[发明专利]一种井下矿难生命迹象检测与定位系统

摘要

本发明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。

主权项

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。