Устройство беспроводной аварийной сигнализации

О П И С А Н И Е (п)926278ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски кСоцналнстннвскнлРвспубпнк к мтоском свидютельстеу (В 1) Дополнительное к авт, санд-ву к 5784 Я (22) Заявлено 29,10,80 (21) 2999810/18-24 с присоелнненнеет заявки М(5)М, Кл,Е 21 С 35/24 1 л 08 В 2 УОО ГоеударетиевМ кеитвт СС,СР кв делан изебретвник к открытия(088,8) Опубликовано 07,щ.82, бюллетень М 17 Дата опубликования описания 07.05,82Изобретение относится к устройст вам подземной беспроводной сигнализации и связи, в частности к устройствам беспроводной аварийной сигнализации, и может быть использовано в системах шахтной и рудной беспроводной связи для оперативного оповещения рабочих в горных выработках о сложившейся аварийной ситуации или об аварии, происшедшей в одной из выработок. Известны устройства беспроводной аварийной сигнализации, содержащие установленный на поверхности земли передающий полукомплект, состоящий из узкополостного передатчика электромагнитных сигналов звуковой частоты и системы антенн с заземлителя" ми, расположенный в горной выработке приемный полукомплект, состоящий из блока усиления и обработки сигнала, приемной антенны, выходного преоб" разователя и блока питания 111. 2Недостатком известных устройствявляется низкая надежность в работеиз-за повышенной чувствительности кимпульсным помехам. Наиболее близким к предлагаемому является устройство беспроводной аварийной сигнализации, содержащее установленный на поверхности земли передающий полукомплект, состоящий из узкополосного передатчика электромаг". нитных сигналов звуковой частоты и системы антенн с заземлителями,расположенный в горной выработке приемнь,й полукомплект, состоящий из блока усиления и обработки сигнала, приемной антенны, выходного преобразователя и блока питания, Блок усиления и обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных широкополосного усилителя, амплитудного ограничителя, узкополосного усилителя, амплитудного детектора, интег рирующего и порогового элементов 23.8 4Устройство беспроводной аварийнойигнализации содержит установленный на поверхности земли передающий полукомплект и расположенные в горной выработке по числу тоцек оповещения приемные полукомплекты (на чертеже показан один полукомплект). В состав передающего полукомплекта входят кнопка 1 подачи аварийного сигнала, узкополосный передатчик 2 электромагнитных сигналов звуковой частоты с блоком 3 питания и подклюценные к передатчику системы антенн ч с заземлителями 5. Формирователь несущего колебания передатчика 2содержит последовательно включенныеселектор 6 гармоник периодической помехи и преобразователь 7 частоты, а также выходной усилитель 8. Истоцни, ком периодической помехи являетсянапример, шахтная силовая сеть 9,Приемный полукомплект содержитприемную магнитную антенну 10, блок11 питания, блок 12 усиления и обработки сигнала, который включает широкополосный усилитель 13, амплитудный ограничитель 1 ч, узкополосный усилитель 15, блок 16 выделения периодической помехи, синхронный фильтр17, управляемый коммутатор 18, согласующий усилитель 19, амплитудный детектор 20, интегрирующий элемент 21 и пороговый элемент 22, к выходу которого подключен входящий в полу- комплект выходной преобразователь 23,Блок 16 выделения периодической помехи содержит включенные последовательно селектор 2 ч гармоник периоди" ческой помехи, преобразователь 25 частоты и распределитель 26 управляющих сигналов, Управляемый коммутатор содержит амплитудный детектор 27 пороговый элемент 28 и управляемые ключи 29 и 30.Передающий полукомплект работает следующим образом.При подаче питания с блока 3 питания на передатчик 2 на селектор 6 гармоник периодической помехи этого передатчика через его антенную систему поступает сигнал, представляющий собой периодическую помеху, принятую из силовой сети 9Селектор 6 гармоник выделяет одну или несколько гармоник периодицеской помехи. Выделеные гармоники помехи поступают в преобразователь 7 частоты, где подвергаются некратному преобразованию по частоте путем операций умно 3 92627Однако при размещении приемногополукомплекта в зоне действия интенсивных низкочастотных периодических 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. 1 ОЦель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство беспроводной аварийной сигнализации в передающий полукомплект введены последовательно-оединенные селектор гармоник периодической помехи и преобразователь частоты, а в приемный полукомплект вве-.дены синхронный фильтр и согласующийусилитель, блок выделения периодической помехи, выполненный на после;доватепьно соединенных селекторегармоник периодической помехи, преобразователе частоты и распределителеуправляющих сигналов, и управляемыйкоммутатор, выполненный на амплитуд"ном детекторе, пороговом элементе идвух управляемых клюцах, выход преобдразователя частоты в передающем полу- ЗОкомплекте через кнопку соединен свходом выходного усилителя, а в приемном полукомплекте антенна подключена к входу селектора гармоник периодической помехи блока выделенйя35периодической помехи, распределительопорных сигналов которого .соединен содним из входов синхронного фильтра,другой вход которого подключен к выходу узкополосного усилителя, которыйсоединен с одним из входов одного управляемого коммутатора, в котором выход амплитудного детектора соединенс пороговым элементом, выходы которого подключены к управляющим входам 45одйого и другого управляемых ключей,выходы которых соединены с входами ссогласующего усилителя, выход которого соединен с амплитудным детектором, выход синхронного фильтра подключен к одному из входов другого уп 50равляемого ключа управляемого комму".татора, а выход селектора гармоникпериодической помехи блока выделенияпериодической помехи соединен с вхо;дом детектора управляемого коммутатора,На чертеже приведена функциональная схема устройства.78 ется на вход согласующего усилителя19. Выходной сигнал узкополосногоусилителя 15 предварительно подвергнут широкополосной селекции в широкополосном усилителе 73, ограничениюпо амплитуде в ограничителе 14 иузкополосной селекции в узкополосномусилителе 1,5, в результате чего достигнуто подавление импульсных помех,После дополнительного усиления всогласующем усилителе 19 выделенныйполезный сигнал с подавленными импульсными помехами детектируетсяамплитудным детектором 20 и подаетсяна вход интегрирующего элемента 21,постоянная времени которого сравнимас длительностью посылок полезного сиг"нала, производится селекция принятыхсигналов по длительности. Последнеедостигается тем,что в интегрирующем элементе 21 происходит сброс,накопленного ранее напряжения в томслучае, если напряжение на его входе становится ниже определенногодостаточно низкого уровня. Поэтомуимпульсная помеха, представляет собойслучайную последовательность короткихимпульсов, не приводит к срабатываниюпорогового элемента 22. Пороговыйэлемент 22 срабатывает от полезногосигнала, длительность которого превышает постоянную времени этогоэлемента. При срабатывании пороговогоэлемента 22 сигнал с его выхода посту.пает на вход выходного преобразователя 23, который вырабатывает световыеили звуковые сигналы аварийного оповещения,При размещении приемного полукомплекта в зоне действия сильных периодических помех с выхода селектора 24 гармоник периодической помехи снима" ется сигнал, достаточный для переклителя 15 и входом согласующего усилителя 19,осуществлявшаяся через управляемый ключ 29,разрывается и синхронный фильтр 17 через управляемыйключ 30 включается в тракт передачиполезных сигналов приемника. Нормальная работа синхронного фильтра 17 обеспечивается подачей на его управляю 5 9262 6жения, деления и смещения частоты. Врезультате на выходе преобразователя7 частоты формируется несущее колебание с требуемой рабочей частотойвеличина которой выбирается исходя из требуемой дальности связи ипараметров горных пород и удовлетворяет соотношению Г; 1(Г ( т , гдеГ - ближайшая к рабочей частоте гармоника периодической помехи.1 ОПри нажатии кнопки 1 осуществляется модуляция несущего колебания,сформированного селектором 6 гармоник периодической помехи и преобразователем 7 частоты, сигналом аварийного оповещения, представляющимсобой импульсные посылки длительностью до десяти секунд. Промодулированное по длительности несущее колебание усиливается по мощности ввыходном усилителе 8, Полученный врезультате полезный сигнал поступаетчерез систему антенн 4 с заземлителя-ми 5 в беспроводную линию связи,представляющую собой массив горныхпород, Режимы работы приемногополукомплекта определяются условиямиего эксплуатации.В зависимости от уровня периодической помехи в месте нахождения при-;,емного полукомплекта возможны два режима его работы. Первый режим соответствует расположению приемного полукомплекта за пределами зон с высо"ким уровнем периодической помехи.35При этом магнитная антенна 10 принимает смесь полезного сигнала и поменхи, в которой полностью отсутствуетили имеется относительно слабая периодическая помеха, Принятые сигналыодновременно поступают на широкополосный усилитель 13 и селектор 24 гар-,моник периодических помех. Выходнойсигнал селектора 24 гармоник периодической помехи, имеющий низкий уро- . лючения порогового элемента 28. Выра=45вень, поступает через амплитудный батываемые пороговым элементом 28 падетектор 27 на пороговый элемент рафазные сигналы выключают управля 18, Однако уровень этого. сигнала не- емый ключ 29 и включают управляемыйдостаточен для переключения порогово- ключ 30. В Результате этого прямаяго элемента 28. На выходах порогово- связь между выходом узкополосного уси.5 Ого элемента 28 формируются управляющие сигналы, которые закрывают управляемый ключ 30 и открывают управляемый ключ 29. В результате этого синхронный фильтр 17 отключается из кана=ла передачи сигналов, а сигнал с вы 55хода узкополосного, усилителя 15,минуя синхронный фильтр 17, черезоткрытый управляемый ключ 29 пода- щие входы сигналов управления,форми 7 9262руемых в блоке 16 выделения периади"ческой помехи.формирование сигналов управления вблоке 16 выделения периодическойпомехи заключается в там, что однаили несколько гармоник периодической помехи выделенные селектором 24гармоник периодической помехи,подвергаются в преобразователе 25 частотынекратному преобразованию по частоте 10путем умножения, деления, смешениячастот этих гармоник. В результате навыходе преобразователя 25 частотыформируется опорный сигнал частотойГ =вГа,где в - число управляющихвходов синхронного фильтра 17, Горабочая частота устройства беспроводной аварийной сигнализации.Полученный опорный сигнал поступает на вход распределителя 26 управляющих сигналов. Распределитель 26управляющих сигналов преобразует пос"тупающий на ега входе сигнал в щсигналов управления, следующих с частотой повторения ГО и имеющих длительность 1 . Эти сягналыасдвинуты по Фазе друг относительнодруга на угол30Так как выделяемый синхроннымфильтром 17 полезный сигнал имеетчастоту 1и на управляющие входыэтого фильтра также поступают сигналы частоты Г , некратные частоте гар 35моник периодйческой помехи, обеспечивается жесткая настройка синхронно"го фильтра 17 на частоту полезногосигнала и размещение частоты полезного сигнала между, частотами, сосед 4 О ф них гармоник периодической помехи,В связи с тем, что при этом полезныйсигнал и сигналы управления синхронным фильтром 17 сформированы из однойи той же периодической помехи, при изФаю45мейении частоты периодическои помехииз-за нестабильности частоты источ,ника этой помехи отстройка частотыполезного сигнала от соседних гармоник периодической помехи остаетсянеизменной.Повышение уровня подавления перио, дической помехи в устройстве беспроводной аварийной сигнализации даетвозможность повысить чувствительность приема за счет повышения уровня подавления низкочастотной периодическфйпомехи при одновременном уменьшениирасчетной мощности передающего полукомплекта. Повышение чувствительности и обеспечение постоянства уровня выде ляемого палезнага сигнала при исклю" чении возможности наложения интенсивной периодической помехи наслабый полезный сигнал дает возможность повысить надежность сигнализации и обеспечить уверенный прием сигналов аварийного оповещения на любом из участков выработки.формула, изобретенияУстройство беспроводной аварийнойсигнализации по авт, св, 1578455, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, чта, с целью повышения помехоустойчивос-т ти устройства, в передающий полу- комплект введены последовательна соединенные селектор гармоник периодической помехи и преобразовательчастоты, а в приемный полукомплектвведены синхронный Фильтр и согласующий усилитель, блок выДеления периодической помехи, выполненный на последавательно соединенных селекторе гармоник периодической помехи, преобразователе частоты и распределителе управляющих сигналов, и управляемый коммутатор, выполненный на амплитудном детекторе, пороговом элементе и двух управляемых ключах, выход преобразователя частоты в передающем полукомплекте через кнопку соединен с входом выходного усилителя,а в приемном полукомплекте антенна подключена к входу селектора гармоник периодической помехи блока выделения периодической помехи, распределительуправляющих сигналов которого соединен с одним из входов синхронного фильтра, другой вход которого подключен к выходу, узкополосного усили теля, который соединен с одним из входов одного управляемого коммутатора, в котором вйход амплитудного детектора .соединен с пороговым элементом, выходы которого подключены к управляющим входам одного и другого управляемых ключей, выходы которых соединены с входами согласующего усилителя, выход которого соединен с амплитудным детектором, выход синхронного фильтра подключен к одному из входов другого управляемого коммутатора, а выход селектора гармоник периодической помехи блока выделения пе992риодической помехи соединен с входомамплитудного детектора управляемогокоммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Составитель Д. ГречинскийТехред С. Мигунова Корректор М Шарошю В е Редактор А,щиш к и ауш ул, Про г. Ужг филиал ППП "Пат Заказ 2923/23 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Иос ЧЕраж 624арственноизобретена, Ж,б 2 78101. Патент США И 3740488,кл. 179-82,193.2. Авторское свидетельство СССРй 578455, кл. Е 2 1 С 35/24; 1975ю (прототип) Подписитета СССРткрытийая наб.,д.4/5