Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами



Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами

 


Владельцы патента RU 2584974:

Широков Игорь Борисович (RU)

Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах.

Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска.

Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле одной частотой и круговой поляризацией заданной мощности. Это переменное магнитное поле круговой поляризации улавливают катушкой с ферромагнитным сердечником радиомаяка персонала шахты и при превышении приятого и усиленного сигнала некоторого порогового уровня возбуждают переменное низкочастотное магнитное поле с другой частотой и осуществляют поиск радиомаяка. Причем катушка радиомаяка улавливает одинаково эффективно линейную составляющую поля круговой поляризации при любой ориентации ее продольной оси в пределах плоскости поляризации, что повышает вероятность активации радиомаяка при любом его положении в пространстве.

 

Изобретение принадлежит к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах.

Известны способы автоматизированного определения местоположения персонала, например "Унифицированная телекоммуникационная система УΤАС" 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.

Наиболее близкими к предполагаемому изобретению относятся способы поиска пострадавших под завалами, описанные в патентах Украины № 86558, № 8 от 27.04.2009, № 87642, №14 от 27.07.2009, № 90071 и № 90072, № 6 от 25.03.2010, № 90832, № 10 от 25.05.2010, а также в заявке на патент Украины № а2010 04665 от 20.04.2010.

По этим способам 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 приемную неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником, узкополосный усилитель первой низкой частоты, детектор несущей, пороговое устройство. Состав поисковых устройств и наличие остальных элементов радиомаяка варьируется в зависимости от решаемых задач.

По описанному способу задача решается благодаря тому, что первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой причем эти колебания подают на клеммы первой неподвижной передающей катушки с ферромагнитным сердечником и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой Первую катушку с ферромагнитным сердечником располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска. Переменное магнитное поле с частотой излученное первой катушкой с электромагнитным сердечником, улавливают второй неподвижной приемной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска. Сигнал, снимаемый с клемм второй катушки с ферромагнитным сердечником, усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень. При превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня активируют радиомаяк, т.е. начинают генерировать непрерывные низкочастотные колебания с частотой и излучать переменное магнитное поле с частотой Излученное радиомаяком переменное магнитное поле с частотой улавливают катушками с ферромагнитными сердечниками поисковых устройств, и решают задачу поиска радиомаяка или человека, находящегося под завалом горной породы.

Однако описанные способы поиска пострадавших под завалами имеют некоторый недостаток, связанный с тем, что в устройстве активации радиомаяков используют одну передающую неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником, положение в пространстве которой детерминировано, а в радиомаяке используют одну приемную неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником, положение в пространстве которой заранее совершенно не определено. Это приводит к тому, что в случае возникновения чрезвычайной ситуации и при возникновении необходимости найти радиомаяк поисковым оборудованием, имеется вероятность того, что продольная ось приемной катушки радиомаяка будет перпендикулярна продольной оси передающей катушки устройства возбуждения или иметь малый угол отклонения от этого положения. При этом, при полностью работоспособном оборудовании, как поисковом, так и радиомаяка, попытка активировать радиомаяк ни к чему не приведет, т.к. в случае указанного взаимного расположения приемной и передающей катушек, уровень наведенного в приемной катушке сигнала минимален, и на определенных расстояниях между катушками он может оказаться ниже некоторого порогового уровня. Радиомаяк при этом активирован не будет, и найти его при этом не представляется возможным.

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 любом положении его приемной катушки с ферромагнитным сердечником на любом расстоянии в пределах зоны поиска. Это позволит сократить число смертей среди персонала угольных шахт.

В основу изобретения поставлена задача повышения вероятности активации радиомаяка при любом положении его приемной катушки с ферромагнитным сердечником. Она решается благодаря тому, что первоначально с помощью низкочастотного генератора устройства активации генерируют два непрерывных низкочастотных колебания с одинаковыми частотами но со сдвигом фаз между ними в 90°, причем колебания с одного выхода низкочастотного генератора устройства активации подают на клеммы первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации, а сигнал с другого выхода низкочастотного генератора устройства активации, который сдвинут по фазе на 90° относительного сигнала с первого выхода низкочастотного генератора устройства активации, подают на клеммы второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации, причем продольные оси первой и второй катушек устройства активации располагают взаимно перпендикулярно, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой круговой поляризации, при этом первую и вторую катушки с ферромагнитными сердечниками устройства активации располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска, при этом переменное магнитное поле с частотой круговой поляризации улавливают третьей неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, которая воспринимает переменное магнитное поле линейной поляризации, после чего сигнал, снимаемый с клемм этой третьей катушки с ферромагнитным сердечником усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень, причем при превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня активируют радиомаяк и начинают излучать переменное магнитное поле с частотой заданной интенсивности, которое затем улавливают катушками поисковых устройств и осуществляют поисковые мероприятия.

Сравнение предполагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в возможности существенно повысить вероятность активации радиомаяка при любом расположении его приемной катушки с ферромагнитным сердечником в пределах зоны проведения спасательных мероприятий.

Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как в способе-прототипе, в силу присущего ему недостатка, заключающегося в наличии одной катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации, существует вероятность взаимно перпендикулярного расположения продольных осей передающей катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации и приемной катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка. При этом уровень принимаемого сигнала может быть минимален даже при относительно близком взаимном расположении передающей и приемной катушек, при этом вероятность активации радиомаяка снижается и снижается эффективность поиска всех пострадавших под завалами.

В предлагаемом способе функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших 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 частотой круговой поляризации. Состоит устройство активации из генератора непрерывных низкочастотных колебаний, формирующим два сигнала требуемой мощности с одной и той же частотой но со сдвигом фаз в 90°, и двух неподвижных катушек с ферромагнитными сердечниками, продольные оси которых взаимно перпендикулярны. При этом генератор непрерывных низкочастотных колебаний включают в случае необходимости активации радиомаяков. Располагают устройство активации в непосредственной близости от места проведения спасательных мероприятий. Мощность излучения переменного магнитного поля круговой поляризации должна быть достаточной для того, чтобы это переменное магнитное поле можно было бы принять приемными катушками радиомаяков, находящимися в зоне проведения спасательных мероприятий. В каждом из радиомаяков это переменное магнитное поле круговой поляризации принимают катушкой с ферромагнитным сердечником, которая рассчитана на прием переменного магнитного поля линейной поляризации, усиливают и оценивают его уровень. Поскольку в зоне радиомаяка существует переменное магнитное поле круговой поляризации, то катушка радиомаяка, принимающая переменное магнитное поле с линейной поляризацией, гарантированно и одинаково эффективно примет линейную составляющую переменного магнитного поля круговой поляризации при любой ориентации продольной оси приемной катушки радиомаяка в пределах плоскости поляризации. При превышении этого принятого уровня некоторого порогового значения, радиомаяк активируют и излучают им переменное магнитное поле низкой частоты Это переменное магнитное поле с частотой улавливают катушками поисковых устройств и осуществляют поисковые мероприятия.

Указанный способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг.1.

Устройство состоит из устройства активации, радиомаяка и устройства поиска. В свою очередь, устройство активации содержит генератор низкочастотных колебаний 1 с двумя выходами, на которых формируются сигналы с частотой сдвинутые по фазе на 90° друг относительно друга, и две неподвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 2 и 3, продольные оси которых взаимно перпендикулярны. Радиомаяк содержит приемную неподвижную катушку с ферромагнитным сердечником 4, узкополосный усилитель низкочастотных сигналов 5, выпрямитель 6, пороговое устройство 7 и устройство 8 излучения переменного магнитного поля с частотой Отдельно по заявляемому способу присутствуют поисковые устройства 9.

Первый выход низкочастотного генератора 1 соединен с клеммами первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 2, а второй выход низкочастотного генератора 1 соединен с клеммами второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3, при этом клеммы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 соединены с 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 устройства излучения переменного магнитного поля 8.

Работает устройство, реализующее способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами следующим образом.

Включают генератор низкочастотных колебаний 1. Генератор низкочастотных колебаний 1 формирует два низкочастотных колебания требуемой мощности с одной и той же частотой но со сдвигом фазы в 90° друг относительно друга, которые возбуждают с помощью неподвижных катушек с ферромагнитными сердечниками 2 и 3, продольные оси которых взаимно перпендикулярны, переменное магнитное поле низкой частоты круговой поляризации. Это переменное низкочастотное магнитное поле круговой поляризации улавливают неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником 4, которая входит в состав радиомаяка и принимает одну линейную составляющую переменного магнитного поля низкой частоты круговой поляризации. Причем на выходе приемной катушки радиомаяка гарантированно получают принятый сигнал одного и того же уровня при произвольной ориентации ее продольной оси в пределах плоскости поляризации принимаемого переменного магнитного поля. Сигнал, принятый этой неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником 4, подают на 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, и 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 устройство излучения переменного магнитного поля с частотой т.е. осуществляет активацию радиомаяка. Переменное низкочастотное магнитное поле с частотой улавливают катушками поисковых устройств 10 и осуществляют поисковые мероприятия согласно способам, описанным в патентах Украины № 86558, № 87642, № 90071, № 90072 и № 90832.

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с повышением вероятности активации радиомаяка при произвольной ориентации продольной оси его приемной катушки с ферромагнитным сердечником, что дает, тем самым, возможность активировать радиомаяки всех пострадавших, находящихся под/за завалом горной породы, вне зависимости от положения в пространстве их тел, а соответственно и радиомаяков, чем обеспечивается возможность сохранения большего числа жизней людей в лучшем случае, в худшем случае имеется возможность отыскать тела большего числа людей уже погибших в результате аварии.

Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами, включающий излучение и прием низкочастотных колебаний, отличающийся тем, что первоначально с помощью низкочастотного генератора устройства активации генерируют два непрерывных низкочастотных колебания с одинаковыми частотами но со сдвигом фаз между ними в 90°, причем колебания с одного выхода низкочастотного генератора устройства активации подают на клеммы первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации, а сигнал с другого выхода низкочастотного генератора устройства активации, который сдвинут по фазе на 90° относительного сигнала с первого выхода низкочастотного генератора устройства активации, подают на клеммы второй неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником устройства активации, причем продольные оси первой и второй катушек устройства активации располагают взаимно перпендикулярно, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой круговой поляризации, при этом первую и вторую катушки с ферромагнитными сердечниками устройства активации располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска, при этом переменное магнитное поле с частотой круговой поляризации улавливают третьей неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, которая воспринимает переменное магнитное поле линейной поляризации, после чего сигнал, снимаемый с клемм этой третьей катушки с ферромагнитным сердечником усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень, причем при превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня активируют радиомаяк и начинают излучать переменное магнитное поле с частотой заданной интенсивности, которое затем улавливают катушками поисковых устройств и осуществляют поисковые мероприятия.



 

Похожие патенты:

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока.

Способ поиска пострадавших под завалами с учетом произвольной ориентации антенны радиомаяка относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами и дистанционного контроля их сердечного ритма относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под/за завалами в шахтах и одновременного контроля состояния их здоровья. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками, совмещенными с микроволновыми датчиками сердечного ритма и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук, одно из которых снабжают индикатором состояния здоровья человека. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводной системе связи. Технический результат состоит в повышении качества предоставляемого отчета об использовании РЧ-технологии NFC при активации и обмене данными для устройства NFC.

Изобретение относится к бесконтактной передаче данных и может быть использовано при осуществлении безналичных платежных операциях. Технический результат заключается в повышении надежности передачи данных, в частности, проводимой через мобильный телефон с использованием платформы RFID и/или NFC.

Изобретение относится к средствам управления взаимодействием между контроллером и несколькими управляемыми устройствами. Технический результат заключается в усовершенствовании обмена и управления информацией при взаимодействии между контроллером и одним или несколькими электронно-управляемыми устройствами.

Изобретение относится к области создания радиочастотных меток. Технический результат заключается в обеспечении разрешения конфликтов пассивных конечных точек (103а-103m).

Изобретение относится к способу для передачи данных беспроводным образом с использованием множества уровней передачи. Технический результат состоит в оптимальном распределении ресурсов передачи между информацией управления и данными пользователя.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в упрощении подсоединения беспроводного устройства к защищенной сети связи.

Изобретение представляет электронное устройство для системы беспроводной связи, которое содержит дисплейный компонент, включающий по меньшей мере одну дисплейную часть и электропроводящую часть, электрически изолированную от упомянутой по меньшей мере одной дисплейной части.

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока.

Способ поиска пострадавших под завалами с учетом произвольной ориентации антенны радиомаяка относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами и дистанционного контроля их сердечного ритма относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под/за завалами в шахтах и одновременного контроля состояния их здоровья. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками, совмещенными с микроволновыми датчиками сердечного ритма и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук, одно из которых снабжают индикатором состояния здоровья человека. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при возникновении аварийных ситуаций в шахтах неглубокого заложения, например, при строительстве метро.

Изобретение относится к убежищу для защиты пользователей от внешней среды. Техническим результатом является создание компактного и легко перемещаемого убежища.

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам строительства укрытий в виде стволов и подобных горно-буровых выработок на космических объектах. Задачей предлагаемого технического решения является создание способа строительства укрытия для людей и оборудования на космическом объекте, позволяющего обеспечить безопасные условия для работы оборудования и людей в построенном укрытии от внешнего воздействия метеоритов, астероидов и других космических явлений.
Изобретение относится к горной промышленности - добыче каменного угля, при которой выделяется метан, угольная пыль и технологически заполненных углекислым газом для исключения пожаров и взрывов метана.

Изобретение относится к камере-убежищу, которую можно легко перемещать с помощью вилочного погрузчика или фронтального торцевого погрузчика. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу строительства, оборудования и эксплуатации стационарных камер ожидания в глубоких рудниках Севера в целях укрытия горнорабочих в условиях чрезвычайных ситуаций.

Рассматривается страховочное устройство статического или динамического типа и десантер самоблокирующегося или несамоблокирующегося типа для крепления одного или нескольких канатов (10), содержащее основной корпус (1), состоящий по меньшей мере из двух или нескольких плоских пластин (2, 2A, 3), закрепленных друг к другу предпочтительно в параллельных или немного наклоненных плоскостях, при помощи множества распорных штифтов (4-7).
Наверх