有矿难救护功能的矿灯的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种矿灯，具体地说是有矿难救护功能的矿灯。
【背景技术】
[0002]传统的矿灯，能够显不诸多电学参数和光学参数，如矿灯电池容量、输出电压、电流、各种保护、矿灯当前照度、光通量、人员定位信息等。矿灯作为一种信息终端，可以将其光学参数、电学参数收集整理，同时也可以将人体体征信息通过红外探测、太赫兹能量感知、二氧化碳浓度检测等相关人体体征参数收集整理，汇总后与信息中心进行双工通讯；可以通过井下人员定位系统提供井下作业人员的作业位置及行动路线，也能将每个矿灯光源参数及电参数传回信息中心。但是，井下一旦发生矿难，如:瓦斯爆炸、巷道坍塌、井下透水事故等极端事件时，所有的通讯信息将会中断，井下人员的生存信息、位置信息都成了信息盲点，这是目前矿难事故发生后，救护时间长、效率低、救护难的主要原因。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种有特殊功能的“救命矿灯”，当矿难发生时，通过该“救命矿灯”给处于矿难区域的井下作业人员及时提供更多的生存机会和救生通道信息，实现有效救护和优先救护。
[0004]本实用新型的理念是:一旦矿难发生时，怎样实现有效救护和优先救护呢？所谓“有效救护”，就是救“活的”;所谓“优先救护”，就是救“近”的和救“多”的。本实用新型的效能是:当检测到遭遇矿难的人员无生命体征时，可暂缓或放弃救护，做好厚待生者(家属)、告慰逝者(遇难人员)的工作；当检测到遭遇矿难的人员还有生命体征时，根据系统位置定位信息，快速决断，采取最有效的措施施救，从而赢得快速救护的时间。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]本实用新型是在普通矿灯的基础上，增加了人体体征探测装置和应激发射、透地通讯装置和微型发射装置。矿灯上并设有控制人体体征探测装置和应激发射、透地通讯装置及微型发射装置的SOS开关。
[0007]所述人体体征探测装置，系生命体征的探测传感器，是红外线传感器或太赫兹生物能量探测传感器，或红外线传感器和太赫兹生物能量探测传感器；其位于矿灯之贴近人体的部位，利于传感器接收最强的人体能量信息；
[0008]所述应激发射、透地通讯的装置，包括信息采集处理单元、超级储能变换器、应激发射单元、局部网络数据共享单元，这些元器件可以放置到一块电路板上或放置到不同电路板上，电路板安装在矿灯电池盒内；
[0009]所述信息采集处理单元，其作用是把传感器检测到的信号数据进行放大、整形、存储，为信息发射提供最准确及时的数据；
[0010]所述超级储能变换器，是由超级电容储能器件和DC/DC变换器进行高效电压变换，给应激发射单元提供足够的发射所需要的能量；
[0011]所述应激发射单元，由功率管、专用集成电路和阻容器件构成，具有开放式无线电波发射功能，其作用是将信息采集处理单元的信号按一定的发射模式和发射功率传送到通讯中继单元，再由中继单元将信息传送到矿山指挥中心；
[0012]所述局部网络数据共享单元，在每个矿灯内均由功率管、专用集成电路和阻容器件构成；
[0013]所述微型发射装置，具有开放式无线电波发射功能，位于矿灯电池盒内，用于矿灯间通讯。是矿灯自组网的功能单元，用于矿灯间通讯，其功率较小，通讯距离也较短，调试发射距离在30-50米，可实现传感器对此范围内的物体进行有效探测及数据归一化处理，能防止环境干扰造成的数据不准确性。这是因为，人只要活着，就会有红外线对外发射，如果只对一个人近距离监测，监测数据相对稳定，而当周边有人活动时，监测数据就会有很大波动，把波动的数值归一化(数值加权平均)就可以得到更真实的检测数据，过滤掉其他的干扰因素。将此数据与30cm (人体的肩宽、臀宽约50-60cm)内的探测数据进行比对，比对的过程就是数据归一化的过程；滤掉干扰，减少误判。同时，把时间数据引入生物能量判定，(所谓时间数据，比如一个小时以前的数据和现在的数据相比，如果人在这一个小时内死了，这个数据一定会有很大变化一因为探测不到人体生物体征了，从而一定程度上也会减少误判机会)。某一个矿灯发射的监测信号与该矿灯附近的其他矿灯之间数据共享，进行近距离通讯，构成局部网络数据共享单元；多个网络数据共享单元组成局部区域网络，此网络内每个矿灯都是一个发射和接收终端，各个终端之间进行微能量的短距离通讯。
[0014]本实施例之局部网络数据共享单元，每次载波信息发射时长为1-3秒，功率达5W-8 W或更高，每5-10分钟发射一次；矿难现场矿灯轮流发射；载波发射频率在5-30赫兹之间；载波信息有效传输距离为50-100米之间。
[0015]所述载波的发射天线是矿灯帽线，长度1.5米左右。
[0016]传统矿灯在与外界通讯时的组网通讯一般使用CDMA或GSM网络，组网简单、中继设备配套容易。但是，在极端矿难发生时，以上网络功能会瞬间失去作用。为此，本实用新型的解决方案是:启用应急通讯手段:在矿灯上设有S0S开关，一旦启动这个开关，矿灯内部的生命体征探测传感器、信息采集处理单元、超级储能变换器、应激发射单元、局部网络数据共享单元将全部进入工作状态(注:这些单元工作起来耗能较大，故正常情况下这些单元处于待机状态)，即，采用中短距离透地通讯技术，其方法是:每个矿灯都是一个独立的发射体。这时，矿灯由于启动了 S0S开关，就具备了向外发射矿灯探测到的所有信息功能，可以不断的发射相关信息。这些信息通过应激发射单元这个端口和天线(灯线)发射出去。矿灯之间可以相互通讯。每次载波信息发射时长为1秒左右，功率可达5W或更高(可调节)，每5-10分钟发射一次，为节约能耗，可实现在场矿灯轮流发射；载波发射频率在5-30赫兹之间调整；载波的发射天线是矿灯帽线(长度约1.5米)；载波信息有效传输距离选择50-100米之间一因为矿山巷道距离间隔大都在50?100米内。
[0017]该救命矿灯的原理在于:通常一条巷道发生矿难时，仅仅是在局部发生，相邻的其他巷道及通讯等大部分正常。应急透通讯是在非常时期启用的应急手段，它在非常时期只要完成中短距离(巷道间)有效通讯，完成应急数据(位置和生命体征)传输，就能解决矿难造成的通讯盲点问题。应急透地通讯的通讯规约、协议符合井下常规通讯组网协议，这样矿难发生时就能完全满足应急通讯需要。
[0018]鉴于一般矿灯所携带的电池，由于自身内阻和放电保护限制，不可能满足载波信息发射功率的要求。为此，本实用新型在矿灯里采用人工启动应急发射系统，该系统采用的电能储备部件是特种超级电容，该特种超级电容有极低的内阻(1_3πιΩ )，在5-6V输出电压时，瞬间可以输出几百安培以上的电流。通过DC/DC变换系统，就可以在瞬间释放几瓦甚至几十瓦的发射功率。由于发射时间极短，所以每次发射的总能耗不是很大，同时由于矿灯间的数据能够共享，可以让现场的救命矿灯按程序轮流发射信息，节约能源，延长工作时间，为信息传输争取宝贵的时间。
[0019]下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0020]图1.本实用新型实施例之救命矿灯的电路原理图；
[0021]图2.本实用新型实施例之传输流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]实施例:一种煤矿井下的救命矿灯
[0023]图1显示本实施例之救命矿灯的电路原理图