一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法与报警系统
专利汇可以提供一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法与报警系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用 电磁波 场- 温度 场联合监测掘进巷道前方 水 害的实时预报方法与报警系统。该系统包括防爆主机10、电磁波发射线圈1和接 收线 圈2、热红外温度 传感器 探头 4；该方法以电磁波场和热红外场作为 信号 源，对波场信号进行实时采集并记录，波场信号经 数据处理 得到初步结果，转入多场多参数信息融合评判系统对两种波场信号的处理结果进行融合、关联和综合分析，完成含水地质体的分级和预报，智能语音报警器根据设置的 阀 值对达到危险程度的含水地质体进行报警。本发明可克服 现有技术 不能对巷道前方水害实时预报的不足，充分利用不同物理场的优势，提高实时监测和预报 精度 ，做到全程监测，实现掘进巷道前方水害实时预报和报警。，下面是一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法与报警系统专利的具体信息内容。
1.一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，其特征在于，包括防爆主机，电磁波发射和接收装置，热红外温度传感器探头；
所述防爆主机，内部包括发射电路保护器，电磁波发射电路，波场信号接收记录电路，微机，多场多参数信息融合评判模块，智能语音报警器；
所述电磁波发射和接收装置，进一步包括发射电磁波的多匝小线圈，接收感应电磁波的磁棒线圈；
所述热红外温度传感器探头，是探测巷道表面温度的传感器探头。
2.根据权利要求1所述的一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，其特征在于，所述防爆主机，内部包括发射电路保护器，电磁波发射电路，波场信号接收记录电路，微机，多场多参数信息融合评判模块，智能语音报警器；
所述发射电路保护器与电磁波发射电路进行相连，限制发射电流，对发射电路进行保护；
所述电磁波发射电路是由微机控制，对电磁波发射线圈提供电流，使其向巷道前方发射电磁波；
所述波场信号接收记录电路，是对接收到的电磁波场信号和热红外温度场信号进行记录；
所述微机，是控制电磁波发射电路和处理波场接收信号的主要单元，微机安装有对电磁波信号和热红外温度信号分别处理的软件，两种波场信号处理软件均是针对井下巷道条件进行开发的；
所述多场多参数信息融合评判模块，是对电磁波和热红外温度场信号的处理结果进行融合、关联和综合分析，并完成对含水地质体分级和预报；
所述智能语音报警器，是根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并进行语音报警的装置。
3.根据权利要求2所述的一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，其特征在于，所述多场多参数信息融合评判模块，安装信息融合评判子系统， 子系统包括信息融合模块、信息判断模块、分级预报模块，具体包括以下步骤：
步骤1：信息融合模块接收到电磁波场信号和红外波场信号的处理结果之后，根据设定的融合参数将两种波场信号进行融合、关联和综合分析，作进一步处理，使波场信息相互补充；
步骤2：融合处理结果传输至信息判断模块，设置判断参数与融合结果进行比对，依据比对结果识别含水地质体，并判断含水地质体的位置和含水程度；
步骤3：分级预报模块得到含水地质体的位置和含水程度信息后，依托所植入的分级预警技术，设置分级参数，将不同含水地质体分级并预报。
4.根据权利要求1所述的一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，其特征在于，所述发射电磁波的多匝小线圈，其直径为60cm；所述接收感应电磁波的磁棒线圈是在直径
8cm的磁芯上缠绕多匝线圈，并增加天线屏蔽技术，与发射线圈进行组合可以消除线圈互感，体积小便于井下安装。
5.一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法，其特征在于，应用于一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，所述掘进巷道前方水害超前实时报警系统包括防爆主机，电磁波发射和接收装置，热红外温度传感器探头；
所述防爆主机，内部包括发射电路保护器，电磁波发射电路，波场信号接收记录电路，微机，多场多参数信息融合评判模块，智能语音报警器；
所述电磁波发射和接收装置，进一步包括发射电磁波的多匝小线圈，接收感应电磁波的磁棒线圈；
所述热红外温度传感器探头，是探测巷道表面温度的传感器探头；
所述发射电路保护器与电磁波发射电路进行相连，限制发射电流，对发射电路进行保护；
所述电磁波发射电路是由微机控制，对电磁波发射线圈提供电流，使其向巷道前方发射电磁波；
所述波场信号接收记录电路，是对接收到的电磁波场信号和热红外温度场信号进行记录；
所述微机，是控制电磁波发射电路和处理波场接收记录信号的主要单元，微机安装有对电磁波信号和热红外温度信号分别处理的软件，两种波场信号处理软件均是针对井下巷道条件进行开发的；
所述多场多参数信息融合评判模块，是对电磁波和热红外温度场信号的处理结果进行融合、关联和综合分析，并完成对含水地质体分级和预报；
所述智能语音报警器，是根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并进行语音报警的装置；
所述发射电磁波的多匝小线圈，其直径为60cm；所述接收感应电磁波的磁棒线圈是在直径8cm的磁芯上缠绕多匝线圈，并增加天线屏蔽技术，与发射线圈进行组合可以消除线圈互感，体积小便于井下安装。
6.一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法，其特征在于，利用电磁波场-温度场联合监测巷道前方含水地质体并进行预报,具体包括以下步骤：
步骤一：微机控制电磁波发射电路对发射线圈提供发射电流，产生向巷道前方发射的电磁波作为激励场，由于电磁感应原理，前方地质体产生感应电磁波，此时磁棒线圈对感应电磁波信号进行接收，并将信号传入主机内的波场信号接收记录电路进行记录；
与此同时，微机控制热红外温度传感器探头对巷道前方的热红外场强信号进行接收，并传入主机内的波场信号接收记录电路进行记录；
步骤二：所记录的波场信号通过连接线传输至微机，微机内安装有电磁波场信号处理软件和热红外场信号处理软件，两种处理软件均是针对井下巷道条件进行开发；电磁波信号的处理内容包括磁场值计算、电学参数计算、反演计算、深度计算等，热红外场信号的处理内容包括温度场梯度计算、温度场异常值筛选；
步骤三：微机将电磁波场和热红外场的信号处理结果传输到多场多参数信息融合评判模块，模块内置子系统，根据电磁波场和热红外场的特点设置融合参数，将两种波场的处理结果进行融合、关联和综合分析，信息相互补充；另外子系统中设置含水地质体判断参数，将融合结果与该判断参数进行比较，从而判断含水地质体的位置和含水程度；子系统中植入分级预警技术，设定分级参数，将识别出的含水地质体数据与设定的分级参数进行比较，以此完成含水地质体的分级和预报，将分级信息通过连接线传输到智能语音报警器；
步骤四：智能语音报警器获得含水地质体的分级信息，根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并触发报警，发出不同级别的语音报警。
7.根据权利要求6所述的一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法，其特征在于，所述实时预报是根据井下具体地质情况，对监测时间间隔任意设定，在所设定的时间发射和接收波场信号，并在主机内进行一系列处理和分析，完成含水地质体的分级和预报，达到实时监测预报和报警的效果。
一种掘进巷道前方水害超前实时预报方法与报警系统
技术领域
背景技术
发明内容
所述电磁波发射和接收装置，进一步包括发射电磁波的多匝小线圈，接收感应电磁波的磁棒线圈；
所述热红外温度传感器探头，是探测巷道表面温度的传感器探头；
一种掘进巷道前方水害超前实时报警系统，其特征在于，所述防爆主机，内部包括发射电路保护器，电磁波发射电路，波场信号接收记录电路，微机，多场多参数信息融合评判模块，智能语音报警器；
所述发射电路保护器与电磁波发射电路进行相连，限制发射电流，对发射电路进行保护；
所述电磁波发射电路是由微机控制，对电磁波发射线圈提供电流，使其向巷道前方发射电磁波；
所述波场信号接收记录电路，是对接收到的电磁波场信号和热红外温度场信号进行记录；
所述微机，是控制电磁波发射电路和处理波场信号接收记录信号的主要单元，微机安装有对电磁波信号和热红外温度信号分别处理的软件，两种波场信号处理软件均是针对井下巷道条件进行开发的；
所述多场多参数信息融合评判模块，是对电磁波和热红外温度场信号的处理结果进行融合、关联和综合分析，并完成对含水地质体分级和预报；
所述智能语音报警器，是根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并进行语音报警的装置。
步骤2：融合处理结果传输至信息判断模块，设置判断参数与融合结果进行比对，依据比对结果识别含水地质体，并判断含水地质体的位置和含水程度；
步骤3：分级预报模块得到含水地质体的位置和含水程度信息后，依托所植入的分级预警技术，设置分级参数，将不同含水地质体分级并预报。
所述电磁波发射和接收装置，进一步包括发射电磁波的多匝小线圈，接收感应电磁波的磁棒线圈；
所述热红外温度传感器探头，是探测巷道表面温度的传感器探头。
所述波场信号接收记录电路，是对接收到的电磁波场信号和热红外温度场信号进行记录；
所述微机，是控制电磁波发射电路和处理波场信号接收记录信号的主要单元，微机安装有对电磁波信号和热红外温度信号分别处理的软件，两种波场信号处理软件均是针对井下巷道条件进行开发的；
所述多场多参数信息融合评判模块，是对电磁波和热红外温度场信号的处理结果进行融合、关联和综合分析，并完成对含水地质体分级和预报；
所述智能语音报警器，是根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并进行语音报警的装置；
所述发射电磁波的多匝小线圈，其直径为60cm；所述接收感应电磁波的磁棒线圈是在直径8cm的磁芯上缠绕多匝线圈，并增加天线屏蔽技术，与发射线圈进行组合可以消除线圈互感，体积小便于井下安装。
与此同时，微机控制热红外温度传感器探头对巷道前方的热红外场强信号进行接收，并传入主机内的波场信号接收记录电路进行记录；
步骤二：所记录的波场信号通过连接线传输至微机，微机内安装有电磁波场信号处理软件和热红外场信号处理软件，两种处理软件均是针对井下巷道条件进行开发；电磁波信号的处理内容包括磁场值计算、电学参数计算、反演计算、深度计算等，热红外场信号的处理内容包括温度场梯度计算、温度场异常值筛选；
步骤三：微机将电磁波场和热红外场的信号处理结果传输到多场多参数信息融合评判模块，模块内置子系统，根据电磁波场和热红外场的特点设置融合参数，将两种波场的处理结果进行融合、关联和综合分析，信息相互补充；另外子系统中设置含水地质体判断参数，将融合结果与该判断参数进行比较，从而判断含水地质体的位置和含水程度；子系统中植入分级预警技术，设定分级参数，将识别出的含水地质体数据与设定的分级参数进行比较，以此完成含水地质体的分级和预报，将分级信息通过连接线传输到智能语音报警器；
步骤四：智能语音报警器获得含水地质体的分级信息，根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并触发报警，发出不同级别的语音报警。
（2）主机内的微机装有电磁波信号处理软件和热红外场信号处理软件，电磁波信号处理软件是针对井下电磁波的传播特点进行设计处理算法，提高处理效果；热红外信号处理软件也是采用针对井下热红外场特点开发的处理软件；
（3）多场多参数信息融合评判模块是研制开发的可对电磁波场和热红外波场信息进行融合、关联和综合分析的评判系统，可根据内部设定的融合参数对两种波场信号的软件处理结果进行融合分析处理，不断对结果进行修正，并设置判断参数对融合结果进行评判，获得含水地质体的位置和含水程度；另外植入分级预警技术，设置分级参数，达到对含水地质体分级和预报的目的；
（4）人工智能语音报警器中安装人工智能软件，在其中设置报警阀值，对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并触发报警，向外发出语音报警信号。
附图说明
具体实施方式
波场信号接收记录电路5所记录信号通过主机内部连接线传输进入微机6，微机内安装有对电磁波和热红外信号进行分别处理的软件，电磁波信号的处理内容包括磁场值计算、电学参数计算、反演计算、深度计算等，热红外信号的处理内容包括温度场梯度计算、温度场异常值筛选等，得到两种波场信号的处理结果；
多场多参数信息融合评判模块7从微机6获得波场信号的处理结果，该模块中安装多场多参数信合融合评判子系统，子系统根据所设置融合参数将两种波场信号的处理结果进一步融合分析处理，对结果不断修正，使两种波场信息相互补充，通过设置判断参数对融合结果进行评判，获得含水地质体13的位置和含水程度等信息；该模块中植入分级预警技术，设置分级参数，完成对含水地质体的分级和预报；
含水地质体的分级信息通过连接线传输至智能语音报警器8，根据设定的阈值对分级后达到可形成水害的含水地质体信息进行智能识别，并触发报警，向外部发出语音报警信号。
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