一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法

技术特征：
1.一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，包括地面上位机、井下通信网络、通信网络手持终端、监测点、用于提供动力的井下风管和电磁阀，其特征在于：所述监测点包括有控制箱，所述控制箱的内侧设置有通信模块，所述通信模块、地面上位机和通信网络手持终端均与井下通信网络相连接，所述监测点还包括有第一天线和第二天线，一个所述第一天线和一个所述第二天线构成一组，所述第一天线和第二天线共有两组，且一组为水平设置，另一组为垂直设置，任意一组中的所述第一天线和第二天线的转动轴均处在同一条直线上，任意一组中的所述第一天线和第二天线均朝向需要监测的方向，所述第一天线和第二天线均为磁棒天线；所述控制箱的内侧设置有信号采集处理器、电磁强度分析模块、脉冲次数分析模块、存储模块和电源模块，信号采集处理器用于采集和处理第一天线和第二天线获取的电磁辐射信号；电磁强度分析模块用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的强度；脉冲次数分析模块用于分析和处理信号采集处理器获得的电磁波的脉冲次数；存储模块用于记录和存储获取的电磁辐射信号。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述监测点上还包括有高压气瓶，所述高压气瓶与井下风管通过管道和电磁阀相连通，所述高压气瓶和控制箱的外侧均套设有屏蔽铜网。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述监测点还包括有支撑架，所述支撑架的顶端内侧转动连接有转盘，所述转盘的内侧固定连接有第一气动马达和减速机，所述第一气动马达的输入端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通，所述第一气动马达的主轴末端与减速机的输入端固定连接，所述减速机的输出端固定连接有转轴，所述转轴与第二天线的中央位置处固定连接。4.根据权利要求3所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述转盘的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆的中间段呈“u”型状设置，所述连接杆的前端一侧呈“f”状设置，所述连接杆是由木质材质制成，所述连接杆的前端内侧转动连接有第一天线，所述连接杆的一侧固定连接有传动箱，所述第一天线的转动轴外侧固定连接有限位板，所述限位板的外侧与传动箱的外侧滑动连接，所述连接杆的内侧连通有橡胶管，所述传动箱的内侧转动连接有侧锥齿轮、下锥齿轮和上锥齿轮，所述下锥齿轮和上锥齿轮均与侧锥齿轮相啮合，所述下锥齿轮的一侧中央位置处与转轴的一端固定连接。5.根据权利要求4所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述传动箱的一端内侧开设有滑腔，所述滑腔的内侧固定连接有限位杆，所述滑腔的内侧滑动连接有卡合板，所述限位杆的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与卡合板的一侧和传动箱的一端内侧相连通，所述卡合板的内侧设置有内六角，所述卡合板的两侧开设有限位孔，所述限位孔的内侧与限位杆的外侧滑动连接，所述上锥齿轮的一侧和第一天线的转动轴一端固定连接有外六角，所述外六角与内六角的大小相匹配，当所述卡合板向一侧运动时，所述卡合板与位于上锥齿轮上的外六角相分离。6.根据权利要求5所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述传动箱的一端内侧连通有气道，所述气道与滑腔的底端内侧相连通，所述滑腔的底端内侧还连通有缓慢释压阀，所述滑腔的顶端内侧与外界相连通，所述气道与连接杆内侧的橡胶管相连通，所述橡胶管的一端通过管道和电磁阀与高压气瓶的内侧相连通。7.根据权利要求6所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在
于：所述支撑架上设置有第二气动马达，所述第二气动马达的主轴末端固定连接有转轮，所述转轮的外侧与转盘的外侧相贴合。8.根据权利要求7所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置，其特征在于：所述监测点还包括有音调一高一低的第一汽笛和第二汽笛，所述第一汽笛和第二汽笛均通过管道和电磁阀与高压气瓶相连通，所述第一汽笛由电磁强度分析模块进行控制，所述第二汽笛由脉冲次数分析模块进行控制。9.根据权利要求8所述的一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置的使用方法，其特征在于：通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，监测得到的信息由信号采集处理器进行采集，设置的电磁强度分析模块和脉冲次数分析模块分别用于分析和处理信号采集处理器中获得的电磁波的强度和电磁波的脉冲次数；具体步骤包括：步骤1，第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射，第一气动马达上的电磁阀打开，第一气动马达转动，经过减速机减速后带动转轴转动，转轴的转动带动第一天线转动，同时转轴带动下锥齿轮转动，下锥齿轮带动侧锥齿轮转动，侧锥齿轮带动上锥齿轮转动，锥齿轮转动并通过外六角、卡合板带动第二天线反方向转动，实现对第一天线和第二天线以相反方向的角度转动；步骤2，第一天线和第二天线中的任意一个监测到较强的电磁辐射之后，第二天线会首先将角度转动到该变化的磁场源，进行持续监测，第一天线继续转动的同时对周围环境监测，确定是否有其他的磁场源，当确定只有一个变化的磁场源后，第一天线与第二天线平行，同步接收该确定的磁场源的信息提升精确度，当还有其他的磁场源的存在时，第一天线会在转动后朝向第二个磁场源，并持续监测；步骤3，位于橡胶管上的电磁阀工作，滑腔的底端内侧气压瞬间升高，卡合板向一侧运动，卡合板与位于上锥齿轮上的内六角分离，此时，第二天线停止转动，第一天线继续转动，在第二天线停止转动之后，通过第二气动马达的转动，带动转轮转动，转轮带动转盘转动，转盘的转动带动第二天线进行角度的调整，设置的缓慢释压阀使滑腔底端的压力逐渐消失，使卡合板复位；步骤4，当电磁强度分析模块分析出此时的电磁强度增加，位于第一汽笛上的电磁阀会打开，此时，第一汽笛发出低鸣声，当脉冲次数分析模块分析出此时的脉冲次数增加，位于第二汽笛上的电磁阀会打开，此时，第二汽笛发出间断的高鸣声，当电磁强度和脉冲次数同时增加时，第一汽笛和第二汽笛发出的声音组合成完整的报警声；步骤5，监测点所分析监测到的信息会实时通过井下通信网络上传至地面上位机，由地面上位机通过通信网络手持终端进行播报。

技术总结
本发明涉及信号报警领域，具体公开了一种基于电磁辐射的地质变化实时采集报警装置及方法，实时采集报警装置包括地面上位机、井下通信网络、通信网络手持终端、监测点、用于提供动力的井下风管和电磁阀，所述监测点包括有控制箱，所述监测点还包括有第一天线和第二天线，通过两组第一天线和第二天线的配合实现对监测点区域的精准监测，通过两组水平设置和垂直设置的天线实现对监测点周侧电磁辐射的监测，每一组中的第一天线和第二天线会以转轴为中心不断的转动，其中，第一天线和第二天线会以相反方向的角度转动，这种设置使得在同一时间下，第一天线和第二天线之间存在夹角，获得不同方向上的电磁辐射。不同方向上的电磁辐射。不同方向上的电磁辐射。


技术研发人员：李靖 李鸿博
受保护的技术使用者：武昌理工学院
技术研发日：2022.06.16
技术公布日：2022/7/22