圖
[0024]本實(shí)施例之救命礦燈，在普通礦燈上增加了應(yīng)急發(fā)射系統(tǒng)，該應(yīng)急發(fā)射系統(tǒng)由生命體征探測(cè)傳感器、信息采集處理單元、超級(jí)儲(chǔ)能變換器、應(yīng)激發(fā)射單元、局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元及微型發(fā)射裝置等組成。
[0025]所述生命體征探測(cè)傳感器，是人體紅外探測(cè)器和太赫茲能量檢測(cè)器，二者鑲嵌在礦燈電池盒殼內(nèi)并靠近人體。其作用是探測(cè)生物體(這里特指人體)是否在連續(xù)發(fā)射一定波長(zhǎng)和能量的射線-這是人體活著的基本特征。
[0026]所述信息采集處理單元.是把經(jīng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大、整形、存儲(chǔ)，為信息發(fā)射提供最及時(shí)的數(shù)據(jù)。
[0027]所述超級(jí)儲(chǔ)能變換器，是由超級(jí)電容儲(chǔ)能器件，是特種超級(jí)電容，其內(nèi)阻2m Ω左右，在5-6V輸出電壓時(shí)，瞬間輸出百余安培以上的電流。由DC/DC變換器進(jìn)行高效電壓變換，給應(yīng)激發(fā)射單元提供發(fā)射所需要的足夠能量。
[0028]所述應(yīng)激發(fā)射單元，是由功率管和阻容器件構(gòu)成的發(fā)射單元，其作用是將信息采集處理后的信號(hào)，按一定的發(fā)射模式和發(fā)射功率傳送到通訊中繼單元，再由中繼單元將信息傳送的礦山指揮中心。
[0029]所述局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元，是每個(gè)礦燈內(nèi)的微型發(fā)射裝置，發(fā)射的本機(jī)監(jiān)測(cè)信號(hào)與礦燈附近的其他礦燈進(jìn)行近距離通訊，這種通訊方式簡(jiǎn)易、能量微弱。主要作用是數(shù)據(jù)共享。
[0030]所述微型發(fā)射裝置，為開(kāi)放式無(wú)線電波發(fā)射裝置，位于礦燈電池盒內(nèi)。
[0031]礦難發(fā)生時(shí)，處于發(fā)生礦難區(qū)域的人們，啟動(dòng)礦燈上的SOS開(kāi)關(guān)，將礦燈變成具有應(yīng)激發(fā)射功能的設(shè)備，人體生物信息數(shù)據(jù)通過(guò)應(yīng)激發(fā)射單元傳輸?shù)阶罱目山邮招盘?hào)通訊網(wǎng)絡(luò)，再由網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行?，幫助相關(guān)部門(mén)快速?zèng)Q策，爭(zhēng)取救護(hù)時(shí)間，提高救護(hù)效率，減少救護(hù)成本，把更多生存機(jī)會(huì)提供給遇險(xiǎn)人員，創(chuàng)造更多生命奇跡。
[0032]救命礦燈的工作過(guò)程如圖2所示:
[0033]當(dāng)?shù)V難發(fā)生后，若礦工不能迅速逃離事故現(xiàn)場(chǎng)，就要盡快尋找相對(duì)安全的地方避險(xiǎn)。之后，打開(kāi)救命礦燈“S0S”開(kāi)關(guān)，向附近區(qū)域發(fā)出求救信息:當(dāng)“S0S”開(kāi)關(guān)打開(kāi)以后，救命礦燈內(nèi)的生命體征探測(cè)傳感器、信息采集處理單元、超級(jí)儲(chǔ)能變換器、應(yīng)激發(fā)射單元、局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元由休眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)。生命體征探測(cè)傳感器將獲得的信息傳送到信息采集處理單元，經(jīng)處理的人體生命體征信息與局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元所獲取的信息匯總后送達(dá)應(yīng)激發(fā)射單元，應(yīng)激發(fā)射單元用超級(jí)儲(chǔ)能變換器提供的充足能量，將匯總的信息通過(guò)透地通訊的方式發(fā)送給通訊中繼單元。因?yàn)榈V燈在設(shè)計(jì)時(shí)已嵌入了自組網(wǎng)功能，所以多臺(tái)礦燈在一起時(shí)是能實(shí)時(shí)雙工通訊的。為了節(jié)能，延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間，只需一臺(tái)礦燈對(duì)外發(fā)射，礦難區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各個(gè)礦燈均可監(jiān)測(cè)到遇險(xiǎn)人員生命體征信息，這樣可以做到盡量提高單機(jī)發(fā)射功率，延長(zhǎng)有效發(fā)射距離。當(dāng)一臺(tái)礦燈能量不多時(shí)保持待機(jī)能量，由下一臺(tái)礦燈接續(xù)承擔(dān)發(fā)射任務(wù)，以此類推。這種自動(dòng)接續(xù)承擔(dān)發(fā)射任務(wù)的功能是礦燈自帶的組網(wǎng)功能之一，是軟件編程時(shí)設(shè)置的。同時(shí)通過(guò)調(diào)整單次發(fā)射間隔和載波脈寬來(lái)控制單機(jī)待機(jī)時(shí)間。
[0034]煤礦井下巷道間隔距離遠(yuǎn)近不等，當(dāng)井下某個(gè)區(qū)域發(fā)生事故，會(huì)造成局部地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)重大變化，經(jīng)常有坍塌、冒頂、水漫現(xiàn)場(chǎng)等情況。在現(xiàn)場(chǎng)不遠(yuǎn)的地方可能一切通訊能夠正常運(yùn)行，或其他巷道通訊設(shè)備、線路能夠正常運(yùn)行等等。救命礦燈能夠發(fā)射的有效距離(介質(zhì)為巖石和黏土)一般控制在50-100米。在每個(gè)巷道內(nèi)分布著多個(gè)能夠接收救命礦燈發(fā)射信息的中繼基站(即通訊中繼單元)，“救命礦燈”通過(guò)透地通訊的通訊方式將信息發(fā)給這些中繼基站，這些基站在接到救命礦燈的發(fā)射信號(hào)后迅速轉(zhuǎn)化成礦山救護(hù)系統(tǒng)(通訊系統(tǒng)是礦山救護(hù)六大系統(tǒng)之一，是井下公共信息的主要通道。)可接收的公共信號(hào)。應(yīng)激發(fā)射發(fā)出的信號(hào)是一種支路信號(hào)，礦山救護(hù)系統(tǒng)的通訊信號(hào)是干線信號(hào)，支線信號(hào)通過(guò)一定的通訊規(guī)約進(jìn)入干線信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，(這種規(guī)約的制定不在本專利的討論范圍，也在這里不要求技術(shù)保護(hù)，所以不再詳述)這些公共信號(hào)很快被礦山生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)收到，之后把這些信號(hào)傳到礦山生產(chǎn)指揮中心供決策部門(mén)參考。事故區(qū)域內(nèi)的救命礦燈不斷傳回有價(jià)值的遇險(xiǎn)人員生命體征信號(hào)，給決策部門(mén)提供了有力的行動(dòng)依據(jù)。而且這種信息是不斷變化的，決策部門(mén)可以根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的信息實(shí)時(shí)應(yīng)變對(duì)策，真正實(shí)現(xiàn)“有效救護(hù)和優(yōu)先救護(hù)”的原則:救活的，救近的，救多的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦難發(fā)生時(shí)使用的救命礦燈，其特征在于:礦燈上設(shè)有人體體征探測(cè)裝置和應(yīng)激發(fā)射、透地通訊裝置及微型發(fā)射裝置，并設(shè)有電能儲(chǔ)備部件和SOS控制開(kāi)關(guān)； 所述人體體征探測(cè)裝置，系生命體征的探測(cè)傳感器，是紅外線傳感器或太赫茲生物能量探測(cè)傳感器，或紅外線傳感器和太赫茲生物能量探測(cè)傳感器；其位于礦燈之貼近人體的部位； 所述應(yīng)激發(fā)射、透地通訊裝置，包括信息采集處理單元、超級(jí)儲(chǔ)能變換器、應(yīng)激發(fā)射單元、局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元，這些元器件可以放置到一塊或放置到不同的電路板上，電路板安裝在礦燈電池盒內(nèi)； 所述信息采集處理單元，其作用是把傳感器檢測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大、整形、存儲(chǔ)，為信息發(fā)射提供最準(zhǔn)確及時(shí)的數(shù)據(jù)； 所述超級(jí)儲(chǔ)能變換器，是由超級(jí)電容儲(chǔ)能器件和DC/DC變換器進(jìn)行電壓變換，給應(yīng)激發(fā)射單元提供足夠的發(fā)射所需要的能量； 所述應(yīng)激發(fā)射單元，由功率管、專用集成電路和阻容器件構(gòu)成，具有開(kāi)放式無(wú)線電波發(fā)射功能，其作用是將信息采集處理單元的信號(hào)按一定的發(fā)射模式和發(fā)射功率傳送到通訊中繼單元，再由中繼單元將信息傳送到礦山指揮中心； 所述局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元，在每個(gè)礦燈內(nèi)均由功率管、專用集成電路和阻容器件構(gòu)成； 所述微型發(fā)射裝置，為開(kāi)放式無(wú)線電波發(fā)射裝置，位于礦燈電池盒內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦難發(fā)生時(shí)使用的救命礦燈，其特征在于:所述局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元，每次載波信息發(fā)射時(shí)長(zhǎng)為1-3秒，功率達(dá)5W-8W或更高，每5-10分鐘發(fā)射一次；礦難現(xiàn)場(chǎng)的礦燈實(shí)現(xiàn)輪流發(fā)射；載波發(fā)射頻率在5-30赫茲之間；載波信息有效傳輸距離為50-100米之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述礦難發(fā)生時(shí)使用的救命礦燈，其特征在于:所述載波的發(fā)射天線是礦燈帽線，長(zhǎng)度1.3-1.8米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述礦難發(fā)生時(shí)使用的救命礦燈，其特征在于:所述電能儲(chǔ)備部件，是特種超級(jí)電容，其內(nèi)阻l-3m Ω，在5-6V輸出電壓時(shí)，瞬間輸出幾百安培以上的電流。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦難發(fā)生時(shí)使用的救命礦燈，是在傳統(tǒng)礦燈的基礎(chǔ)上，增設(shè)人體體征探測(cè)裝置和應(yīng)激發(fā)射、透地通訊裝置及微型發(fā)射裝置，并設(shè)有電能儲(chǔ)備部件和SOS控制開(kāi)關(guān)。所述人體體征探測(cè)裝置，是紅外線傳感器或太赫茲生物能量探測(cè)傳感器，或紅外線傳感器和太赫茲生物能量探測(cè)傳感器；所述應(yīng)激發(fā)射、透地通訊裝置，包括信息采集處理單元、超級(jí)儲(chǔ)能變換器、應(yīng)激發(fā)射單元、局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享單元；所述微型發(fā)射裝置，為開(kāi)放式無(wú)線電波發(fā)射裝置，位于礦燈電池盒內(nèi)。本發(fā)明采用中短距離透地通訊技術(shù)，讓每個(gè)礦燈都是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射體，具備向外發(fā)射礦燈探測(cè)到的所有信息的功能，礦燈之間可以相互通訊，讓現(xiàn)場(chǎng)的救命礦燈按程序輪流發(fā)射信息，從而給決策部門(mén)提供了準(zhǔn)確可靠的救護(hù)依據(jù)，有利于實(shí)現(xiàn)“有效救護(hù)和優(yōu)先救護(hù)”的原則。
【IPC分類】E21F17/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105221186
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510638758
【發(fā)明人】李文元, 曹利波
【申請(qǐng)人】李文元
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日