[實用新型]一種有源天線

有效

• 申請號: 201420362012.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN204009097U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 王恩元;李琳
• 申請（專利權）人: 徐州福安科技有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 晏榮府

技術領域

本實用新型涉一種天線，具體是一種有源天線。

背景技術

在礦山條件下，隨著采掘深度的加深和產量的不斷增加，煤巖動力災害有增加的趨勢。煤巖動力災害主要包括煤與瓦斯突出，沖擊地壓及大面積頂板垮落等具有動力特征表現的煤礦災害，而在此過程中會伴隨著電磁輻射信號的產生。電磁輻射是煤巖體受載變形破裂過程中向外輻射電磁能量的過程，與煤巖體的受載程度及變形破裂過程密切相關。

發明專利“煤巖動力災害實時監測預報裝置及預報方法”（ZL200410065793.1）可以連續不間斷遠程監測，并可與KJ煤礦安全監測系統相連，但最大傳輸距離僅為2km，無法傳輸煤巖電磁輻射原始信號，且體積較大。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種有源天線，能夠實現井下遠距離實時監測煤巖體釋放的電磁輻射信號，不受空間制約，最大傳輸距離：10km。

本實用新型示意如下技術方案實現的：一種有源天線，包括用于采集煤巖體在變形或破裂過程中釋放的電磁輻射信號的無源天線單元，與無源天線單元連接對接收到的信號進行放大，并將信號放大后的信號傳輸到信號轉換單元的信號放大單元，所述的信號轉換單元連接通訊電纜，將電壓信號轉換為電流信號；將所述的無源天線單元、信號放大單元以及信號轉換單元安裝在一個非金屬殼體內，非金屬殼體的一端安裝有底蓋，另一端安裝有端蓋，在非金屬殼體的內壁設有一屏蔽層，在屏蔽層的長度方向設有開口。

本實用新型的有益效果是：能夠實現井下遠距離實時監測煤巖體釋放的電磁輻射信號，不受空間制約，最大傳輸距離為10km；結構簡單體積小巧，安裝、移動方便，無需打鉆，不影響生產，能夠實現對煤巖動力災害進行有效監測。

附圖說明

圖1是本實用新型有源天線的原理框圖；

圖2是掘進工作面有源天線布置結構示意圖；

圖3是回采工作面有源天線布置結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種有源天線有一用于采集煤巖體在變形或破裂過程中釋放的電磁輻射信號的無源天線單元，與無源天線單元連接對接收到的信號進行放大，并將信號放大后的信號傳輸到信號轉換單元的信號放大單元，所述的信號轉換單元連接通訊電6，將電壓信號轉換為電流信號；將所述的無源天線單元、信號放大單元以及信號轉換單元安裝在一個非金屬殼體2內，非金屬殼體2的一端安裝有底蓋1，另一端安裝有端蓋5，在非金屬殼體2的內壁設有一屏蔽層4，沿屏蔽層的長度方向設有開口3，通訊電纜終端連接具有高速采集電流信號功能的接收機或分站。

其中，所述無源天線單元為磁棒接收天線。所述信號轉換單元采用XTR101芯片，將電壓信號轉換為4～20mA的電流信號。所述的信號放大單元采用INA118芯片。所述非金屬殼體和端蓋采用超高分子量聚乙烯制作，表面阻抗不大于1×10⁹Ω，符合GB3836.1-2010《爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求》對非金屬外殼的要求。所述的底蓋采用銅制作。所述的屏蔽層為一0.2mm厚的銅皮，所述的開口寬度為5mm，根據殼體的形狀，把銅皮卷起來，中間留有5mm的開口就行；屏蔽層上的開口可使天線主要接收正前方區域的電磁輻射信號，所述傳輸電纜使用MHYV或MHYVP系列礦用阻燃通訊電纜（具有防爆合格證和MA標志），導線截面積不小于1.5mm2。

使用時，用固定可伸縮可旋轉支架固定好天線，或將天線用軟皮包吊掛。有源天線屏蔽層開口朝向含氣煤巖砼的被監測區域，使有源天線的軸向垂直于被測煤巖砼的外表面，有源天線置于被測區域的中心，距離煤巖體表面小于1米。根據應用地點的不同，主要有以下兩種布點方法：

掘進工作面有源天線布置如圖2所示，一般布置三個測點，分別設于掘進工作面左側、中央和右側，有源天線底蓋分別朝向巷道左前方、正前方和右前方，距離煤巖壁1m，屏蔽層開口朝向頂板。

回采工作面有源天線布置如圖3所示，可在工作面和順槽內每隔10m～20m布置一測點，有源天線底蓋朝向煤壁，屏蔽層開口朝向頂板。對于嚴重危險的區域應盡量多布置測點，具體選擇測點時可根據信號強弱、回采面實際狀況等確定有源天線位置及數量。

有源天線系按照GB 3836.1-2010《爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求》、GB 3836.4-2010《爆炸性環境 第4部分：由本質安全型“i”保護的設備》、MT209-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求》等國家和行業標準制造，可用于I類（煤礦井下）爆炸性危險環境。