一种无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线电波透视发射机及包含该发射机坑透仪，该无线电波透视发射机包括控制模块、人机界面、发射模块和发射天线，还包括与所述控制模块电连接的同步模块。其中同步模块具有至少一个同步接口，或具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口；发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与所述发射模块相连的发射接口。本实用新型还公开了包含该发射机的坑透仪，该坑透仪包括至少一个无线电波透发射机，发射机之间通过同步模块相连同步工作。本实用新型的发射机通过同步发射，既满足矿用坑透仪安全标准，也提高了发射机发射的场强，提高了无线电波透视距离，穿透性更好，适用范围更广。
【专利说明】一种无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于矿井勘探【技术领域】，尤其涉及一种无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪。
【背景技术】
[0002]在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或矿物的工作空间称为回采工作面或简称为采场。煤矿或矿床回采工作面回采过程中，断层、煤层变薄区、陷落柱、富水区等地质异常体，影响回采工作面的回采进度和安全生产，通常在回采前需要对回采工作面进行坑透探测，来查清回采工作面内地质异常体赋存情况。
[0003]其中无线电波透视方法是广泛应用的探测方法之一，无线电波在回采工作面内传播时，遇到断层、煤层厚度变化区、陷落柱、富含水区等地质异常区时，因传播介质不同，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等，无线电波的能量就会明显减弱。对在回采工作面另一面接收到的无线电波进行分析便能分析该回采工作面的内部构造及其异常特征。
[0004]现有技术中的无线电波透视技术中，常在回采工作面的巷道里设置无线电波透视发射机，在回采工作面的另一边的巷道里设置无线电波透视接收机。其中，现有技术的无线电波透视发射机，如图1所示，包括控制模块、人机界面、发射模块和发射天线，该控制模块根据人机界面接收的操作指令，控制发射模块发送无线信号。启动无线电波透视发射机和接收机，无线电波透视发射机将一定频率的无线电波通过发射天线发射，无线电波在回采工作面中传播，无线电波透视接收机接收穿过回采工作面的无线电波信号，并对接收到的无线电波信号进行分析。
[0005]采用上述结构的无线电波透视发射机，存在以下缺点:该类无线电波透视设备在回采工作面宽度大于150米的时候，应用效果较差，制约了无线电波透视技术的推广应用。存在问题的原因主要为:目前无线电波透视发射机的发射电流、电压和发射功率受到矿用坑透仪安全标准的限制，因而发射场强强度受到限制。工作面较宽时，在一条巷道无线电波透视发射机发射的无线电波信号，另一条巷道的无线电波透视接收机接收的无线电波信号较弱或者接受不到无线电波透视发射机发射的无线电波信号。因此，导致探测的精度和准确性不高。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就是提供一种无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪，既符合矿用坑透仪安全标准，又可以提高无线电波透视距离，以提高透视探测能力和预报的准确率，指导矿井工作面更安全地生产，也可以加快回采进度。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下:
[0008]一种无线电波透视发射机，包括控制模块、人机界面、发射模块和发射天线，所述无线电波透视发射机还包括与所述控制模块电连接的同步模块。
[0009]本实用新型的一种实现方式，所述同步模块具有至少一个同步接口，所述无线电波透视发射机还包括一个与所述控制模块相连的主从设置开关，用于设置所述无线电波透视发射机为主发射机或从发射机。采用这种方式的无线电波透视发射机，可以通过主从设置开关设置自己为主发射机或从发射机，主发射机通过通信线可以连接一个或多个从发射机，发出同步信号控制相连的多台从发射机同步发射无线电波。
[0010]本实用新型的另一种实现方式，所述同步模块具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口。采用这种方式的无线电波透视发射机，通过接收同步接口接收来自主发射机发送同步接口的同步信号，并通过发送同步接口发出同步信号接入下级从发射机的接收同步接口，实现发射机之间的级联，同步发射无线电波。
[0011]本实用新型所述发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与所述发射模块相连的发射接口。
[0012]本实用新型还提出了一种坑透仪，包括无线电波透视接收机，所述坑透仪包括至少一个无线电波透发射机，所述无线电波透视发射机包括控制模块、人机界面、发射模块和发射天线，以及与所述控制模块电连接的同步模块。
[0013]本实用新型的一种实现方式，所述同步模块具有至少一个同步接口，所述无线电波透视发射机还包括一个与所述控制模块相连的主从设置开关，用于设置所述无线电波透视发射机为主发射机或从发射机，所述无线电波透视发射机的同步模块之间通过通信线相连。
[0014]本实用新型的另一种实现方式，所述同步模块具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口，所述无线电波透视发射机中作为主发射机的同步模块的发送同步接口通过通信线连接作为从发射机的无线电波透视发射机的同步模块的接收同步接口。
[0015]所述发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与所述发射模块相连的发射接口。
[0016]当作为主发射机的无线电波透视发射机发射时可以通过通信线控制作为从发射机的无线电波透视发射机发射等频率、等振幅和等相位的无线电波，停止发射时主发射机和从发射机也同步停止发射。
[0017]本实用新型提出的无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪，每个无线电波透视发射机内设置有同步模块，可用于同步多个无线电波透视发射机同时使用，从而提高发射的无线电波的强度，无线电波透视距离增大，既可以满足矿用坑透仪安全标准，也提高发射机发射的场强，从而在接收机上获取更高的发射信号穿透的场强值H，提高信噪比，更好地反映煤岩层对电磁波信号的吸收，提高了无线电波透视距离。本实用新型无线电波透视发射机及包含该发射机的坑透仪具有良好的应用效果，可推广性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的无线电波透视发射机的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的无线电波透视发射机的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型的主、从发射机连接关系示意图；
[0021]图4为本实用新型的主发射机的电流信号示意图；
[0022]图5为本实用新型的从发射机的电流信号示意图；
[0023]图6为本实用新型的主、从发射机同步工作的等效电流信号示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本实用新型的限定。
[0025]如图2所示，本实用新型的无线电波透视发射机(以下简称发射机)，包括控制模块、人机界面、发射模块、发射天线和同步模块，各模块间电连接。
[0026]操作人员通过操作人机界面向控制模块发送操作指令，该控制模块接收来自人机界面的操作指令控制发射模块发送发射无线电波信号，该发射天线用于将无线电波信号发送出去。
[0027]同步模块发送或接收同步信号，以实现两个或多个无线电波透视发射机的同步工作，在同步工作时，多个同步工作的无线电波透视发射机中有一个为主发射机，其他为从发射机。
[0028]根据同步模块的接口不同，以下通过两个实施例进行详细说明:
[0029]实施例一、同步模块具有至少一个同步接口，主、从发射机的同步接口之间通过通信线连接。
[0030]该同步接口具有发射同步信号和接收同步信号的功能，并且无线电波透视发射机具有主从设置开关，主从设置开关与控制模块相连，用于设置本发射机作为主发射机还是从发射机。当设置为主发射机时，控制模块控制同步模块发送同步信号；而设置为从发射机的同步模块接收同步信号，控制模块根据同步信号控制发射模块与主发射机同步工作。
[0031]实施例二、同步模块具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口，主发射机的发送同步接口与从发射机的接收同步接口通过通信线相连。
[0032]采用这种方式的无线电波透视发射机，发送同步信号的发射机为主发射机，而接收同步信号的发射机为从发射机，从发射机通过接收同步接口接收来自主发射机发送同步接口的同步信号，同步发射无线电波。
[0033]由于本实施例中同步模块具有接收同步接口和发送同步接口，因此发射机之间还可以通过级联的方式，级联多个发射机，上级发射机通过发送同步接口发出同步信号接入下级从发射机的接收同步接口，实现发射机之间的级联，同步发射无线电波。
[0034]对于多个发射机同步工作，其对应的发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与发射模块相连的发射接口。对于具有两个发射线圈的发射天线，其接收主、从发射机发射模块的无线电波信号，通过发射天线发射出去。
[0035]一般的坑透仪包括无线电波透视发射机和无线电波透视接收机，本实用新型采用上述无线电波透视发射机的坑透仪，可以几个发射机同步工作，本实施例以两个发射机为例来进行说明，同步工作的发射机连接关系如图3所示，从发射机的同步模块接收来自主发射机的同步信号，与主发射机同步发射无线电波信号。当主发射机停止时，从发射机也同步停止发射。
[0036]另外，为了实现主、从发射机发送的无线电波有效的叠加，主、从发射机的发射天线需要重叠放置，也可以将两个发射线圈封装在一起，组成一个发射天线，分别有发射接口与主、从发射机的发射模块相连。
[0037]主、从发射机同步发射的工作原理描述如下:
[0038]如图4、图5所示，主发射机和从发射机发射的电磁波信号频率V相同、振幅Ici相同和初始相位Φ。相同。主发射机发射的交流电流A zhcosOi + A)，从发射机发射的交流电流Z2 =/(、eos(M + %)，如图6所示，两台无线电波透视发射机发射电磁场的等效电流
I = A + 11 =2/,, cos(ft>/ + )。可以看出，两台无线电波透视发射机同步发射的交变的电磁场也是等振幅、等频率和等相位的，两台无线电波透视发射机同步发射出的合场强是单台无线电波透视发射机的2倍，能量是单台无线电波透视发射机发出的2倍。
[0039]相对应的，本实施例坑透仪中的无线电波透视接收机接收到的感应电动势是单发射机的2倍，更加有利于长距离的透视，穿透性更好，适用范围更广。
[0040]显然本实用新型的坑透仪通过设置两个或者多个无线电波透视发射机，可成倍增加无线电波的场强，避免接收机接收的无线电波信号较弱或者接受不到发射机发射的无线电波信号，但不改变单个无线电波透视发射机的功率，满足矿用坑透仪安全标准。
[0041]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种无线电波透视发射机，包括依次连接人机界面、控制模块、发射模块和发射天线，其特征在于，所述无线电波透视发射机还包括与所述控制模块电连接的同步模块。
2.根据权利要求1所述的无线电波透视发射机，其特征在于，所述同步模块具有至少一个同步接口，所述无线电波透视发射机还包括一个与所述控制模块相连的主从设置开关，用于设置所述无线电波透视发射机为主发射机或从发射机。
3.根据权利要求1所述的无线电波透视发射机，其特征在于，所述同步模块具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口。
4.根据权利要求1所述的无线电波透视发射机，其特征在于，所述发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与所述发射模块相连的发射接口。
5.一种坑透仪，包括无线电波透视接收机，其特征在于，所述坑透仪还包括至少一个无线电波透发射机，所述无线电波透视发射机包括控制模块、人机界面、发射模块和发射天线，以及与所述控制模块电连接的同步模块。
6.根据权利要求5所述的坑透仪，其特征在于，所述同步模块具有至少一个同步接口，所述无线电波透视发射机还包括一个与所述控制模块相连的主从设置开关，用于设置所述无线电波透视发射机为主发射机或从发射机，所述无线电波透视发射机的同步模块之间通过通信线相连。
7.根据权利要求5所述的坑透仪，其特征在于，所述同步模块具有一个接收同步接口和至少一个发送同步接口。
8.根据权利要求5所述的坑透仪，其特征在于，所述发射天线具有至少两个发射线圈，每个发射线圈具有一个与所述发射模块相连的发射接口。
【文档编号】G01V3/30GK203981902SQ201420334873
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】肖玉林, 吴荣新, 张平松, 胡雄武, 付茂如 申请人:安徽理工大学