( 54 ) УСТРОЙСТВО БЕСПРОВОДНОЙ АВАРИЙНОЙ .СИГНАЛИЗАЦИИ
Изобретение относитс к ycTpowcYвам подземной беспроводной сигнализации и св зи, в частности к устройствам беспроводной аварийной сигнализации , и может быть использовано в системах шахтной и рудной беспроводной св зи дл оперативного оповещени рабочих в горных выработках о сложившейс аварийной ситуации или об аварии, происшедшей в одной из выработок. Известны устройства беспроводной аварийной сигнализации, содержащие установленный на поверхности земли передающий полукомплект, состо щий из узкополостного передатчика электромагнитных сигналов звуковой частоты и системы антенн с заземлитеп ми, расположенный в горной выработке приемный прлукомплект, состо щий из блока усилени и обработки сигнала, приемной антенны, выходного преобразовател и блока питани Г11. Недостатком известных устройств вл етс низка надежность в работе . из-за повышенной чувствительности к импульсным помехам. Наиболее близким к предлагаемому вл етс -устройство беспроводной аварийной сигнализации, содержащее установленный на поверхности земли передающий полукомплект, состо щий из узкополосного передатчика электромаг нитных сигналов звуковой частоты и системы антенн с заземлител ми,расположенный в горной выработке приемный полукомплект, состо щий из блока усилени и обработки сигнала, приемной антенны, выходного преобра-. зовател и блока питани . Блок усилени и обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных широкополосного усилител ,амплитудного ограничител , узкополосного усилител , амплитудного детектора, интег. рирующего и порогового элементов 2. 392 Однако при размещении приемного полукомплекта в зоне действи интенсивных низкочастотных периодичес ких помех в примный тракт проникают ближайшие к рабочей частоте гарМОНИКИ периодической помехи с амплитудой , превышающей уровень полезного сигнала. Поэтому известное устройство не обеспечивает надежную сигнализацию об аварии. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости устройства. Поставленна цель достигаетс тем что в устройство беспроводной аварийной сигнализации в передающий полуIкомплект введены последовательно Соединенные селектор гармоник периоди ческой помехи и преобразователь частоты , а в приемный полукомплект вве,дены синхронный фильтр и согласующий усилитель, блок выделени периодической помехи, выполненный на после,довательно соединенных селекторе гармоник периодической помехи, преобразователе частоты и распределителе управл ющих сигналов, и управл емый коммутатор, выполненный на амплитуд-: ном детекторе, пороговом элементе и двух управл емых ключах, выход преоб разовател частоты в передающем полукомплекте через кнопку соединен с входом выходного усилител , а в приемном полукомплекте антенна подключена к входу селектора гармоник периодической помехи блока выделени периодической помехи, распределитель опорных сигналов которого .соединен с одним из входов синхронного фильтра, другой вход которого подключен к выходу узкополосного усилител , который соединен с одним из входов одного управл емого коммутатораj в котором выход амплитудного детектора соединен с пороговым элементом, выходы которого подключены к управл ющим входам одйого и другого управл емых ключей, выходы которых соединены с входами с согласующего усилител , выход которого соединен с амплитудным детектором , выход синхронного фильтра подключен к одному из входов другого управл емого ключа управл емого комму татора, а выход селектора гармоник периодической помехи блока выделени периодической помехи соединен с вхо,дом детектора управл емого коммутато ра. На чертеже приведена функциональ на схема устройства. Устройство беспроводной аварийной сигнализации содержит установленный на поверхности земли передающий полукомплект и расположенные в горной выработке по числу точек оповещени приемные полукомплекты (на чертеже показан один полукомплект}. В состав передающего полукомплекта вхо д т кнопка 1 подачи аварийного сигнала , узкополосный передатчик 2 электромагнитных сигналов звуковой частоты с блоком 3 питани и подключенные к передатчику системы антенн 4 с заземлител ми 5. Формирователь несущего колебани передатчика 2 содержит последовательно включенные селектор 6 гармоник периодической помехи и преобразователь 7 частоты, а также выходной усилитель 8. Источником периодической помехи вл етс , J например, шахтна силова сеть 9. Приемный полукомплект содержит приемную магнитную антенну 10, блок 11 питани , блок 12 усилени и обработки сигнала, который включает широкополосный усилитель 13, амплитудный ограничитель Н, узкополосный усилитель 15, блок 16 выделени периодической помехи, синхронный фильтр 17, управл емый коммутатор 18, согласующий усилитель 19, амплитудный детектор 20, интегрирующий элемент 21 и пороговый элемент 22, к выходу которого подключен вход щий в полукомплект выходной преобразователь 23. Блок 16 выделени периодичеркой г помехи содержит включенные последовательно селектор 2k гармоник периоди ческой помехи, преобразователь 25 частоты и распределитель 26 управл ющих сигналов. Управл емый коммутатор содержит амплитудный детектор 27 пороговый элемент 28 и управл емые ключи 29 и 30. Передающий полукомплект работает следующим образом. При подаче питани с блока 3 питани на передатчик 2 на селектор 6 гармоник периодической помехи этого передатчика через его антенную систему поступает сигнал, представл ющий собой периодическую помеху, прин тую из силовой сети 9. Селектор 6 гармоник выдел ет одну или несколько гармоник периодической помехи. Выделеные гармоники помехи поступают в преобразователь 7 частоты, где подвергаютс некратному преобразованию по частоте путем операций умножени , делени и смешени частоты. В результате на выходе преобразовател 7 частоты формируетс несущее колебание с требуемой рабочей частотой fQ, величина которой выбираетс исхо д из требуемой дальности св зи и параметров горных пород и удовлетвор ет соотношению f f Q f-, где f - ближайша к рабочей частоте гар моника периодической помехи, При нажатии кнопки 1 осуществл ет с модул ци несущего колебани , сформированного селектором 6 гармоник периодической помехи и преобра зователем 7 частоты, сигналом аварий ного оповещени , представл ющим собой импульсные посылки длительностью до дес ти секунд. Промодулированное по длительности несущее колебание усиливаетс по мощности в выходном усилителе 8. Полученный в результате полезный сигнал поступает через систему антенн k с заземлител ми 5 в беспроводную линию св зи, представл ющую собой массив горных пород.. Режимы работы приемного полукомплекта определ ютс услови ми его эксплуатации. В зависимости от уровн периодической помехи в месте нахождени приемного полукомплекта возможны два режима его работы. Первый режим сооть ветствует расположению приемного по лукомплекта за пределами зон с высоким уровнем периодической помехи. При этом магнитна антенна 10 принимает смесь полезного сигнала и поме хи, в которой полностью отсутствует или имеетс относительно слаба периодическа помеха. Прин тые сигналы одновременно поступают на широкополосный усилитель 13 и селектор 2k rap МОНИК периодических помех. Выходной сигнал селектора 2 гармоник периодической помехи, имеющий низкий уровень , поступает через амплитудный детектор 27 на пороговый элемент 18. Однако уровень этого сигнала недостаточен дл переключени порогового элемента 28. На выходах порогового элемента 28 формируютс управл ющие сигналы, которые закрывают управл емый ключ 30 и открывают управл емый ключ 29. В результате этого синхронный фильтр 17 отключаетс из кана ла передачи сигналов, а сигнал с выхода узкополосного,усилител 15, мину синхронный фильтр 17, через открытый управл емый ключ 29 подаетс на вход согласующего усилител 19- Выходной сигнал узкополосного усилител 15 предварительно подверг нут широкополосной селекции в широкополосном усилителе ТЗ, ограничению по амплитуде в ограничителе 14 и узкополосной селекции в узкополосном усилителе 1,5 в результате чего достигнуто подавление импульсных помех. После дополнительного усилени в согласующем усилителе 19 выделенный полезный сигнал с подавленными импульсными помехами детектируетс амплитудным детектором 20 и подаетс на вход интегрирующего элемента 21, посто нна времени которого сравнима с длительностью посылок полезного сигнала , производитс селекци прин тых сигналов по длительности. Последнее достигаетс тем, что в интегрирующем элементе 21 происходит сброс накопленного ранее напр жени в том случае, если напр жение на его -входе становитс ниже определенного достаточно низкого уровн . Поэтому импульсна помеха, представл ет собой случайную последовательность коротких импульсов, не приводит к срабатыванию порогового элемента 22. Пороговый ; элемент 22 срабатывает от полезного сигнала, длительность которого превышает посто нную времени этого элемента. При срабатывании порогового 22 сигнал с его выхода пос.тупает на вход выходного преобразовател 23, который вь1рабатывает световые или звуковые сигналы аварийного оповещени . , При размещении приемного полукомплекта в зоне действи сильных периодических помех с выхода селектора 2f гармоник периодической помехи снимаетс сигнал, достаточный дл переключени порогового элемента 28. Вырабатываемые пороговым элементом 28 парафазные сигналы выключают управл емый ключ 29 и включают управл емый ключ 30. В результате этого пр ма св зь между выходом узкополосного усиител 15 и входом согласующего усилиел 19,осуществл вша с через упавл емый ключ 29,разрываетс и синронный фильтр 17 через управл емый ключ 30 включаетс в тракт передачи олезных сигналов приемника.Нормальа работа синхронного фильтра 17 обепечиваетс подачей на его управл юие входы сигналов управлени ,формируемых в блоке 16 выделени периодической помехи, Формирование сигналов управлени в блоке 16 выделени периодической помехи заключаетс в том, что одна или несколько гармоник периодической помехи, выделенные селектором 2k гармоник периодической помехи.подвер гаютс в преобразователе 25 частоты некратному преобразованию по частоте путем умножени .делени , смешени частот этих гармоник. В результате на выходе преобразовател 25 частоты формируетс опорный сигнал частотой ,гдe m - число vпpaвл юu иx входов синхронного фильтра 17, fo рабоча частота устройства беспроводной аварийной сигнализации; Полученный опорный сигнал поступа fт на вход распределител 26 управл ющих сигналов.Распределитель 26 управл ющих сигналов преобразует поступающий на его входе сигнал в m сигналов управлени J следующих с час тотой повторени fo и имеющих дли1 . Эти сигналы тельность п , сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол . Так как выдел емый синхронным фильтром 17 полезный сигнал имеет частоту fQ и на управл ющие входы этого фильтра также поступают сигналы частоты fg, некратные частоте гар |Моник периодической помехи, обеспечиваетс жестка настройка синхронно го фильтра 17 на частоту полезного сигнала и размещение частоты полезного сигнала между .частотами .соседних гармоник периодической помехи, В св зи с тем, что при этом полезный сигнал и сигналы управлени синхрон ным фильтром 17 сформированы из одно и той же периодической помехи, при и менении частоты периодической помехи из-за нестабильности частоты источ ,ника этой помехи отстройка частоты Полезного сигнала от соседних гармоник периодической помехи остаетс неизменной, Повышение уровн подавлени перио дической помехи в устройстве беспро- водной аварийной сигнализации дает возможность повысить чувствительност приема за сЧет повышени уровн подавлени низкочастотной периодическш помехи при одновременном уменьшенийрасчетной мощности передающего полукомплекта . Повышение чувствительности и обеспечение посто нства уровн выде л емого полезного сигнала при исключении возможности наложени интенсивной периодической помехи на слабый полезный сигнал дает возможность повысить надежность сигнализации и обеспечить уверенный прием сигналов аварийного оповещени на любом из участков вырабйтки . Формула.изобретени Устройство беспроводной аварийной сигнализации по авт. Св. , отличающеес , тем, нто, с целью повышени помехоустойчивое-т ти устройства, в передающий полукомплект введены последовательно соединенные селектор гармоник периодической помехи и преобразователь частоты, а в приемный полукомплект :.г введены синхронный фильтр и согласую щий усилитель, блок выделени периодической помехи, выполненный на последовательно соединенных селекторе гармоник периодической помехи, преобразователе частоты и распределителе управл ющих сигналов, и управл емый коммутатор, выполненный на амплитудном детекторе, пороговом элементе и двух управл емых ключах, выход преобразовател частоты в передающем полукомплекте черей кнопку соединен с входом выходного усилител ,а в приемном полукомплекте антенна подключена к входу селектора гармоник периодической помехи блока выделени периодической пбмехи, распределитель управл ющих сигналов которого соединен с одним из входов синхронного фильтра, другой вход которого подключен к выходу.узкополосного усили тел , который соединен с одним из входов одного управл емого коммутатора , в котором вйход амплитудного детектора.соединен с пороговым элементом , выходы которого подключены к управл ющим входам одного и другого управл емых ключей, выходы которых соединены с входами согласующего усилител | выход которого соединен с амплитудным детектором, выход синхронного фильтра подключен к одному из входов другого управл емого коммутатора , а выход селектора гармоник периодической помехи блока выделени пеЭ92627810
риодической помехи соединён с входом 1. Патент США If 3F fO488,кл. 179-82 амплитудного детектора управл емого 1973.
коммутатора.2. Авторское свидетельство СССР
Источники информации,№ , кл. Е 21 С 35/2, 1975
прин тые во внимание при экспертизе 5 (прототип).