Спосіб функціонування радіомаяка і пошукового обладнання при пошуку постраждалих під завалами

Спосіб функціонування радіомаяка і пошукового обладнання при пошуку постраждалих під завалами, що включає випромінювання і прийом низькочастотних коливань, який відрізняється тим, що спочатку за допомогою першого низькочастотного генератора протягом деякого короткого проміжку часу t1 генерують безперервні низькочастотні коливання з частотою f1, причому ці коливання подають на клеми першої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником і випромінюють тим самим змінне магнітне поле з частотою f 1 протягом короткого проміжку часу t1, при цьому першу котушку з феромагнітним сердечником пристрою активації розташовують в безпосередній C2 2 UA 1 3 пальнях в комплексі "Талнах", яка містить: контролери, зчитувачі системи позиціювання, випромінюючий кабель, сервер системи позиціювання, програмне забезпечення системи (У журналі "Устаткування для підприємств ПЕК". № 8, М., 2006 р., опубл. 10.08.2006). Проте позиціювання об'єктів (персоналу і транспортних засобів) за цими системами здійснюється з точністю, обумовленою дискретністю установки зчитувачів системи позиціювання і реально складає 100-200 м. Крім того, система працює лише в межах прямої видимості об'єкта позиціювання і зчитувача і практично непридатна в разі виникнення обвалу гірської породи, що є непереборною перешкодою для радіосигналів з прийнятими в описаних системах довжинами хвиль. Найбільш близькими до винаходу належать способи пошуку постраждалих під завалами, які описані в патентах України № 86558. Бюл. № 8 від 27.04.2009, № 87642. Бюл. №14 від 27.07.2009, № 90071 і № 90072. Бюл. № 6 від 25.03.2010. За цими способами визначення місця розташування персоналу шахти під завалами, кожного працівника шахти забезпечують радіомаяком, а пошукову групу забезпечують пристроєм активації радіомаяків і пристроями пошуку. При цьому, до складу пристрою активації вводять: перший генератор першої низької частоти, першу нерухому котушку з феромагнітним сердечником. До складу радіомаяка вводять: нерухомі другу і третю котушки з феромагнітними сердечниками, вузькосмуговий підсилювач першої низької частоти, детектор несучої, пороговий пристрій, другий генератор другої низької частоти. Склад пошукових пристроїв варіюється залежно від вирішуваних задач. За описаними способами задача вирішується завдяки тому, що спочатку генерують безперервні низькочастотні коливання з частотою f1, причому ці коливання подають на клеми першої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником і випромінюють тим самим змінне магнітне поле з частотою f1. Першу котушку з феромагнітним сердечником розташовують в безпосередній близькості від передбачуваного об'єкта пошуку. Змінне магнітне поле з частотою f1, що випромінюється першою котушкою з електромагнітним сердечником, уловлюють другою нерухомою котушкою з феромагнітним сердечником, яку встановлюють у радіомаяку об'єкта пошуку. Сигнал, що знімається з клем другої котушки з феромагнітним сердечником, підсилюють у вузькій смузі частот, випрямляють і оцінюють його рівень. При перевищенні випрямленим сигналом постійного струму деякого порогового рівня починають генерувати безперервні низькочастотні коливання з частотою f2, які подають на клеми третьої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником, яку також розташовують в радіомаяку об'єкта пошуку, і випромінюють тим самим змінне магнітне поле з частотою f2. Змінне магнітне поле з частотою f2, що випромінюють третьою нерухомою котушкою з феромагнітним сердечником, уловлюють котушками з феромагнітними сердечниками пошукових пристроїв, і вирішують задачу пошуку радіомаяка або людини, що знаходиться під завалом гірської породи. 94533 4 Проте описані способи пошуку постраждалих під завалами мають деякий недолік, пов'язаний з тим, що в радіомаяку використовують дві нерухомі котушки з феромагнітним сердечником і використовують різні частоти прийому і випромінювання f1 і f2. З одного боку це ускладнює конструкцію радіомаяка і робить його вартість вище. З іншого боку одночасна робота радіомаяка на прийом і передачу зв'язана з певними труднощами, пов'язаними зі взаємним впливом приймальної та передавальної котушок одна на одну, враховуючи, що котушки знаходяться в безпосередній близькості одна відносно одної. Це призводить, у свою чергу, також до ускладнення конструкції і підвищення вартості радіомаяка. Крім того, постійне випромінювання змінного магнітного поля пристроєм активації пов'язане з істотним споживанням енергії, що у свою чергу небажано, оскільки абсолютно очевидно, що пошукові заходи здійснюються при автономному живленні пошукового обладнання. У той же час украй необхідно ефективно вирішувати задачу пошуку постраждалих під завалами, забезпечивши кожного працівника шахти не дорогим, але надійним радіомаяком. Враховуючи, що час пошуку може займати від декількох годин до декількох діб, зниження споживання енергії пристроєм активації істотно збільшить ефективність пошуку постраждалих під завалами, що дозволить скоротити число смертей серед персоналу вугільних шахт. В основу винаходу поставлено задачу спрощення конструкції радіомаяка і зниження споживання енергії пристроєм активації. Воно вирішується завдяки тому, що спочатку за допомогою першого низькочастотного генератора протягом деякого короткого проміжку часу t1 генерують безперервні низькочастотні коливання з частотою f1, причому ці коливання подають на клеми першої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником і випромінюють тим самим змінне магнітне поле з частотою f1 протягом короткого проміжку часу t1, при цьому першу котушку з феромагнітним сердечником пристрою активації розташовують в безпосередній близькості від передбачуваного об'єкта пошуку, при цьому змінне магнітне поле з частотою f1 уловлюють другою нерухомою котушкою з феромагнітним сердечником, яку встановлюють в радіомаяку об'єкта пошуку, після чого сигнал, що знімається з клем прийому другої котушки з феромагнітним сердечником, підсилюють у вузькій смузі частот, випрямляють і оцінюють його рівень, причому при перевищенні випрямленого сигналу постійного струму деякого порогового рівня за допомогою другого низькочастотного генератора протягом деякого тривалого проміжку часу t2 генерують безперервні низькочастотні коливання з частотою f2, які подають на клеми збудження тієї ж другої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником радіомаяка, при цьому відмикають в радіомаяку тракт посилення і обробки сигналів з частотою f1 на тривалий проміжок часу t2 і випромінюють тим самим змінне магнітне поле з частотою f2 протягом тривалого проміжку часу t2, при цьому безперервні низькочастотні сигнали, які 5 виробляють першим і другим низькочастотними генераторами, роблять близькими за частотою, чим забезпечують можливість роботи другої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником однаково ефективно на обох частотах f1 і f2, при цьому після закінчення тривалого проміжку часу t2, знов протягом короткого проміжку часу t1 пристроєм активації випромінюють змінне магнітне поле з частотою f1, а потім, упродовж тривалого проміжку часу t2, знов здійснюють пошукові заходи і так продовжують до тих пір, поки всі пошукові заходи не будуть завершені в повному обсязі. Порівняння винаходу з вже відомими способами і прототипом показує, що спосіб, який заявляється, виявляє нові технічні властивості, що полягають в можливості істотно спростити конструкцію радіомаяка і істотно скоротити споживання енергії пристроєм активації. Ці властивості винаходу є новими, оскільки в способі-прототипі, через властивий йому недолік, що полягає в наявності двох котушок із феромагнітним сердечником в радіомаяку, конструкція радіомаяка виявляється досить складною. Безперервне випромінювання змінного магнітного поля пристроєм активації передбачає істотне споживання енергії від автономного джерела живлення пошукового обладнання, що скорочує термін його безперервної роботи, знижуючи ефективність пошуку постраждалих під завалами. Крім того, безперервний прийом змінного магнітного поля на одній частоті і безперервне випромінювання змінного магнітного поля на іншій частоті, при тому, що випромінююча і приймаюча котушки з феромагнітними сердечниками знаходяться в безпосередній близькості одна відносно одної, додатково ускладнює конструкцію радіомаяка, оскільки в цьому випадку необхідно забезпечити розв'язку приймальних та передавальних трактів. У пропонованому способі пошуку людей під завалами гірських порід кожну людину з числа персоналу шахти забезпечують радіомаяком. В разі аварії пошук постраждалих здійснює спеціальна група рятувальників, яку забезпечують пошуковим обладнанням, що складається з пристрою активації і пошукових пристроїв. Пристрій активації призначений для випромінювання змінного магнітного поля з частотою f1. Складається пристрій активації з таймера, генератора безперервних низькочастотних коливань з частотою f1 необхідної потужності і нерухомої котушки з феромагнітним сердечником. При цьому генератор безперервних низькочастотнихколивань з частотою f1 необхідної потужності вмикають на деякий нетривалий проміжок часу t1. Розташовують пристрій активації в безпосередній близькості від місця проведення рятувальних заходів. Потужність випромінювання змінного магнітного поля має бути достатньою для того, щоб це змінне магнітне поле можна було б прийняти радіомаяками, що знаходяться в зоні проведення рятувальних заходів. У кожному з радіомаяків це змінне магнітне поле приймають котушкою з феромагнітним сердечником, підсилюють і оцінюють його рівень. При перевищенні цим рівнем деякого порогового значення в радіомаяку на деякий тривалий, але кінцевий проміжок часу 94533 6 t2 включають генератор безперервних низькочастотних коливань з частотою f1, який підключений до тієї ж самої котушки з феромагнітним сердечником радіомаяка з боку її виводів збудження, тобто здійснюють активацію радіомаяка. У радіомаяку тракт прийому і обробки сигналів з частотою f 1 на проміжок часу t2 відключають. При цьому безперервні низькочастотні сигнали, які виробляють першим і другим низькочастотними генераторами, роблять близькими по частоті, які можуть бути в принципі навіть рівними за значенням, чим забезпечують можливість роботи другої нерухомої котушки з феромагнітним сердечником однаково ефективно на обох частотах f1 і f2. Протягом тривалого проміжку часу t2, випромінюють змінне магнітне поле з частотою f2. Це змінне магнітне поле з частотою f2, уловлюють котушками пошукових пристроїв і здійснюють пошукові заходи протягом проміжку часу t2. Якщо за цей проміжок часу t2 пошукові заходи завершити не вдається, то знов на короткий проміжок часу t1 включають пристрій активації, після чого протягом проміжку часу t2 здійснюють пошукові заходи. Таку послідовність дій продовжують доти, поки всі пошукові заходи не завершать в повному обсязі. Вказаний спосіб функціонування маяка і пошукового обладнання при пошуку постраждалих під завалами можна реалізувати за допомогою пристрою, приведеного на кресленні. Пристрій складається з пристрою активації, радіомаяка і пристрою пошуку і містить генератори низькочастотних коливань 1 і 2, нерухомі котушки з феромагнітними сердечниками 3 і 4, вузькосмуговий підсилювач низькочастотних сигналів 5, випрямляч 6, пороговий пристрій 7, таймери 8 і 9, пошукові пристрої 10. Генератор низькочастотних коливань 1, таймер 8 і нерухома котушка з феромагнітним сердечником 3 утворюють пристрій активації. Нерухома котушка з феромагнітним сердечником 4, вузькосмуговий підсилювач низькочастотних сигналів 5, випрямляч 6, пороговий пристрій 7, таймер 9 і генератор низькочастотних коливань 2 утворюють радіомаяк. Вихід таймера 8 з'єднаний з входом управління генератора низькочастотних коливань 1, вихід якого з'єднаний з виводами нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 3, при цьому приймальні виводи нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 4 з'єднані з сигнальним входом вузькосмугового підсилювача низькочастотних сигналів 5, вихід якого з'єднаний з входом випрямляча 6, вихід якого з'єднаний з входом порогового пристрою 7, вихід якого з'єднаний з входом управління таймера 9, при цьому вихід таймера 9 з'єднаний з входом управління низькочастотного генератора 2 і з входом управління вузькосмугового підсилювача низькочастотних сигналів 5, при цьому вихід низькочастотного генератора 2 з'єднаний з виводами збудження нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 4. Працює пристрій, що реалізовує спосіб функціонування маяка і пошукового обладнання при пошуку постраждалих під завалами, таким чином. Відомим способом запускають таймер 8. Таймер 8 вмикає генератор низькочастотних коливань 7 94533 1 на деякий короткий проміжок часу t1, після закінчення якого він його вимикає. Генератор низькочастотних коливань 1 протягом часового інтервалу t1 формує низькочастотні коливання з частотою f1 необхідної потужності, які збуджують за допомогою нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 3 змінне низькочастотне магнітне поле з частотою f1. Це змінне низькочастотне магнітне поле уловлюють нерухомою котушкою з феромагнітним сердечником 4, яка входить до складу радіомаяка. Сигнал з приймальних виводів цієї нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 4 подають на сигнальний вхід вузькосмугового підсилювача низькочастотних сигналів 5, який також входить до складу радіомаяка, де прийнятий сигнал підсилюють у вузькій смузі частот, відокремлюючи його від індустріальних завад, і подають на випрямляч 6, що входить до складу радіомаяка. Випрямлений сигнал подають на вхід порогового пристрою 7, що входить до складу радіомаяка. При перевищенні прийнятим, посиленим і випрямленим сигналом деякого порогового рівня, пороговий пристрій спрацьовує і запускає таймер 9, який на деякий тривалий проміжок часу t2 включає генератор безперервних низькочастотних коливань 2, що входить до складу радіомаяка, і вимикає вузькосмуговий підсилювач низькочастотних сигналів 5. Цей генератор безперервних низькочастотних коливань 2 збуджує за допомогою тієї ж Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 8 нерухомої котушки з феромагнітним сердечником 4, що входить до складу радіомаяка, змінне низькочастотне магнітне поле з частотою f2 заданої інтенсивності. Це змінне низькочастотне магнітне поле з частотою f2, протягом тривалого проміжку часу t2 уловлюють котушками пошукових пристроїв 10 і здійснюють пошукові заходи згідно зі способом, описаним в патентах України № 86558, № 87642, № 90071 і № 90072. Після закінчення проміжку часу t2 таймер 9 вимикає генератор безперервних низькочастотних коливань 2 і знов вмикає вузькосмуговий підсилювач низькочастотних сигналів 5. Якщо за часовий інтервал t2 не вдається завершити пошукові заходи, знов запускають таймер 8 і процес повторюють доти, поки не завершать пошукові заходи в повному обсязі. Народногосподарський ефект від використання винаходу пов'язаний зі зниженням споживання енергії пошуковим обладнанням, що збільшує термін його автономної роботи. При цьому з'являється можливість вживати рятувальні заходи стільки часу, скільки потрібно, і забезпечити, тим самим, збереження життя людей у кращому разі, у найгіршому випадку є можливість відшукати тіла людей, вже загиблих внаслідок аварії. Інший аспект підвищення ефективності пов'язаний із спрощенням конструкції радіомаяка і, як наслідок, зменшення його вартості і підвищення його надійності. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601