技术领域

[0001] 本发明涉及一种井下矿产探测器。

背景技术

[0002] 矿产勘探是指对经过普査、 详査已确定具有工业价值的矿床， 应用有效的勘査 技术手段和方法， 为矿山设计提供可靠的矿石储量和必要的地质 、 技术和经济 资料而进行的地质工作。 矿产探测的方式和种类有很多， 例如， 专利号： ZL201 2205563324的专利公幵了一种用于矿产勘探中的� �程探测装置； 然后该方式已 经不能较好的满足地下深井中的探测， 探测中， 最为常见的恰恰是打一个井， 让探测器下放致井中进行探测。

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0003] 本发明的目的在于克服以上所述的缺点， 提供一种方便、 高效的井下矿产探测 器。

[0004] 为实现上述目的， 本发明的具体方案如下： 一种井下矿产探测器， 包括有圆柱 形的探测器本体， 所述探测器本体内设有电路层、 电源层； 还包括有设于电路 层中的探测电路； 所述探测电路包括有： 中央处理器以及与中央处理器分别信 号连接的霍尔传感器、 放射性同位素探测器、 超声波传感器、 与中央处理器器 信号连接的通信装置， 所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出 去； 电源 层内设有电源模块， 所述电源模块为探测电路供电； 所述探测器本体的顶部设 有线耳； 所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连 接的通信天线， 所述通 信天线设于探测器本体的顶部； 所述霍尔传感器、 放射性同位素探测器、 超声 波传感器均设于探测器本体底部。

[0005] 其中， 所述天线包括有柱体， 所述柱体内设置有多个天线层， 每个天线层包括 有一个通信振子。 [0006] 其中， 所述通信振子包括有 PCB基板， 所述 PCB基板上设有呈上下对称设置的 微带单元；

[0007] 所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂， 所述主辐射臂的一端垂直延伸出 有第一延伸臂， 所述主辐射臂的另一端垂直延伸出有第二延伸 臂； 所述第一延 伸臂向第二延伸臂一侧延伸出有六边形的第一 辐射带， 所述第二延伸臂向第一 延伸臂一侧延伸出有六边形的第二辐射带； 第一辐射带与第二辐射带之间连设 有第三延伸臂；

[0008] 所述第一辐射带的上下两边和第二辐射带的上 下两边均设有多个镂空结构； 每 个镂空孔包括有圆形主孔、 从圆形主孔的顶端和低端分别向主孔中心延伸 出的 τ 形臂、 从 τ形臂的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的� ��一辐射臂、 从主孔两侧 分别向外设置的副孔、 从副空自由端向外设置的弧形的弧形孔；

[0009] 还包括有两个设于 PCB基板上的用于传输馈电信号的馈电孔， 两个馈电孔分别 与 τ形臂馈电。

[0010] 其中， 每条边上的所述镂空结构数量为 5-8个。

[0011] 其中， 所述第一延伸臂和第二延伸臂均朝内侧斜向下 延伸出有第」二隔壁臂。

[0012] 其中， 所述第一延伸臂和第二延伸臂的自由端均向上 延伸出有第」二辐射臂。

[0013] 其中， 第一辐射臂远离第一辐射带的一侧边设有锯齿 状结构。

[0014] 其中， 第二辐射臂的内侧边上设有锯齿状结构。

[0015] 其中， PCB基板位八边形， 且两端通过固定臂与柱体相连。

[0016] 其中， 所述探测电路还包括有视频采集单元， 所述视频采集单元为摄像头， 所 述视频采集单元与中央处理器信号连接， 所述视频采集单元设于探测器本体底 部；

[0017] 其中， 所述探测电路还包括有存储单元， 存储单元与中央处理器信号连接； [0018] 其中， 所述探测电路还包括有磁场强度探测器， 所述磁场强度探测器与中央处 理器信号连接， 所述磁场强度探测器设于探测器本体底部。

发明的有益效果

有益效果

[0019] 通过合理的结构设计、 多探头的探测实现了方便的探测矿产资源的功 能， 简单 方便， 为井下探测提供便携设备。

对附图的简要说明

附图说明

[0020] 图 1是本发明截面示意图；

[0021] 图 2是本发明的探测电路的原理框图；

[0022] 图 3是本发明的天线的截面图；

[0023] 图 4是本发明的通信振子的俯视图；

[0024] 图 5是本图 4的局部放大图；

[0025] 图 6是本天线的回波损耗测试图；

[0026] 图 7是本天线的隔离度性能测试图；

[0027] 图 8是本天线 2.4GHz吋的方向图；

[0028] 图 9是本天线 5.0GHz吋的方向图；

[0029] 图 1至图 9中的附图标记说明：

[0030] 1-探测器本体； 2-电路层； 3-电源层； 4-线耳； 5-通信天线； 6-霍尔传感器； 7- 放射性同位素探测器； 8-超声波传感器； 9-磁场强度探测器； 10-视频采集单元

[0031] a-柱体； al-PCB基板；

[0032] bl-主辐射臂； b21-第一延伸臂； b22-第二延伸臂； b31-第一辐射带； b32-第二 辐射带； M-第三延伸臂； b5-第二隔壁臂； b6-第二辐射臂；

[0033] b7-圆形主孔； b71-副孔； b72-弧形孔； b8-T形臂； b81-第一辐射臂。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步 详细的说明， 并不是把本发明的 实施范围局限于此。

[0035] 如图 1至图 9所示， 本实施例所述的一种井下矿产探测器， 包括有圆柱形的探测 器本体 1， 所述探测器本体 1内设有电路层 2、 电源层 3; 还包括有设于电路层 2中 的探测电路； 所述探测电路包括有： 中央处理器以及与中央处理器分别信号连 接的霍尔传感器 6、 放射性同位素探测器 7、 超声波传感器 8、 与中央处理器器信 号连接的通信装置， 所述通信装置用于将探测到的信息无线传输出 去； 电源层 3 内设有电源模块， 所述电源模块为探测电路供电； 所述探测器本体 1的顶部设有 线耳 4， 线耳 4可以用于吊装下探线， 方便安装； 所述通信装置包括有通信芯片 以及与之信号连接的通信天线 5， 所述通信天线 5设于探测器本体 1的顶部； 所述 霍尔传感器 6、 放射性同位素探测器 7、 超声波传感器 8均设于探测器本体 1底部 ； 霍尔传感器 6、 放射性同位素探测器 7、 超声波传感器 8将探测到的各项数据传 至中央处理器， 中央处理器在将该数据通过通信装置传输至外 界； 通信天线 5设 于探测本体的顶部可以增加通信质量； 通过合理的结构设计、 多探头的探测实 现了方便的探测矿产资源的功能， 简单方便， 为井下探测提供便携设备。

本实施例所述的一种井下矿产探测器， 所述天线包括有柱体 a， 所述柱体 a内设 置有多个天线层， 每个天线层包括有一个通信振子。 本实施例所述的一种井下 矿产探测器， 所述通信振子包括有 PCB基板 Al， 所述 PCB基板 A1上设有呈上下 对称设置的微带单元； 所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂 bl， 所述主 辐射臂 bl的一端垂直延伸出有第一延伸臂 b21， 所述主辐射臂 bl的另一端垂直延 伸出有第二延伸臂 b22; 所述第一延伸臂 b21向第二延伸臂 b22—侧延伸出有六边 形的第一辐射带 b31， 所述第二延伸臂 b22向第一延伸臂 b21—侧延伸出有六边形 的第二辐射带 b32; 第一辐射带 b31与第二辐射带 b32之间连设有第三延伸臂 b4; 所述第一辐射带 b31的上下两边和第二辐射带 b32的上下两边均设有多个镂空结 构； 每个镂空孔包括有圆形主孔 b7、 从圆形主孔 b7的顶端和低端分别向主孔中 心延伸出的 T形臂 B8、 从 T形臂 B8的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一� �� 射臂 b81、 从主孔两侧分别向外设置的副孔 b71、 从副空自由端向外设置的弧形 的弧形孔 b72; 还包括有两个设于 PCB基板 A1上的用于传输馈电信号的馈电孔， 两个馈电孔分别与 T形臂 B8馈电。 通过大量的微带电路结构设计， 以及大量的仿 真试验和参数调整下， 最终确定了上述天线结构； 本天线在将多个天线层同吋 馈电耦合后， 其在 2.4GHz和 5.0GHz表现出优异电气性能， 具体如图 6， 在该频段 附近带宽下平均达到 9.65dBi; 而其他电气性能也有较为优异的结果， 其回波损 耗在 2.4-2.48GHZ频段以及 5.15-5.875GHZ频段的回波损耗均优于 -15dB ; 如图 7， 隔离度在 2.4-2.48GHZ和 5.15-5.875GHZ频段的隔离损耗都优于 -20dB。 证明该天线 本身具备较好的性能； 另外， 本天线其方向性也好， 如图 8和图 9所示， 其两个 频率下均为全向性天线。 因此， 其可以使得机器人在管道 1中传输信号吋能更加 稳定和高效准确。

[0037] 本实施例所述的一种井下矿产探测器， 每条边上的所述镂空结构数量为 5-8个 。 其中， 所述第一延伸臂 b21和第二延伸臂 b22均朝内侧斜向下延伸出有第二隔 壁臂 b5。 其中， 所述第一延伸臂 b21和第二延伸臂 b22的自由端均向上延伸出有 第二辐射臂 b6。 其中， 第一辐射臂 b81远离第一辐射带 b31的一侧边设有锯齿状 结构。 其中， 第二辐射臂 b6的内侧边上设有锯齿状结构。 其中， PCB基板 A1位 八边形， 且两端通过固定臂与柱体 a相连； 通过多次试验发现， 如果符合上述规 格， 天线的性能将更加优化， 尤其在回波损耗方面， 其回波损耗在 2.4-2.48GHZ 频段以及 5.15-5.875GHZ频段的回波损耗均优于 -17dB。

[0038] 本实施例所述的一种井下矿产探测器， 所述探测电路还包括有视频采集单元 10 ， 所述视频采集单元 10为摄像头， 所述视频采集单元 10与中央处理器信号连接 ， 所述视频采集单元 10设于探测器本体 1底部； 视频采集单元 10用于探测视频信 号。

[0039] 本实施例所述的一种井下矿产探测器， 所述探测电路还包括有存储单元， 存储 单元与中央处理器信号连接； 可以随吋记录探测信号， 进行备份， 防止数据丢 失。

[0040] 本实施例所述的一种井下矿产探测器， 所述探测电路还包括有磁场强度探测器 9， 所述磁场强度探测器 9与中央处理器信号连接， 所述磁场强度探测器 9设于探 测器本体 1底部， 可用于探测磁场强度。

[0041] 本通信天线为非尺寸要求天线， 只要在弯折方向上、 设置的孔、 洞的方式上达 到上述要求； 但如果需要更佳稳定的性能吋， 本天线的具体尺寸可以优化为： P CB基板的尺寸按照能够横向设置在柱体 a为准。 主辐射臂 bl的线宽为： 2mm， 主 辐射臂 M的纵臂高为 4.5mm， 中间的短横臂长为： 13mm， 两边长横臂的长分别 为： 38mm; 第一延伸臂 b21和第二延伸臂 b22大小相同， 线宽为 2mm， 高为 13m m; 第一辐射带 b31和第二辐射带 b32大小相同， 中间的第三延伸臂 b4线宽为： 3 mm, 第一辐射带 b31和第一延伸臂 b21之间的连接臂不设尺寸要求， 第二辐射带 和第二延伸臂之间的连接臂不设尺寸要求； 第一辐射带 b31的线宽为 2mm; 两个 横边长为： 14mm， 四个斜边为 11mm; 圆形主孔的直径为 1.5mm; T形臂的纵杆 长为 0.2mm， 横杆的长为：

0.5mm, 线宽为 0.05mm; 第一辐射臂 b81的线宽也为 0.05， 高度不限。 畐 ij孔 b71的 直径为 0.05mm， 弧形孔 b72的线宽为 0.03mm， 内径半径为 0.1mm。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例， 故凡依本发明专利申请范围所述的构 造、 特征及原理所做的等效变化或修饰， 包含在本发明专利申请的保护范围内