一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，包括在地面的无线通讯机和设置在井下的至少一台无线通讯机，井下的无线通讯机与地面的无线通讯机之间通过经地层传输的电信号通讯；所述的无线通讯机设有发射器、接收器和供电电源；发射器和接收器分别设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，发射器和接收器的两个电极分别通过大地形成发射回路和接收回路；发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为15～40米；发射器两个电极接地点的分布方向与接收器两个电极接地点的分布方向平行。在矿难发生时，利用该无线通讯系统能够使井下人员和井上人员实现双向通信，有利于救援工作的进行。
【专利说明】一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线通讯设备，尤其涉及一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统。
【背景技术】
[0002]目前，在井下作业时与地面的通信方式多采用有线通讯，当遇到事故时，有线被中断，井下人员无法与地面通话，特别是重大矿难发生时，遇难人员无法发出求救信号。为解决该难题，本发明在专利CN201774524U的基础上，对已有技术进行改进，以实现在井下特殊条件限制的情况下，采用地波传送的方式，实施更安全、更可靠的无线通讯。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，在矿难发生时能够使井下人员和井上人员实现双向通信，有利于救援工作的进行。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，包括在地面的无线通讯机和设置在井下的至少一台无线通讯机，井下的无线通讯机与地面的无线通讯机之间通过经地层传输的电信号通讯；所述的无线通讯机设有发射器、接收器和供电电源；其特征在于:发射器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，发射器的两个电极通过大地形成发射回路；接收器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，接收器的两个电极通过大地形成接受回路；发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为15?40米；发射器两个电极接地点的分布方向与接收器两个电极接地点的分布方向平行。
[0005]发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为25?32米。
[0006]所述无线通讯系统的同一台无线通讯机中，发射器的两个电极接地点所在的直线与接收器的两个电极接地点所在的直线相隔2?5米。
[0007]所述发射器包括求救信号传感器，求救信号传感器输出的音频信号经过前置放大器与推动变压器的输入端连接，推动变压器将音频信号分成正半波信号和负半波信号后分别输出至隔离变压器，隔离变压器的输出端将正半波信号和负半波信号分别输出至电压放大器I和电压放大器II的输入端，电压放大器I和电压放大器II的输出端分别与多管功率放大器I和多管功率放大器II的输入端连接，多管功率放大器I和管功率放大器II的输出端与输出变压器连接，输出变压器将放大后的正半波信号和负半波信号合成正弦波信号，并由两个电极输出至地层。
[0008]所述多管功率放大器I和多管功率放大器II均由15?20个串联的三极管组成。
[0009]所述多管功率放大器I和多管功率放大器II的最小输出功率为200W。
[0010]所述发射器的最小输出电压为200V，发射频率为300?3000 HZ。
[0011]本发明带来的有益效果为:(1)该通讯系统采用大地作为介质来传输信号，在矿难发生时，其它有线通讯设施遭到破坏的情况下，实现了井下人员和井上人员的双向通信，给救援工作带来极大方便。(2)且井下同时布置多个通讯机，能够同时了解到分散的被困人员，及时定位被困人员的位置，便于不同地点被困人员的同时营救。(3)当发射器和接收器的正负电极连接线插入大地后的间距为15?40米，尤其是25?32米时，信号传输效果最好。(4)信号发射器先通过推动变压器将完整的正弦波信号分离成正半波信号和负半波信号，然后再经隔离变压器隔离，使得输出端与输入端在良好电绝缘情况下传输放大电信号，之后由电压放大器和多管放大器分别将正半波信号和负半波信号放大，最后再由输出变压器将正半波信号和负半波信号合成完整的正弦波信号，从而输出至发射器的正负电极。该发射电路消耗的直流功率小，输出功率大，总体效率大大提高，同时可有效减少信号的衰减和失真，促使接收器的接收灵敏度提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为该无线通讯系统示意图；
图2为本发明中发射器的原理框图；
图3为信号预放电路的电路图；
图4为音频放大电路的电路图。
[0013]图中，1.机箱，2.发射器电极连接座，3.接收器电极连接座。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0015]如图1所示，一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，包括设置在地面的无线通讯机和设置在井下的至少一台无线通讯机，本实施例中，井下的无线通讯机为两台，且距地面100?1000米，井下的无线通讯机与地面的无线通讯机之间通过经地层传输的电信号通讯；所述的无线通讯机设有发射器、接收器和供电电源，供电电源采用36V直流。发射器、接收器和供电电源位于机箱I内部；发射器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，发射器的两个电极通过大地形成发射回路；接收器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，接收器的两个电极通过大地形成接受回路；机箱I上设有发射器电极连接座2和接收器电极连接座3，发射器和接收器的正负电极接地线分别穿过发射器电极连接座2和接收器电极连接座3。发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为15?40米；发射器两个电极接地点的分布方向与接收器两个电极接地点的分布方向平行。
[0016]作为优选，发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为25?32米，间距为25、28、30、32米时，均能实现良好的通讯效果。所述无线通讯系统的同一台无线通讯机中，发射器的两个电极接地点所在的直线与接收器的两个电极接地点所在的直线相隔2?5米。
[0017]如图2所示，所述发射器包括求救信号传感器，求救信号传感器输出的音频信号经过前置放大器与推动变压器的输入端连接，所述推动变压器的初级线圈一端接地。推动变压器将音频信号分成正半波信号和负半波信号后分别输出至隔离变压器，隔离变压器的输出端将正半波信号和负半波信号分别输出至电压放大器I和电压放大器II的输入端，电压放大器I和电压放大器II的输出端分别与多管功率放大器I和多管功率放大器II的输入端连接，多管功率放大器I和管功率放大器II的输出端与输出变压器连接，输出变压器将放大后的正半波信号和负半波信号合成正弦波信号，并由两个电极输出至地层。所述输出变压器的功率为600瓦。
[0018]所述输出变压器的初级线圈的中线接地，初级线圈的两端分别通过二极管与多管功率放大器I和多管功率放大器II连接。所述多管功率放大器I和多管功率放大器II均由15?20个串联的三极管组成。优选为20个串联的三极管，三极管的工作电压为100V，功率为50W。所述多管功率放大器I和多管功率放大器II的最小输出功率为200W。所述发射器的最小输出电压为200V，发射频率为300?3000 HZ。
[0019]机箱I的相对应的两个侧壁上设有散热器，多管功率放大器I和多管功率放大器II分别设置于散热器上，便于散热，保证温度始终在60°C以下。
[0020]所述接收器包括与正负电极连接的信号预放电路，信号预放电路的输出端与信号处理模块连接，信号处理模块的输出端通过音频放大电路与扬声器连接。信号预放电路如图3所示，音频放大电路如图4所示。信号处理模块包括滤波、降噪、解码电路，该模块在专利CN201774524U中已经公开，在此不在赘述。
[0021]当无线通讯机位于井下100米，发射器的输出电压为200V，发射频率为300HZ时，井下和地面接收器的扬声器均能清晰听到从对方发射器传来的声音。
[0022]当无线通讯机位于井下300米，发射器的输出电压为350V，发射频率为650HZ时，井下和地面接收器的扬声器均能清晰听到从对方发射器传来的声音。
[0023]当无线通讯机位于井下800米，发射器的输出电压为450V，发射频率为1500HZ时，井下和地面接收器的扬声器均能清晰听到从对方发射器传来的声音。
[0024]当无线通讯机位于井下1000米，发射器的输出电压为500V，发射频率为3000HZ时，井下和地面接收器的扬声器均能清晰听到从对方发射器传来的声音。
【权利要求】
1.一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，包括: 设置在地面的无线通讯机和设置在井下的至少一台无线通讯机，井下的无线通讯机与地面的无线通讯机之间通过经地层传输的电信号通讯； 所述的无线通讯机设有发射器、接收器和供电电源；其特征在于: 发射器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，发射器的两个电极通过大地形成发射回路； 接收器设有两个电极，两个电极分别通过接地线与大地连接，接收器的两个电极通过大地形成接受回路； 发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为15?40米；发射器两个电极接地点的分布方向与接收器两个电极接地点的分布方向平行。
2.根据权利要求1所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:发射器的两个电极接地点之间，以及接收器的两个电极接地点之间的间距均为25?32米。
3.根据权利要求1所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:所述无线通讯系统的同一台无线通讯机中，发射器的两个电极接地点所在的直线与接收器的两个电极接地点所在的直线相隔2?5米。
4.根据权利要求1所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:所述发射器包括求救信号传感器，求救信号传感器输出的音频信号经过前置放大器与推动变压器的输入端连接，推动变压器将音频信号分成正半波信号和负半波信号后分别输出至隔离变压器，隔离变压器的输出端将正半波信号和负半波信号分别输出至电压放大器I和电压放大器II的输入端，电压放大器I和电压放大器II的输出端分别与多管功率放大器I和多管功率放大器II的输入端连接，多管功率放大器I和管功率放大器II的输出端与输出变压器连接，输出变压器将放大后的正半波信号和负半波信号合成正弦波信号，并由两个电极输出至地层。
5.根据权利要求4所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:所述多管功率放大器I和多管功率放大器II均由15?20个串联的三极管组成。
6.根据权利要求5所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:所述多管功率放大器I和多管功率放大器II的最小输出功率为200W。
7.根据权利要求6所述的一种能在井下与地面直接互通的无线通讯系统，其特征在于:所述发射器的最小输出电压为200V，发射频率为300?3000 HZ。
【文档编号】H04B1/38GK103905078SQ201210588736
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】朱一儒, 魏军生 申请人:河南中多科技发展有限公司