一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线的制作方法

1.本发明属于煤矿井下电阻率监测技术领域，涉及一种接收天线，具体是一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线。


背景技术：

2.接收线圈用来接收煤矿井下特定频率的电场电波信号，在矿井电阻率监测中，收到接收装置的限制，信号常采用一个工作频率来进行施工，如果进行多个频率参数进行探测，将会是井下施工时间成倍增长，影响施工效率。
3.目前煤矿井下使用的矿井电阻率监测接收天线通常采用胶布将接收天线固定在外壳上，这种接收线圈容易受到外界碰撞变形，从而使线圈的接收频率发生变化，影响探测精度。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线，以解决现有技术中接收装置易受外界影响导致被探测精度不高的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
6.一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线，包括信号接收电路、前置调理电路、天线控制电路和串口通讯电路，其中，所述信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接，所述前置调理电路的输出端与天线控制电路的输入端连接，所述天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接。
7.本发明还包括以下技术特征：
8.所述信号接收电路包括电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、二极管d21、二极管d22、二极管d23、晶振x21、三极管q21、电源v21，其中，电源v21与电容c21一端连接，电容c21第二端与电阻r22一端、电容c23一端、二极管d21负极、电容c25一端、电阻r25一端和电容c27一端共同连接；电阻r22第二端分别电阻r21一端、电容c22一端和电阻r23一端共同连接；电阻r21第二端作为信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接；电阻r23第二端与电容c23第二端、电阻r24一端和电容c24一端共同连接；电容c24第二端与二极管d21正极、二极管d22负极和晶振x21一端共同连接；晶振x21第二端与三极管q21基极连接，三极管q21集电极与电容c25第二端、电阻r25第二端、电容c27第二端和二极管d23负极共同连接；三极管q21发射极与电容c26一端、电阻r26一端、电容c28一端和二极管d23正极连接；电容c28第二端与电阻r26第二端、电容c26第二端、二极管d22正极、电阻r24第二端和电容c22第二端共同连接。
9.所述前置调理电路包括电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c37、二极管d31、二极管d32、三极管q31、电源v31、电源v32、电源v33、电源v34、集成电路u31，其中，集成运放u31管脚in作为前置调理电路的输入
端与信号接收电路的输出端连接；电源v31与电容c31一端连接，电容c31第二端与集成运放u31管脚vcc、管脚vdd共同连接；集成运放u31管脚agnd接地；集成运放u31管脚out与管脚reg、电阻r31一端、电容c32一端和二极管d31正极共同连接；电阻r31第二端与电源v33、电容c32第二端、电容c33一端、电阻r33一端和电源v34共同连接；二极管d31负极与电容c33第二端、电阻r33第二端、三极管q31集电极、二极管d32正极、电容c37一端和电阻r34一端共同连接，且该共同连接点作为前置调理电路的输出端与天线控制电路的输出端连接；电阻r34第二端与电容c37第二端、二极管d32负极和三极管q31集电极共同连接且接地；集成电路u31管脚rec与电阻r32一端和电容c34一端共同连接，电阻r32第二端与电容c34第二端和电容c35一端共同连接，电容c35第二端与三极管q31基极连接；集成电路u31管脚vss与电容c36一端连接，电容c36与电源v32连接。
10.所述天线控制电路包括电阻r41、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电容c41、电容c42、电容c43、二极管d41、集成电路u41、电源v41、电源v42、电源v43，其中，集成运算u41管脚in与电阻r41一端连接，电阻r41第二端作为天线控制电路的输入端与前置调理电路的输出端连接；集成运算u41管脚vcc和管脚wrt均与电阻r42一端端分别连接，电阻r42第二端与电源v42和电容c41一端共同连接，电容c41第二端与电源v41连接；集成运算u41管脚agnd接地；集成运算u41管脚out与电阻r43一端连接，电阻r43第二端作为天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接；集成运算u41管脚hld上依次串联有电阻r44、电容c42、二极管d41、电容c43和电阻r45，电阻r45第二端与集成电路u41管脚clk连接，集成电路u41管脚vss与电源v43连接。
11.所述串口通讯电路包括电阻r51、电阻r52、电阻r53、电阻r54、电阻r55、电容c51、电容c52、电容c53、电容c54、电容c55、电容c56、二极管d51、二极管d52、电源v51、电源v52、电源v53、集成电路u51，其中，集成电路u51管脚in作为串口通讯电路的输入端与天线控制电路的输出端连接；集成电路u51管脚rxd上依次串联有电阻r52、电容c51和电阻r51，电阻r51第二端与二极管d51负极和二极管d52负极共同连接，二极管d51正极与二极管d52正极、电容c52一端、电容c53一端和电源v51共同连接，电容c52第二端与r53一端连接，电阻r53第二端与集成电路u51管脚txd连接，电容c53第二端与电阻r54一端连接，电阻r54第二端与集成电路u51管脚vxd连接；集成电路u51管脚vcc与电源v52和电阻r55一端共同连接，电阻r55第二端与集成电路u51管脚rvc连接；集成电路u51管脚rts与电容c54一端连接，电容c54第二端与电源v53、电容c55一端和电容c56一端共同连接，电容c55第二端与集成电路u51管脚dtr连接，电容c56第二端与集成电路u51管脚dtt连接，集成电路u51管脚agnd与管脚dgnd均接地。
12.本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
13.(ⅰ)本发明中通过采用接收电路、天线控制电路和串口通讯电路相结合的方式，保证了接收信号精度不受外界干扰的影响，提高了信号分辨率，解决了现有技术中接收装置易受外界影响导致被探测精度不高的技术问题。
14.(ⅱ)本发明中的接收电路可以将微弱的电信号进行接收，并进行放大，提高了接收信号的信噪比，为后续处理做好了准备。
15.(ⅲ)本发明中的天线控制电路通过与接收电路紧密衔接，在降低电路功耗的同时，提高了信号传输效率，进一步提高了信号信噪比，保证了接收到的信号的精度，有利于
后续的处理。
附图说明
16.图1为本发明中的煤矿钻孔电阻率监测接收天线结构图；
17.图2为本发明中的信号接收电路示意图；
18.图3为本发明中的前置调理电路示意图；
19.图4为本发明中的天线控制电路示意图；
20.图5为本发明中的串口通讯电路示意图。
21.以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
22.需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。
23.以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
24.本发明给出了一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线，包括信号接收电路、前置调理电路、天线控制电路和串口通讯电路，其中，信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接，前置调理电路的输出端与天线控制电路的输入端连接，天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接。
25.在上述技术方案中，通过采用接收电路、天线控制电路和串口通讯电路相结合的方式，保证了接收信号精度不受外界干扰的影响，提高了信号分辨率，解决了现有技术中接收装置易受外界影响导致被探测精度不高的技术问题。接收电路可以将微弱的电信号进行接收，并进行放大，提高了接收信号的信噪比，为后续处理做好了准备。天线控制电路通过与接收电路紧密衔接，在降低电路功耗的同时，提高了信号传输效率，进一步提高了信号信噪比，保证了接收到的信号的精度，有利于后续的处理。
26.具体的，信号接收电路包括电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、二极管d21、二极管d22、二极管d23、晶振x21、三极管q21、电源v21，其中，电源v21与电容c21一端连接，电容c21第二端与电阻r22一端、电容c23一端、二极管d21负极、电容c25一端、电阻r25一端和电容c27一端共同连接；电阻r22第二端分别电阻r21一端、电容c22一端和电阻r23一端共同连接；电阻r21第二端作为信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接；电阻r23第二端与电容c23第二端、电阻r24一端和电容c24一端共同连接；电容c24第二端与二极管d21正极、二极管d22负极和晶振x21一端共同连接；晶振x21第二端与三极管q21基极连接，三极管q21集电极与电容c25第二端、电阻r25第二端、电容c27第二端和二极管d23负极共同连接；三极管q21发射极与电容c26一端、电阻r26一端、电容c28一端和二极管d23正极连接；电容c28第二端与电阻r26第二端、电容c26第二端、二极管d22正极、电阻r24第二端和电容c22第二端共同连接。
27.在上述技术方案中，信号接收电路能显著提高接收电路的选择范围，使电路能用于接收不同强度的信号，提高了接收信号的灵敏度。
28.具体的，前置调理电路包括电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c37、二极管d31、二极管d32、三极管q31、电源v31、电源v32、电源v33、电源v34、集成电路u31，集成电路u31的型号为tps2811，其中，集成运放u31管脚in作为前置调理电路的输入端与信号接收电路的输出端连接；电源v31与电容c31一端连接，电容c31第二端与集成运放u31管脚vcc、管脚vdd共同连接；集成运放u31管脚agnd接地；集成运放u31管脚out与管脚reg、电阻r31一端、电容c32一端和二极管d31正极共同连接；电阻r31第二端与电源v33、电容c32第二端、电容c33一端、电阻r33一端和电源v34共同连接；二极管d31负极与电容c33第二端、电阻r33第二端、三极管q31集电极、二极管d32正极、电容c37一端和电阻r34一端共同连接，且该共同连接点作为前置调理电路的输出端与天线控制电路的输出端连接；电阻r34第二端与电容c37第二端、二极管d32负极和三极管q31集电极共同连接且接地；集成电路u31管脚rec与电阻r32一端和电容c34一端共同连接，电阻r32第二端与电容c34第二端和电容c35一端共同连接，电容c35第二端与三极管q31基极连接；集成电路u31管脚vss与电容c36一端连接，电容c36与电源v32连接。
29.在上述技术方案中，前置调理电路输出能量大，不易受到外界的干扰，对电源等的稳定性要求不高，测量精度高。
30.具体的，天线控制电路包括电阻r41、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电容c41、电容c42、电容c43、二极管d41、集成电路u41、电源v41、电源v42、电源v43，其中集成电路u41的型号为w26q，其中，集成运算u41管脚in与电阻r41一端连接，电阻r41第二端作为天线控制电路的输入端与前置调理电路的输出端连接；集成运算u41管脚vcc和管脚wrt均与电阻r42一端端分别连接，电阻r42第二端与电源v42和电容c41一端共同连接，电容c41第二端与电源v41连接；集成运算u41管脚agnd接地；集成运算u41管脚out与电阻r43一端连接，电阻r43第二端作为天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接；集成运算u41管脚hld上依次串联有电阻r44、电容c42、二极管d41、电容c43和电阻r45，电阻r45第二端与集成电路u41管脚clk连接，集成电路u41管脚vss与电源v43连接。
31.在上述技术方案中，天线控制电路可以自动调节电量、安全保护电路、以及转换电路。具有控制系统和被控制系统的作用，在自动控制电路中采用较小的电流控制较大电流，在电路中可以起到自动调节的作用，可以扩大控制范围，放大和接收信号。
32.具体的，串口通讯电路包括电阻r51、电阻r52、电阻r53、电阻r54、电阻r55、电容c51、电容c52、电容c53、电容c54、电容c55、电容c56、二极管d51、二极管d52、电源v51、电源v52、电源v53、集成电路u51，其中集成电路u51的型号为ch340，其中，集成电路u51管脚in作为串口通讯电路的输入端与天线控制电路的输出端连接；集成电路u51管脚rxd上依次串联有电阻r52、电容c51和电阻r51，电阻r51第二端与二极管d51负极和二极管d52负极共同连接，二极管d51正极与二极管d52正极、电容c52一端、电容c53一端和电源v51共同连接，电容c52第二端与r53一端连接，电阻r53第二端与集成电路u51管脚txd连接，电容c53第二端与电阻r54一端连接，电阻r54第二端与集成电路u51管脚vxd连接；集成电路u51管脚vcc与电源v52和电阻r55一端共同连接，电阻r55第二端与集成电路u51管脚rvc连接；集成电路u51管脚rts与电容c54一端连接，电容c54第二端与电源v53、电容c55一端和电容c56一端共同连接，电容c55第二端与集成电路u51管脚dtr连接，电容c56第二端与集成电路u51管脚dtt连接，集成电路u51管脚agnd与管脚dgnd均接地。
33.在上述技术方案中，串口通讯电路抗干扰能力强，失真度低，在煤矿井下钻孔的环境中可有效进行信号的远程传输。

技术特征：
1.一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线，其特征在于，包括信号接收电路、前置调理电路、天线控制电路和串口通讯电路，其中，所述信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接，所述前置调理电路的输出端与天线控制电路的输入端连接，所述天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接。2.如权利要求1所述的煤矿钻孔电阻率监测接收天线，其特征在于，所述信号接收电路包括电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电容c27、电容c28、二极管d21、二极管d22、二极管d23、晶振x21、三极管q21、电源v21，其中，电源v21与电容c21一端连接，电容c21第二端与电阻r22一端、电容c23一端、二极管d21负极、电容c25一端、电阻r25一端和电容c27一端共同连接；电阻r22第二端分别电阻r21一端、电容c22一端和电阻r23一端共同连接；电阻r21第二端作为信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接；电阻r23第二端与电容c23第二端、电阻r24一端和电容c24一端共同连接；电容c24第二端与二极管d21正极、二极管d22负极和晶振x21一端共同连接；晶振x21第二端与三极管q21基极连接，三极管q21集电极与电容c25第二端、电阻r25第二端、电容c27第二端和二极管d23负极共同连接；三极管q21发射极与电容c26一端、电阻r26一端、电容c28一端和二极管d23正极连接；电容c28第二端与电阻r26第二端、电容c26第二端、二极管d22正极、电阻r24第二端和电容c22第二端共同连接。3.如权利要求1所述的煤矿钻孔电阻率监测接收天线，其特征在于，所述前置调理电路包括电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c37、二极管d31、二极管d32、三极管q31、电源v31、电源v32、电源v33、电源v34、集成电路u31，其中，集成运放u31管脚in作为前置调理电路的输入端与信号接收电路的输出端连接；电源v31与电容c31一端连接，电容c31第二端与集成运放u31管脚vcc、管脚vdd共同连接；集成运放u31管脚agnd接地；集成运放u31管脚out与管脚reg、电阻r31一端、电容c32一端和二极管d31正极共同连接；电阻r31第二端与电源v33、电容c32第二端、电容c33一端、电阻r33一端和电源v34共同连接；二极管d31负极与电容c33第二端、电阻r33第二端、三极管q31集电极、二极管d32正极、电容c37一端和电阻r34一端共同连接，且该共同连接点作为前置调理电路的输出端与天线控制电路的输出端连接；电阻r34第二端与电容c37第二端、二极管d32负极和三极管q31集电极共同连接且接地；集成电路u31管脚rec与电阻r32一端和电容c34一端共同连接，电阻r32第二端与电容c34第二端和电容c35一端共同连接，电容c35第二端与三极管q31基极连接；集成电路u31管脚vss与电容c36一端连接，电容c36与电源v32连接。4.如权利要求1所述的煤矿钻孔电阻率监测接收天线，其特征在于，所述天线控制电路包括电阻r41、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电容c41、电容c42、电容c43、二极管d41、集成电路u41、电源v41、电源v42、电源v43，其中，集成运算u41管脚in与电阻r41一端连接，电阻r41第二端作为天线控制电路的输入端与前置调理电路的输出端连接；集成运算u41管脚vcc和管脚wrt均与电阻r42一端端分别连接，电阻r42第二端与电源v42和电容c41一端共同连接，电容c41第二端与电源v41连接；集成运算u41管脚agnd接地；集成运算u41管脚out与电阻r43一端连接，电阻r43第二端作为天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接；集成运算u41管脚hld上依次串联有电阻r44、电容c42、二极管d41、电容c43和电阻r45，电阻r45第二端与集成电路u41管脚clk连接，集成电路u41管脚vss与电源v43连
接。5.如权利要求1所述的煤矿钻孔电阻率监测接收天线，其特征在于，所述串口通讯电路包括电阻r51、电阻r52、电阻r53、电阻r54、电阻r55、电容c51、电容c52、电容c53、电容c54、电容c55、电容c56、二极管d51、二极管d52、电源v51、电源v52、电源v53、集成电路u51，其中，集成电路u51管脚in作为串口通讯电路的输入端与天线控制电路的输出端连接；集成电路u51管脚rxd上依次串联有电阻r52、电容c51和电阻r51，电阻r51第二端与二极管d51负极和二极管d52负极共同连接，二极管d51正极与二极管d52正极、电容c52一端、电容c53一端和电源v51共同连接，电容c52第二端与r53一端连接，电阻r53第二端与集成电路u51管脚txd连接，电容c53第二端与电阻r54一端连接，电阻r54第二端与集成电路u51管脚vxd连接；集成电路u51管脚vcc与电源v52和电阻r55一端共同连接，电阻r55第二端与集成电路u51管脚rvc连接；集成电路u51管脚rts与电容c54一端连接，电容c54第二端与电源v53、电容c55一端和电容c56一端共同连接，电容c55第二端与集成电路u51管脚dtr连接，电容c56第二端与集成电路u51管脚dtt连接，集成电路u51管脚agnd与管脚dgnd均接地。

技术总结
本发明公开了一种煤矿钻孔电阻率监测接收天线，包括信号接收电路、前置调理电路、天线控制电路和串口通讯电路，其中，所述信号接收电路的输出端与前置调理电路的输入端连接，所述前置调理电路的输出端与天线控制电路的输入端连接，所述天线控制电路的输出端与串口通讯电路的输入端连接。通过采用接收电路、天线控制电路和串口通讯电路相结合的方式，保证了接收信号精度不受外界干扰的影响，提高了信号分辨率，解决了现有技术中接收装置易受外界影响导致被探测精度不高的技术问题。响导致被探测精度不高的技术问题。响导致被探测精度不高的技术问题。


技术研发人员：张军 徐维泽 张鹏 聂爱兰 晋香兰 赵兆 李渊 王小龙
受保护的技术使用者：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/8/14