительного промежутка времени
Figure 00000006
генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой
Figure 00000007
которые подают на клеммы возбуждения той же второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка и излучают, тем самым, переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000008
в течение продолжительного промежутка времени
Figure 00000009
При этом отключают в радиомаяке тракт усиления и обработки сигналов с частотой
Figure 00000010
на продолжительный промежуток времени
Figure 00000011
При этом непрерывные низкочастотные сигналы, которые вырабатывают первым и вторым низкочастотными генераторами делают близкими по частоте, чем обеспечивают возможность работы второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником одинаково эффективно на обеих частотах
Figure 00000012
According to the described method, the problem is solved due to the fact that initially generate continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000001
for a short while
Figure 00000002
moreover, these oscillations are fed to the terminals of the first stationary transmitting coil with a ferromagnetic core and thereby emit an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000003
for a short amount of time
Figure 00000004
The first coil with a ferromagnetic core of the activation device is located in the immediate vicinity of the proposed search object. Radiated alternating magnetic field with frequency
Figure 00000005
they are caught by a second fixed coil with a ferromagnetic core, which is installed in the beacon of the object to be searched, after which the signal from the receiving terminals of the second coil with a ferromagnetic core is amplified in a narrow frequency band, rectified and its level is estimated, and if the rectified DC signal exceeds a certain threshold level using a second low-frequency generator for a long period of time
Figure 00000006
generate continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000007
which are fed to the excitation terminals of the same second fixed coil with a ferromagnetic core of the beacon and thereby emit an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000008
over a long period of time
Figure 00000009
At the same time, the amplification and signal processing path with a frequency of
Figure 00000010
for a long period of time
Figure 00000011
At the same time, the continuous low-frequency signals generated by the first and second low-frequency generators are made close in frequency, which makes it possible for the second stationary coil with a ferromagnetic core to work equally effectively at both frequencies
Figure 00000012

Во время излучения переменного магнитного поля с частотой

Figure 00000013
осуществляют поисковые мероприятия. По истечении продолжительного промежутка времени
Figure 00000014
вновь в течение короткого промежутка времени
Figure 00000015
устройством активации излучают переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000016
а затем в течение продолжительного промежутка времени
Figure 00000017
вновь осуществляют поисковые мероприятия и так продолжают до тех пор, пока все поисковые мероприятия не будут завершены в полном объеме.During the emission of an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000013
carry out search activities. After a long period of time
Figure 00000014
again for a short period of time
Figure 00000015
an activation device emits an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000016
and then for a long period of time
Figure 00000017
again carry out search activities and continue until all search activities are completed in full.

Однако описанный способ (способы) поиска пострадавших под завалами имеют некоторый недостаток, связанный с тем, что в радиомаяке объекта поиска используют узкополосный усилитель для усиления сигналов, первоначально сгенерированных и излученных устройством активации и принятых неподвижной катушкой радиомаяка. Этот усилитель настроен на определенную частоту, равную частоте первоначально генерируемых колебаний устройством активации радиомаяков. С целью повышения помехоустойчивости радиомаяков от воздействия импульсных помех, которые могут привести к ложному срабатыванию порогового устройства радиомаяка, приводящего к его ложной активации, полосу пропускания узкополосного усилителя следует выбирать достаточно узкой. При этом желательно обеспечить известную простоту конструкции устройства, удешевляющую радиомаяк в целом и повышающую надежность его работы. В этом случае необходимо обеспечить повторяемость параметров радиомаяка при его массовом изготовлении, исключив при этом операцию индивидуальной настройки каждого радиомаяка. Последняя задача достаточно сложная в реализации, поскольку для повышения известной помехоустойчивости радиомаяка, исключающей его ложное срабатывание, требуется обеспечить узкополосному усилителю, входящему в состав радиомаяка, очень узкую относительную полосу пропускания, составляющую 10-5…10-6.However, the described method (s) for searching for victims under the rubble have a certain disadvantage associated with the fact that a narrow-band amplifier is used in the beacon of the search object to amplify the signals initially generated and emitted by the activation device and received by the fixed beacon coil. This amplifier is tuned to a specific frequency equal to the frequency of the initially generated oscillations by the beacon activation device. In order to increase the noise immunity of beacons from the effects of pulsed interference, which can lead to a false response of the threshold device of the beacon, which leads to its false activation, the passband of a narrow-band amplifier should be chosen quite narrow. In this case, it is desirable to provide a known simplicity of the design of the device, cheapening the beacon as a whole and increasing the reliability of its operation. In this case, it is necessary to ensure the repeatability of the parameters of the beacon during its mass production, excluding the operation of the individual settings of each beacon. The latter task is quite difficult to implement, since to increase the known noise immunity of the beacon, which excludes its false operation, it is required to provide the narrow-band amplifier included in the beacon with a very narrow relative passband of 10 -5 ... 10 -6 .

Одним из наиболее дешевых и надежных способов решения этой проблемы - это использование в качестве фильтрующих звеньев узкополосного усилителя одиночного кварцевого резонатора в соответствующей схеме включения. Такой усилитель будет обладать упомянутой выше относительной полосой пропускания, и иметь известную простоту конструкции и, соответственно, дешевизну. Однако повторяемость результатов при массовом производстве не будет высокой. Если относительная полоса пропускания и параметры ослабления сигнала в пределах полосы пропускания и за ее пределами будут сохраняться на одном и том же уровне, то центральная частота настройки такого узкополосного усилителя будет изменяться от резонатора к резонатору в пределах абсолютной полосы пропускания такого фильтра (собственно резонатора) или даже чуть больше ее, и от партии резонаторов к партии резонаторов в пределах величины, существенно превышающей саму полосу пропускания. Использование индивидуальной настройки такого фильтра подбором соответствующих конденсаторов или катушек индуктивностей крайне нежелательно с точки зрения массового производства. И даже эта мера не приведет к желаемому результату в силу известной температурной нестабильности самих кварцевых резонаторов и их "старения". Использование же в качестве фильтрующих звеньев специализированных кварцевых фильтров, гарантированно обеспечивающих пропускание сигнала устройства активации при всех температурных и прочих дестабилизирующих факторов, также нежелательно в силу известной дороговизны последних с одной стороны, и известной громоздкости самого изделия с другой, если принять во внимание относительно низкую рабочую частоту системы.One of the cheapest and most reliable ways to solve this problem is to use a single-band crystal oscillator as a filtering element in the corresponding switching circuit. Such an amplifier will have the relative bandwidth mentioned above, and have a known simplicity of design and, accordingly, low cost. However, the repeatability of the results in mass production will not be high. If the relative passband and the attenuation parameters of the signal within the passband and beyond are kept at the same level, then the center tuning frequency of such a narrow-band amplifier will vary from resonator to resonator within the absolute passband of such a filter (resonator itself) or even a little more than it, and from a batch of resonators to a batch of resonators within a value significantly exceeding the passband itself. Using the individual settings of such a filter by selecting the appropriate capacitors or inductors is extremely undesirable from the point of view of mass production. And even this measure will not lead to the desired result due to the known temperature instability of the quartz resonators themselves and their “aging”. The use of specialized quartz filters as filter links, which guarantee the transmission of the activation device signal for all temperature and other destabilizing factors, is also undesirable due to the known high cost of the latter on the one hand, and the known cumbersomeness of the product on the other, given the relatively low working system frequency.

В тоже время крайне необходимо эффективно решать задачу поиска всех пострадавших под завалами, снабдив каждого работника шахты не дорогим, но надежным радиомаяком, надежно активируемом при условии любого времени, любых обстоятельствах его изготовления, а также при любых условиях его эксплуатации. Это позволит сократить число смертей среди персонала угольных шахт.At the same time, it is imperative to effectively solve the problem of searching for all the victims under the rubble, providing each mine employee with an inexpensive but reliable radio beacon, reliably activated under any condition, any circumstances of its manufacture, as well as under any conditions of its operation. This will reduce the number of deaths among coal mine personnel.

В основу изобретения поставлена задача упрощения возможной конструкции радиомаяка и повышения вероятности активации радиомаяка при любом времени, любых обстоятельствах его изготовления, а также при любых условиях его эксплуатации.The basis of the invention is the task of simplifying the possible design of the beacon and increasing the likelihood of activation of the beacon at any time, any circumstances of its manufacture, as well as under any conditions of its operation.

Она решается благодаря тому, что по способу функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами, включающему генерирование непрерывных низкочастотных колебаний в течение некоторого короткого промежутка времени

Figure 00000018
излучение через первую катушку с ферромагнитным сердечником устройства активации переменного низкочастотного магнитного поля, улавливание с помощью второй катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка переменного низкочастотного магнитного поля, узкополосное усиление получаемого на приемных клеммах катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка сигнала с низкой частотой
Figure 00000019
выпрямление этого усиленного сигнала, сравнение уровня усиленного сигнала с некоторым пороговым уровнем и в случае его превышения этого уровня, генерирование непрерывных низкочастотных колебаний с частотой
Figure 00000020
в течение некоторого продолжительного промежутка времени
Figure 00000021
и излучение в течение этого промежутка времени
Figure 00000022
переменного магнитного поля с частотой
Figure 00000023
путем возбуждения той же второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка непрерывными низкочастотными колебаниями с частотой
Figure 00000024
отличающийся тем, что с помощью низкочастотного генератора устройства активации генерируют непрерывные низкочастотных колебания с частотой, изменяющейся по линейному закону от величины
Figure 00000025
до величины
Figure 00000026
в течение указанного некоторого короткого промежутка времени при
Figure 00000027
чем величину девиации частоты
Figure 00000028
выбирают заведомо большей, нежели возможные отклонения частоты настройки узкополосного усилителя радиомаяка от номинального значения
Figure 00000029
возникающие как на стадии изготовления радиомаяка, так и возникающие в процессе его эксплуатации за счет влияния дестабилизирующих факторов, например температуры, на частоту настройки узкополосного усилителя, выполненного, например, в простейшем случае, на базе одиночного кварцевого резонатора.It is solved due to the fact that according to the method of operation of the beacon activation device when searching for victims under the rubble, including the generation of continuous low-frequency oscillations for a short period of time
Figure 00000018
radiation through the first coil with the ferromagnetic core of the device for activating an alternating low-frequency magnetic field, picking up the alternating low-frequency magnetic field using a second coil with the ferromagnetic core of the radio beacon, narrow-band amplification of the signal received at the receiving terminals of the coil with the ferromagnetic core of the beacon of the low frequency
Figure 00000019
rectification of this amplified signal, comparing the level of the amplified signal with a certain threshold level and if it exceeds this level, generating continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000020
for some extended period of time
Figure 00000021
and radiation during this period of time
Figure 00000022
alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000023
by exciting the same second fixed coil with a ferromagnetic core of the beacon by continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000024
characterized in that, using a low-frequency generator, the activation devices generate continuous low-frequency oscillations with a frequency that varies linearly from the value
Figure 00000025
up to
Figure 00000026
for a specified short period of time at
Figure 00000027
than the magnitude of the frequency deviation
Figure 00000028
choose obviously greater than the possible deviations of the tuning frequency of the narrow-band amplifier of the beacon from the nominal value
Figure 00000029
arising both at the stage of manufacturing a radio beacon, and arising during its operation due to the influence of destabilizing factors, such as temperature, on the tuning frequency of a narrow-band amplifier, made, for example, in the simplest case, based on a single quartz resonator.

Сравнение предполагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся существенном возможном упрощении конструкции самого радиомаяка, обусловленном тем, что в качестве фильтрующей полосно-пропускающей цепи узкополосного усилителя может быть использован одиночный кварцевый резонатор, при этом вероятность активации радиомаяка существенно повышена даже при значительной отстройке центральной частоты узкополосного усилителя от номинального значения, возникающей как на стадии изготовления радиомаяка, так и в процессе его эксплуатации за счет воздействия дестабилизирующих факторов.Comparison of the alleged invention with the already known methods and prototype shows that the claimed method exhibits new technical properties, consisting in a significant possible simplification of the design of the beacon itself, due to the fact that a single quartz resonator can be used as a filtering pass-band circuit of a narrow-band amplifier, while the probability the activation of the beacon is significantly increased even with a significant detuning of the center frequency of the narrowband amplifier from the nominal about the value that arises both at the stage of manufacture of the beacon, and in the process of its operation due to the influence of destabilizing factors.

Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как в способе-прототипе, в силу присущего ему недостатка, заключающегося в генерировании непрерывных и неизменяющихся низкочастотных колебаний с частотой

Figure 00000030
в течение некоторого короткого промежутка времени
Figure 00000031
использовать в качестве фильтрующего элемента в узкополосном усилителя радиомаяка одиночного кварцевого резонатора не представляется возможным, так как полоса пропускания такого фильтра существенно уже, чем возможное отклонение частоты настройки фильтра от номинального значения, возникающее за счет различия изделий (резонаторов) в партии, отличия партии изделий от партии, отличия номиналов компонентов внешних цепей от номинального расчетного значения, влияния дестабилизирующих факторов. Другие способы обеспечения узкополосной фильтрации достаточно дороги и громоздки в реализации. При этом, в случае использования одиночного кварцевого резонатора, вероятность активации радиомаяка снижается. В случае использования кварцевого фильтра, либо других методов фильтрации, вероятность активации радиомаяка остается высокой, но размеры и стоимость радиомаяка возрастают. В любом случае снижается эффективность поиска пострадавших под завалами.These properties of the proposed invention are new, because in the prototype method, due to its inherent disadvantage of generating continuous and unchanging low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000030
for a short while
Figure 00000031
it is not possible to use a single quartz resonator as a filter element in a narrow-band amplifier, since the passband of such a filter is substantially narrower than the possible deviation of the filter tuning frequency from the nominal value, arising due to the difference in products (resonators) in the batch, differences in the batch of products from batches, differences in the nominal values of the components of external circuits from the nominal design value, the influence of destabilizing factors. Other ways to provide narrowband filtering are quite expensive and cumbersome to implement. In this case, in the case of using a single quartz resonator, the probability of activation of the beacon is reduced. In the case of using a quartz filter, or other filtering methods, the probability of activating the beacon remains high, but the size and cost of the beacon are increasing. In any case, the effectiveness of the search for victims under the rubble decreases.

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 устройства активации и поисковых устройств. Устройство активации предназначено для излучения переменного магнитного поля с изменяющейся в течение некоторого короткого промежутка времени в некоторых пределах частотой. Состоит устройство активации из таймера, генератора непрерывных низкочастотных колебаний с изменяемой частотой, требуемой мощности и неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником. При этом генератор непрерывных низкочастотных колебаний требуемой мощности включают на некоторый короткий промежуток времени

Figure 00000032
в течение которого частота генератора изменяется от значения
Figure 00000033
до значения
Figure 00000034
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 с изменяемой частотой принимают катушкой с ферромагнитным сердечником и усиливают в узкой полосе частот. При этом само значение частоты настройки узкополосного фильтра может быть произвольным, но не выходить за рамки
Figure 00000035
Это легко можно обеспечить, использовав в качестве фильтрующего элемента, например, одиночный кварцевый резонатор. При этом отклонение рабочей частоты самого резонатора, задаваемое заводом-изготовителем, а также отклонение частоты настройки усилителя, возникающее из-за влияния внешних дополнительных компонентов и из-за влияния дестабилизирующих факторов не имеет значения, поскольку эти возможные отклонения лежат в пределах от
Figure 00000036
до
Figure 00000037
и за промежуток времени
Figure 00000038
частота непрерывных низкочастотных колебаний устройства активации примет значение, попадающее в полосу пропускания узкополосного усилителя. Усиленный сигнал выпрямляют и оценивают его уровень. При превышении этого уровня некоторого порогового значения в радиомаяке на некоторый продолжительный, но конечный промежуток времени
Figure 00000039
включают генератор непрерывных низкочастотных колебаний с частотой
Figure 00000040
который подключен к той же самой катушке с ферромагнитным сердечником радиомаяка со стороны ее выводов возбуждения, т.е. осуществляют активацию радиомаяка. В радиомаяке тракт приема и обработки сигналов с частотой
Figure 00000041
на промежуток времени
Figure 00000042
отключают. При этом непрерывные низкочастотные сигналы, которые вырабатывают первым и вторым низкочастотными генераторами, делают близкими по частоте, которые могут быть в принципе даже равными по значению, чем обеспечивают возможность работы второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником одинаково эффективно на обеих частотах
Figure 00000043
В течение продолжительного промежутка
Figure 00000044
времени излучают переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000045
Это переменное магнитное поле с частотой
Figure 00000046
улавливают катушками поисковых устройств и осуществляют поисковые мероприятия в течение промежутка времени
Figure 00000047
Если за этот промежуток времени
Figure 00000048
поисковые мероприятия завершить не удается, то вновь на короткий промежуток времени
Figure 00000049
включают устройство активации, после чего в течение промежутка времени
Figure 00000050
осуществляют поисковые мероприятия. Такую последовательность действий продолжают до тех пор, пока все поисковые мероприятия не завершат в полном объеме.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 the victims is carried out by a special group of rescuers, which are equipped with search equipment consisting of an activation device and search devices. The activation device is designed to emit an alternating magnetic field with a frequency varying over a short period of time within certain limits. The activation device consists of a timer, a generator of continuous low-frequency oscillations with a variable frequency, the required power and a fixed coil with a ferromagnetic core. In this case, the generator of continuous low-frequency oscillations of the required power is turned on for a short period of time
Figure 00000032
during which the generator frequency changes from the value
Figure 00000033
to the value
Figure 00000034
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 with a variable frequency is received by a coil with a ferromagnetic core and amplified in a narrow frequency band. In this case, the value of the tuning frequency of the narrow-band filter itself can be arbitrary, but not go beyond
Figure 00000035
This can easily be achieved by using, for example, a single quartz resonator as a filter element. In this case, the deviation of the operating frequency of the resonator itself, set by the manufacturer, as well as the deviation of the tuning frequency of the amplifier, arising due to the influence of external additional components and due to the influence of destabilizing factors, does not matter, since these possible deviations lie in the range
Figure 00000036
before
Figure 00000037
and for a period of time
Figure 00000038
the frequency of continuous low-frequency oscillations of the activation device will take on a value that falls into the passband of a narrow-band amplifier. The amplified signal is rectified and its level is estimated. If this level is exceeded a certain threshold value in the beacon for a long, but finite period of time
Figure 00000039
include a generator of continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000040
which is connected to the same coil with the ferromagnetic core of the beacon from its excitation terminals, i.e. carry out the activation of the beacon. In a beacon, a channel for receiving and processing signals with a frequency
Figure 00000041
for a period of time
Figure 00000042
disconnect. In this case, the continuous low-frequency signals generated by the first and second low-frequency generators are made close in frequency, which can even in principle be equal in value, which makes it possible for the second stationary coil with a ferromagnetic core to work equally effectively at both frequencies
Figure 00000043
Over a long period
Figure 00000044
time emit an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000045
This is an alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000046
caught by the coils of search devices and carry out search activities for a period of time
Figure 00000047
If during this period of time
Figure 00000048
search activities cannot be completed, then again for a short period of time
Figure 00000049
turn on the activation device, after which for a period of time
Figure 00000050
carry out search activities. This sequence of actions continues until all search activities are completed in full.

Указанный способ функционирования устройства активации и радиомаяка при поиске пострадавших под завалами можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг.1.The specified method of functioning of the activation device and the beacon when searching for victims under the rubble can be implemented using the device shown in figure 1.

Устройство состоит из устройства активации, радиомаяка и устройства поиска и содержит генераторы низкочастотных колебаний 1 и 2, неподвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 3 и 4, узкополосный усилитель низкочастотных сигналов 5, выпрямитель 6, пороговое устройство 7, таймеры 8 и 9, генератор линейно изменяющегося напряжения 10, поисковые устройства 11. Генератор низкочастотных колебаний 1, таймер 8, генератор линейно изменяющегося напряжения 10 и неподвижная катушка с ферромагнитным сердечником 3 образуют устройство активации. Неподвижная катушка с ферромагнитным сердечником 4, узкополосный усилитель низкочастотных сигналов 5, выпрямитель 6, пороговое устройство 7, таймер 9 и генератор низкочастотных колебаний 2 образуют радиомаяк.The device consists of an activation device, a beacon and a search device, and contains low-frequency oscillation generators 1 and 2, fixed coils with ferromagnetic cores 3 and 4, a narrow-band low-frequency signal amplifier 5, a rectifier 6, a threshold device 7, timers 8 and 9, a ramp generator 10, search devices 11. A low-frequency oscillation generator 1, a timer 8, a ramp generator 10 and a fixed coil with a ferromagnetic core 3 form an activation device. A fixed coil with a ferromagnetic core 4, a narrowband low-frequency signal amplifier 5, a rectifier 6, a threshold device 7, a timer 9, and a low-frequency oscillation generator 2 form a beacon.

Первый выход таймера 8 соединен с входом включения генератора низкочастотных колебаний 1, выход которого соединен с выводами неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3, при этом второй выход таймера 8 соединен с запускающим входом генератора линейно изменяющегося напряжения 10, выход которого соединен с входом перестройки частоты генератора низкочастотных колебаний 1, при этом приемные выводы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 соединены с сигнальным входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 5, выход которого соединен с входом выпрямителя 6, выход которого соединен с входом порогового устройства 7, выход которого соединен с входом управления таймера 9, при этом выход таймера 9 соединен с входом управления низкочастотного генератора 2 и с входом управления узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 5, при этом выход низкочастотного генератора 2 соединен с выводами возбуждения неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4.The first output of timer 8 is connected to the input of switching on of the low-frequency oscillation generator 1, the output of which is connected to the terminals of the fixed coil with a ferromagnetic core 3, while the second output of timer 8 is connected to the starting input of the ramp generator 10, the output of which is connected to the frequency tuning input of the low-frequency generator oscillations 1, while the receiving terminals of a fixed coil with a ferromagnetic core 4 are connected to the signal input of a narrow-band amplifier of low-frequency signals 5, output which is connected to the input of the rectifier 6, the output of which is connected to the input of the threshold device 7, the output of which is connected to the control input of the timer 9, while the output of the timer 9 is connected to the control input of the low-frequency generator 2 and to the control input of the narrow-band low-frequency signal amplifier 5, while the output low-frequency generator 2 is connected to the excitation terminals of a fixed coil with a ferromagnetic core 4.

Работает устройство, реализующее способ функционирования маяка и поискового оборудования, при поиске пострадавших под завалами следующим образом.A device is operating that implements the method of functioning of the beacon and search equipment when searching for victims under the rubble as follows.

Известным способом запускают таймер 8. Таймер 8 включает генератор низкочастотных колебаний 1 на некоторый короткий промежуток времени

Figure 00000051
по истечении которого он его выключает. Одновременно с этим таймер 8 запускает генератор линейно изменяющегося напряжения 10, выходное напряжение которого подается на вход перестройки частоты генератора низкочастотных колебаний 1. Генератор низкочастотных колебаний 1 в течение временного интервала формирует низкочастотные колебания с частотой, изменяющейся в пределах от
Figure 00000052
до
Figure 00000053
требуемой мощности, которые возбуждают с помощью неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3 переменное низкочастотное магнитное поле с изменяемой частотой. Это переменное низкочастотное магнитное поле с изменяемой частотой улавливают неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником 4, которая входит в состав радиомаяка. Сигнал с приемных выводов этой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 подают на сигнальный вход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 5, который также входит в состав радиомаяка, где принятый сигнал усиливают в узкой полосе частот, отделяя его от индустриальных помех. Частота настройки узкополосного усилителя может изменяться в пределах
Figure 00000054
причем она может быть установлена в этих пределах как на стадии изготовления, так и может изменяться в этих же пределах в процессе эксплуатации. Гарантированно, изменяющееся во времени значение частоты генератора низкочастотных колебаний 1 устройства активации в течение временного интервала
Figure 00000055
принимает значение, попадающее в полосу пропускания узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 5. Усиленный сигнал подают на выпрямитель 6, входящий в состав радиомаяка. Выпрямленный сигнал подают на вход порогового устройства 7, входящего в состав радиомаяка. При превышении принятого, усиленного и выпрямленного сигнала некоторого порогового уровня пороговое устройство срабатывает и запускает таймер 9, который на некоторый продолжительный промежуток времени
Figure 00000056
включает генератор непрерывных низкочастотных колебаний 2, входящий в состав радиомаяка, и выключает узкополосный усилитель низкочастотных сигналов 5. Этот генератор непрерывных низкочастотных колебаний 2 возбуждает с помощью той же неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4, входящей в состав радиомаяка, переменное низкочастотное магнитное поле с частотой
Figure 00000057
заданной интенсивности. Это переменное низкочастотное магнитное поле с частотой
Figure 00000058
в течение длительного промежутка времени
Figure 00000059
улавливают катушками поисковых устройств 11 и осуществляют поисковые мероприятия согласно способам, описанным в патентах Украины № 86558, № 87642, № 90071 и № 90072. По завершении промежутка времени
Figure 00000060
таймер 9 выключает генератор непрерывных низкочастотных колебаний 2 и вновь включает узкополосный усилитель низкочастотных сигналов 5. Если за временной интервал
Figure 00000061
не удается завершить поисковые мероприятия, вновь запускают таймер 8 и процесс повторяют до тех пор, пока не завершат поисковые мероприятия в полном объеме.In a known manner, start the timer 8. The timer 8 includes a generator of low-frequency oscillations 1 for a short period of time
Figure 00000051
after which he turns it off. At the same time, timer 8 starts a linearly varying voltage generator 10, the output voltage of which is supplied to the frequency tuning input of the low-frequency oscillation generator 1. The low-frequency oscillation generator 1 generates low-frequency oscillations with a frequency varying from
Figure 00000052
before
Figure 00000053
the required power, which is excited using a fixed coil with a ferromagnetic core 3 variable low-frequency magnetic field with a variable frequency. This variable low-frequency magnetic field with a variable frequency is captured by a fixed coil with a ferromagnetic core 4, which is part of the beacon. The signal from the receiving terminals of this fixed coil with a ferromagnetic core 4 is fed to the signal input of a narrow-band low-frequency signal amplifier 5, which is also part of the beacon, where the received signal is amplified in a narrow frequency band, separating it from industrial interference. The tuning frequency of a narrow-band amplifier can vary within
Figure 00000054
moreover, it can be installed within these limits both at the manufacturing stage, and can vary within the same limits during operation. Guaranteed, time-varying frequency value of the low-frequency oscillation generator 1 of the activation device during the time interval
Figure 00000055
takes a value that falls into the passband of a narrow-band amplifier of low-frequency signals 5. The amplified signal is fed to a rectifier 6, which is part of the beacon. The rectified signal is fed to the input of the threshold device 7, which is part of the beacon. When the received, amplified and rectified signal exceeds a certain threshold level, the threshold device is activated and starts the timer 9, which for a certain long period of time
Figure 00000056
turns on the generator of continuous low-frequency oscillations 2, which is part of the beacon, and turns off the narrow-band amplifier of low-frequency signals 5. This generator of continuous low-frequency oscillations 2 excites, using the same stationary coil with a ferromagnetic core 4, which is part of the beacon, an alternating low-frequency magnetic field with a frequency
Figure 00000057
given intensity. This is an alternating low-frequency magnetic field with a frequency
Figure 00000058
for a long period of time
Figure 00000059
caught by the coils of the search devices 11 and carry out search activities according to the methods described in patents of Ukraine No. 86558, No. 87642, No. 90071 and No. 90072. At the end of the time period
Figure 00000060
the timer 9 turns off the generator of continuous low-frequency oscillations 2 and again includes a narrow-band amplifier of low-frequency signals 5. If during the time interval
Figure 00000061
it is not possible to complete the search activities, start timer 8 again and repeat the process until the search activities are completed in full.

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с повышением вероятности активации радиомаяка по сигналу устройства активации. Причем вероятность активации радиомаяка не зависит, например, от партии используемых в качестве фильтрующих звеньев одиночных кварцевых резонаторов, от номиналов внешних компонентов усилителя (в известных пределах) и от влияния дестабилизирующих факторов, например температуры окружающей среды, неизбежно присутствующих в процессе эксплуатации радиомаяка. При этом появляется возможность эффективно проводить спасательные мероприятия и обеспечить 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 proposed invention is associated with an increase in the probability of activation of the beacon by the signal of the activation device. Moreover, the probability of activation of the beacon does not depend, for example, on the batch of single quartz resonators used as filter units, on the values of the external components of the amplifier (within certain limits), and on the influence of destabilizing factors, for example, ambient temperature, which are inevitably present during operation of the beacon. At the same time, it becomes possible to effectively carry out rescue measures and 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.

Другой аспект повышения эффективности связан с упрощением конструкции радиомаяка и, как следствие уменьшение его стоимости и повышение его надежности.Another aspect of increasing efficiency is associated with simplifying the design of the beacon and, as a consequence, reducing its cost and increasing its reliability.

Claims (1)

Способ функционирования устройства активации и радиомаяка при поиске пострадавших под завалами, включающий генерирование непрерывных низкочастотных колебаний в течение некоторого короткого промежутка времени
Figure 00000062
излучение через первую катушку с ферромагнитным сердечником устройства активации переменного низкочастотного магнитного поля, улавливание с помощью второй катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка переменного низкочастотного магнитного поля, узкополосное усиление получаемого на приемных клеммах катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка сигнала с низкой частотой
Figure 00000063
выпрямление этого усиленного сигнала, сравнение уровня усиленного сигнала с некоторым пороговым уровнем и в случае его превышения этого уровня, генерирование непрерывных низкочастотных колебаний с частотой
Figure 00000064
в течение некоторого продолжительного промежутка времени
Figure 00000065
и излучение в течение этого промежутка времени
Figure 00000066
переменного магнитного поля с частотой
Figure 00000067
путем возбуждения той же второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка непрерывными низкочастотными колебаниями с частотой
Figure 00000068
отличающийся тем, что с помощью низкочастотного генератора устройства активации генерируют непрерывные низкочастотных колебания с частотой, изменяющейся по линейному закону от величины
Figure 00000069
до величины в
Figure 00000070
течение указанного некоторого короткого промежутка времени
Figure 00000071
причем величину девиации частоты
Figure 00000072
выбирают заведомо большей, нежели возможные отклонения частоты настройки узкополосного усилителя радиомаяка от номинального значения
Figure 00000073
возникающие как на стадии изготовления радиомаяка, так и возникающие в процессе его эксплуатации за счет влияния дестабилизирующих факторов, например температуры, на частоту настройки узкополосного усилителя, выполненного, например, в простейшем случае, на базе одиночного кварцевого резонатора.
The method of functioning of the activation device and the beacon when searching for victims under the rubble, including the generation of continuous low-frequency oscillations for a short period of time
Figure 00000062
radiation through the first coil with the ferromagnetic core of the device for activating an alternating low-frequency magnetic field, picking up the alternating low-frequency magnetic field using a second coil with the ferromagnetic core of the radio beacon, narrow-band amplification of the signal received at the receiving terminals of the coil with the ferromagnetic core of the beacon of the low frequency
Figure 00000063
rectification of this amplified signal, comparing the level of the amplified signal with a certain threshold level and if it exceeds this level, generating continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000064
for some extended period of time
Figure 00000065
and radiation during this period of time
Figure 00000066
alternating magnetic field with a frequency
Figure 00000067
by exciting the same second fixed coil with a ferromagnetic core of the beacon by continuous low-frequency oscillations with a frequency
Figure 00000068
characterized in that, using a low-frequency generator, the activation devices generate continuous low-frequency oscillations with a frequency that varies linearly from the value
Figure 00000069
up to
Figure 00000070
for a specified short period of time
Figure 00000071
moreover, the magnitude of the frequency deviation
Figure 00000072
choose obviously greater than the possible deviations of the tuning frequency of the narrow-band amplifier of the beacon from the nominal value
Figure 00000073
arising both at the stage of manufacturing a radio beacon, and arising during its operation due to the influence of destabilizing factors, such as temperature, on the tuning frequency of a narrow-band amplifier, made, for example, in the simplest case, based on a single quartz resonator.
RU2016110131/93A 2016-03-21 2016-03-21 Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble RU2584979C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110131/93A RU2584979C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110131/93A RU2584979C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2584979C1 true RU2584979C1 (en) 2016-05-20

Family

ID=56012456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110131/93A RU2584979C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584979C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384152A (en) * 2022-01-13 2022-04-22 山东大学 Ultrasonic guided wave damage positioning method and system based on search point matching

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384152A (en) * 2022-01-13 2022-04-22 山东大学 Ultrasonic guided wave damage positioning method and system based on search point matching
CN114384152B (en) * 2022-01-13 2023-09-01 山东大学 Ultrasonic guided wave damage positioning method and system based on search point matching

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102475095B1 (en) Wireless power transmitter
JP2019528663A5 (en)
US10307067B1 (en) Wireless LC sensor reader
RU2584979C1 (en) Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble
US9830793B2 (en) Automatic selective damping of a resonant antenna
US20170163093A1 (en) Resonant type power transmission system and resonance type power transmission device
CN104237954B (en) The foreign matter detecting method and device of radio energy transmission system
RU2584977C1 (en) Method of and search equipment operating beacon when searching for injured people under rubble
CA2483588C (en) Laser transponder for disabling a laser-based speed monitor
US2524491A (en) Wave-signal responder system
US3302746A (en) Self-excited seismic systems
RU2594340C1 (en) Method of activating device and radio beacon operating when searching for injured people under rubble
RU2720698C1 (en) Device for blocking unauthorized devices
RU2716604C1 (en) Means for interlocking radio fuselors
JPH11283178A (en) Electric resonance discriminator, electric resonance discriminator detecting device, and traffic system
RU2584974C1 (en) Method of radio beacons activation device operating when searching for injured people under rubble
RU2016118343A (en) RC Explosive Detector
UA94553C2 (en) Method for operating actuation equipment and radio beacon for searching miners under crump
US1814399A (en) Indicator
RU2584981C1 (en) Method of searching for injured people under rubble
KR102452324B1 (en) Handheld deactivator with integrated thermal sensor
RU2724039C1 (en) Device for blocking unauthorized transmission of control information
Chalenko et al. THE SYSTEM OF SEARCHING PEOPLE UNDER THE SHELLS IN THE MINES
RU2584967C1 (en) Method of searching for injured people under rubble, taking into account arbitrary orientation of beacon antenna
US10516286B2 (en) Inductive charging device for charging batteries

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160703