本实用新型专利技术涉及矿山钻孔救援领域，具体涉及一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，包括超宽带雷达钻孔探测器、数据传输线、上位机，所述钻孔探测器，所述钻孔探测器将采集到的信息通过数据传输线传递到无线通信模块，所述无线通信模块通过无线通讯传递给上位机，本装置结构简单、体积小、接线简便、成本较低、携带及搬运方便，并且可以有效解决现有生命信息探测技术存在对被困人员位置的探测精确度较低、无法穿透探测、及时性较差的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置
本技术涉及矿山钻孔救援领域，具体涉及一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置。
技术介绍
目前，国际上应用的生命信息探测技术有音频生命信息探测技术、视频生命信息探测技术、红外热成像探测技术、气体探测技术、超低频电磁波生命信息探测技术、静电场生命信息探测技术、雷达生命信息探测技术等。当井下发生矿难时，巷道光照条件会受到限制，可见光探测仪靠自身携带的光源不够，造成其有效探测距离减小；声波信号在井下巷道中传播时，信号衰减较大。音频、视频、红外热成像、气体、超低频及静电场等生命信息探测技术存在着抗干扰性差、易受温度影响及不具备穿透性等缺点。在实施探人的钻孔时，若钻孔的终孔位置偏离设计位置，或目标位置附近巷道发生坍塌，以上生命信息探测技术无法对障碍物后人员进行精确的定位。因此，以上方式不适用于有障碍物情况下的被困人员位置探测，对被困人员位置的探测精确度较低且及时性较差。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有生命信息探测技术存在对被困人员位置的探测精确度较低、无法穿透探测、及时性较差的问题，提供一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置及应用方法。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，其特征在于：包括超宽带雷达钻孔探测器、数据传输线、上位机，所述超宽带雷达钻孔探测器，所述超宽带雷达钻孔探测器将采集到的信息通过数据传输线传递到无线通信模块，所述无线通信模块通过无线通讯传递给上位机。所述超宽带雷达钻孔探测器包括外壳和设置在外壳体内的电源管理模块、数据传输模块、主控模块、数据采集模块、接收天线、发射天线，所述外壳体上设置有雷达发射口，所述发射天线通过雷达发射口向外发射冲击脉冲超宽带雷达波，所述接收天线通过雷达发射口接收反射回来的电磁波，所述数据采集模块将接收天线接收的电磁波传输给主控模块，所述主控模块将采集到的信息通过数据传输模块传输至数据传输线输出。所述发射天线和接收天线均为蝶形天线，一发三收呈鞭型布置。所述外壳体为圆柱形壳体，所述圆柱形壳体上部留有充电口和数据传输口，所述圆柱形壳体侧壁下部设置有雷达发射口。所述雷达发射口的形状为长方形，长度a＝70mm，宽度b＝50mm。所述超宽带雷达钻孔探测器通过线盘、定滑轮及三角支架调节探测深度，所述三角支架安装在地面，所述定滑轮安装在三角支架上，所述数据传输线的一端与超宽带雷达钻孔探测器连接，另一端穿过定滑轮绕制在线盘上，所述线盘上设置有无线通信模块。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1.本技术提供的超宽带雷达与红外、声波探测技术相比，雷达生命探测不受环境温度、热物体的影响，具有非接触可穿透的能力，能有效穿透煤层、岩石、石膏等介质体，很好地解决了红外探测受环境温度影响严重，与物体遮挡失效及误报率高的问题，同时也克服了超声探测受环境杂物反射干扰等问题，适合于矿山钻孔应急救援。2.本技术提供的矿山钻孔应急救援超宽带雷达装置操作简单，能满足救援不同环境下的钻孔探测，并且结构简单、体积小、重量轻、接线简便、成本较低、携带及搬运方便，采用数据传输线可以直接进行下放，不受周围环境的限制，使用效果好。3.本技术提供的矿山钻孔应急救援超宽带雷达装置的信号传输采用有线加无线的传输方式，首先，钻孔探测器通过有线通信的方式将信号传输到线轮盘，然后线轮盘通过自身的无线通信模块与上位机进行信号传输。4.本技术前端探测单元所采用的壳体结构设计合理，壳体设计成圆柱形壳体，在圆柱形壳体上部安装数据传输线的传输线接口和无线接口，圆柱形壳体侧壁上开设一个雷达发射口，雷达发射口为长方形，具有防水和耐腐蚀性能，壳体采用不锈钢金属，能满足防水、抗震强度和耐腐蚀性要求，防水壳体结构简单且加工制作简便，投入成本较低。5.本技术在数据传输线口采用密封垫片进行防水处理，密封垫片通过碳纤维复合材料加工而成的，具有耐冲击韧度好、耐水和耐湿气、化学稳定性好、摩擦系数小、导热性好等优点。同时，对于细小缝隙采用液体密封胶进行密封，进一步保证密封及防水效果。附图说明图1为本专利技术系统工作原理示意图；图2为本专利技术超宽带雷达钻孔总体结构示意图；图3为本专利技术系统人体体表微动对电磁波幅度调制模型示意图；图4为本专利技术穿透探测定位模型示意图；图5为本专利技术的时延带相交定位原理示意图；图中，1-充电口，2-电池，3-电源管理模块，4-数据传输口，5-数据传输模块，6-主控模块，7-数据采集模块，8-接收天线，9-发射天线，10-壳体，11-雷达发射口，12-上位机，13-线盘，14-三角支架，15-定滑轮，16-地面，17-数据传输线，18-超宽带雷达钻孔探测器，19-巷道，20-无线通信模块。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳的实施例，对依据本技术申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。实施例一：如图1所示，一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，其特征在于：包括超宽带雷达钻孔探测器(18)、数据传输线(17)、上位机(12)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)将采集到的信息通过数据传输线(17)传递到无线通信模块(20)，所述无线通信模块(20)通过无线通讯传递给上位机(12)。所述超宽带雷达钻孔探测器(18)通过线盘(13)、定滑轮(15)及三角支架(14)调节探测深度，所述三角支架(14)安装在地面，所述定滑轮(15)安装在三角支架(14)上，所述数据传输线(17)的一端与超宽带雷达钻孔探测器(18)连接，另一端穿过定滑轮(15)绕制在线盘(13)上，所述线盘(13)上设置有无线通信模块(20)。数据传输线(17)采用MHJYV型矿用加强线芯聚乙烯绝缘保护套通信电缆，其作用是将超宽带雷达钻孔探测器(18)采集到的信号通过数据传输口(4)传递到井上地面，在进行救援投放钻孔的过程中，通过在钻孔口的地面上固定三角支架(14)来进行钻孔的投放，线盘(13)采用ZKJ500-L矿用一般兼本安型钻孔通信装置线轮盘，其具有发射无线局域网的功能，它可以将数据传输线所传输过来的信号经过线盘的无线通信模块(20)，然后将数据信号以无线传输的方式传送到上位机(12)。无线通信是线轮盘自身可以发射无线局域网，无线采用MIMO-OFDM技术，与上位机(12)进行信号的传输。上位机：首先通过ADS930型模数转换器将模拟信号转为数字信号；然后利用带通滤波器筛选频率范围，利用复数快速独立成分分析算法处理信号，隔离直流分量；其次对上步处理后信号依次进行快速傅里叶变换和离散傅里叶变换处理，实现心跳和呼吸信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，其特征在于：包括超宽带雷达钻孔探测器(18)、数据传输线(17)、上位机(12)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)将采集到的信息通过数据传输线(17)传递到无线通信模块(20)，所述无线通信模块(20)通过无线通讯传递给上位机(12)。/n
【技术特征摘要】
1.一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，其特征在于：包括超宽带雷达钻孔探测器(18)、数据传输线(17)、上位机(12)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)，所述超宽带雷达钻孔探测器(18)将采集到的信息通过数据传输线(17)传递到无线通信模块(20)，所述无线通信模块(20)通过无线通讯传递给上位机(12)。
2.根据权利要求1所述的一种矿山钻孔应急救援鞭型超宽带雷达装置，其特征在于：所述超宽带雷达钻孔探测器包括外壳(10)和设置在外壳体内的电源管理模块(3)、数据传输模块(5)、主控模块(6)、数据采集模块(7)、接收天线(8)、发射天线(9)，所述外壳体上设置有雷达发射口(11)，所述发射天线(9)通过雷达发射口(11)向外发射冲击脉冲超宽带雷达波，所述接收天线(8)通过雷达发射口(11)接收反射回来的电磁波，所述数据采集模块(7)将接收天线(8)接收的电磁波传输给主控模块(6)，所述主控模块(6)将采集到的信息通过数据传输模块(5)传输至数据传输线(17)输出。
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张铎，赵炬，樊世星，王伟峰，王宝元，郭军，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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