一种井下矿难生命迹象检测与定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井下矿难生命迹象检测与定位系统，包括传输光纤，位于当面的激光发射器L、分光器P、环形器C、相位检测器D、数据采集卡Q、信号处理主机N，以及位于矿井通道的光纤声波检测探头A，当矿难发生时，通过采集和监听被困于井下的人员的呼救声音以及行走等活动产生的声音信号获得被困人员的生命迹象。同时，光纤声波传感探头A按照一定的等距离分布，可以通过不同光纤声波传感探头A采集到的声音强度等信息，实现对被困井下人员的位置进行定位。为救援人员提供被困人员的位置信息。本发明专利技术采用光纤作为信号的传输线，由于质量轻，耐腐蚀等优点，在矿难发生时不易损坏，可以保证在信号传输过程中的有效性。

A life sign detection and location system for underground mine disaster

The invention discloses an underground mine life sign detection and positioning system, including the transmission fiber, in the face of laser transmitter L, P splitter, C, circulators and phase detector D, Q data acquisition card and signal processing of the host N, and fiber optic acoustic channel probe detection in coal mine A, when the accident happened when get trapped signs of life sound signal produced by the trapped underground by collecting and monitoring personnel for voice and walking and other activities. At the same time, the fiber acoustic wave sensing probe A according to a certain equidistant distribution, can be through the different fiber optic acoustic sensor A acquisition of sound intensity and other information, to achieve the location of trapped underground personnel positioning. Provide rescue personnel with location information for the trapped personnel. The optical fiber is used as the transmission line of the signal, because of the advantages of light weight, corrosion resistance, etc., it is not easy to be damaged during the occurrence of the mine disaster, and the validity of the signal transmission process can be ensured.

【技术实现步骤摘要】
一种井下矿难生命迹象检测与定位系统
本专利技术涉及光纤传感和信号处理
，涉及光纤传感、声学传感和信号处理技术。
技术介绍
我国是一个产煤用煤的大国，煤炭在我国整个能源消耗中占据相当大的比重，在未来相当长一段时间，我国依然将会以煤炭作为主要的消耗能源。随着国民经济的迅速发展，煤炭的需求量也与日俱增，煤炭产量占世界煤炭总产量的比重依然很大。然而一个不可忽略的事实便是长期以来我国的矿难事故率较之世界发达国家水平高居不下。这对从事井下开采工作的人员的生命安全造成很大风险。由于国家在煤矿开采安全方面的重视，使得我国煤矿安全生产的形势有所好转，但是依然不可避免的发生事故。据不完全统计，国内每年都会有一百多起大大小小的煤矿开采事故。山西省作为我国的煤矿开采大省，其事故的发生概率居全国首位，每年因为煤矿开采事故而死亡的人数也是成百上千。面对煤矿开采作业发生事故带来的高死亡率，不仅有开采设备机械化程度低、煤矿位置地理情况复杂和地震等自然因素，事故后救援水平不高也是造成煤矿事故高死亡率的很大原因。矿井一旦发生矿难事故，救援人员对井下工作人员的位置情况和生命特征情况的确认会非常困难。由于井下环境的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下矿难生命迹象检测与定位系统，其特征在于，包括传输光纤，位于地面的激光发射器L、分光器P、环形器C、相位检测器D、数据采集卡Q、信号处理主机N，以及设置在矿井通道中的光纤声波检测探头A；其中，激光发射器L的信号输出端通过传输光纤B0与分光器P的信号输入端连接；所述分光器P包括n路信号输出端，其中n对应光纤声波检测探头A的数目；分光器P的每路信号输出端分别通过一路传输光纤B1与一个环形器C的端口1连接，所述环形器C的端口2通过一路传输光纤B2连接一个光纤声波检测探头A，同时所述环形器C的端口3通过一路传输光纤B3与一个相位检测器D的信号输入端连接，所述相位检测器D的信号输出端与数据采集卡Q...

【技术特征摘要】
1.一种井下矿难生命迹象检测与定位系统，其特征在于，包括传输光纤，位于地面的激光发射器L、分光器P、环形器C、相位检测器D、数据采集卡Q、信号处理主机N，以及设置在矿井通道中的光纤声波检测探头A；其中，激光发射器L的信号输出端通过传输光纤B0与分光器P的信号输入端连接；所述分光器P包括n路信号输出端，其中n对应光纤声波检测探头A的数目；分光器P的每路信号输出端分别通过一路传输光纤B1与一个环形器C的端口1连接，所述环形器C的端口2通过一路传输光纤B2连接一个光纤声波检测探头A，同时所述环形器C的端口3通过一路传输光纤B3与一个相位检测器D的信号输入端连接，所述相位检测器D的信号输出端与数据采集卡Q的信号输入端连接，数据采集卡Q的信号输出端连接信号处理主机N；光纤声波检测探头A包括一段传输光纤B4、玻璃套管E和石墨烯薄膜G，传输光纤B4的一端固定于玻璃套管E中，一端采用熔接的方式与传输光纤B2连接，石墨烯薄膜G固定在玻璃套管E的一个端面上，并与位于玻璃套管E中的传输光纤B4的端面构成法珀腔中；每个相位检测器D用于检测光纤声波检测探头A的石墨烯薄膜G反射回来的反射光的相位变化频率；数据采集卡Q对相位检测器D的输出信号进行数据采集，并将采集数据输入到信号处理主机N进行生命迹象检测与定位的处理：若相位检测器D检测到相位变化，则表示存在生命迹象，并基于本地保存的对应相位检测器D的光纤声波检测探头A的部署位置得到所述生命迹象的位置信息。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理主机N还包括语音合成处理单元及语音播放单元，所述语音合成处理单元基于数据采集卡Q输入的采集数据，合成语音信号并通过语音播放单元进行播放。3.如权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗豪，张茜，张扬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51