دانلود رایگان پایان نامه سیستم های ارتباطی فرکانس رادیویی در معادن

دانلود رایگان پایان نامه سیستم های ارتباطی فرکانس رادیویی در معادن به صورت کامل و جامع از سایت پژوهشی مادسیج

توضیح کوتاه در باره پایان نامه

چكيده

به توجه سیگنال فرکانس بالا(RF)در معادن زیر زمینی و محدودیت های قانونی استفاده از ابزارهای های تخصصی ارتباطی معادن کاربرد های سیستم های ارتباطی بی سیم در معادن زیرزمینی،محدود شده اند.این مقاله در مورد تکنیک های ارتباطی فرکانس رادیویی مختلف به کار گرفته شدهدرمعادن زیرزمینی هنداست.
معادن زیرزمینی، به عنوان محیط هایی با شرایط کاری سخت و خطرناک شناخته می شوند.بنابراین به سیستم های ارتباطی هوشمند معدن عریض برای عملکرد روان معدن و اطمینان از ایمنی بهترنیازاست .
سیستم های ارتباطی مناسب و قابل اعتماد فقط برای صرفه جویی درزمان نیست ؛ بلکه در فرستادن فوری پیام از مجاورت منطقه کار زیرزمینی به سطح زمین برای عملیات سریع نجات کمک می کند .همچنین یک سیستم ارتباطی قابل اعتماد و موثر است برای ایمنی درمعادن زیرزمینی لازم است وضروری است.
همه سیستم های موجود بایه گذاری شده بر اساس ارتباطی خط (سیمی) اند، از این رو قادر به مقاومت در برابر در شرایط حادثه و همچنین توانمند در مکان های غیر قابل دسترس نیستند
توپولوژی معادن غیر متقارن ومعادن با ساختار پیچیده موانع بیشتری در راه های ارتباطی قرار داده است. بنابراین، ارتباطات بی سیم
اجتناب ناپذیربوده وقابل اعتماد ترین ومناسب ترین سیستم است و باید برای مقابله با حوادث غیرمترقبه وجود داشته باشد
.فرستنده ها و گیرنده های فرکانس (FM)با آنتن وابسته به هدایت و یا آنتن فعال متصل به کابل فیدر سوراخ دارو تقویت کننده های تکرار کننده در فواصل منظم می تواند برای عملکرد سیستم های ارتباطی گسترده، قابل اعتماد و مناسب استفاده شود.فرستنده وگیرنده ای قابل حمل طوری ساخته می شوند که می توان آن را حتی در مکان های غیر قابل دسترس معادن زیرزمینی استفاده کرد . بطور خلاصه ارتباطات آر اف مناسب ترین و قابل اعتمادترین سیستم ارتباطی برای کار ایمن در معادن زغال سنگ است .همچنین برای افزایش تولید و بهره وری درمعادن کمک میکند..

تکنیک های ارتباطی:
سیستم های ارتباطی مورد نیاز برای معادن زیرزمینی را بر اساس هدف و مکان می توان به چهار دسته تقسیم می شوند:
ارتباطات محور ارتباطات گالری مستقیم،ارتباطات معدن عریض،ارتباطات معدنچی ،محبوس

ارتباط محور:
سیستم های زنگ بل امروزه در بسیاری از معادن زیرزمینی هند استفاده می شود. اما این سیستم معایب خود را دارد. بنابراین، نیاز به بهبود ارتباطات اهرم جرثقیل واپراتور جرثقیل وجود دارد.سیستم هایی که بر تئوری القاء پایه گذتاری شده اند با استفاده از طناب راهنمای جرثقیل / به عنوان یک حامل جریان در حال توسعه اند، این
سیستم ارتباط دو طرفه صوتی قابل اعتماد بین قفس متحرک و اپراتور بالابررا فراهم می کند. انرژی سیستم انتقال ودریافت وفرکانس رادیویی(RF)از یک خط انتقال طناب هدایتکرجرثقیل بیش تر است. این سیستم همچنین ازفرستنده و گیرنده هایی که توسط جریان آراف سوار شده بر یک کابل با یکدیگر ارتباط برقرارمی کند بهره گیری میکند.سیستم شامل یک ایستگاه اصلی متصل به یک آنتن حلقه ی فرکانس 485 کیلوهرتز و یک آنتن »shoulder« یک مجموعه ی فرستنده و گیرنده از همان فرکانس متصل است.هنگام انتقال، فرستنده و گیرنده آنتن حلقه خود را با فرکانس مدوله شده اف ام تغذیه می کند . آنتن باعث القاء یک سیگنال به طناب می شود ، حرکت به بالا و پایین انتخاب می شود توسط فرستنده و گیرنده متصل به آنتن shoulder آنتن حلقه و شولدر آنتن به عنوان یک عنصر انتقال و دریافت بکار می روند . آنتن حلقه با ایستگاه اصلی با طناب راهنمای جرثقیل درنقطه (درست در بالای قفس) نگهداشته میشوند.

ارتباطات راهروهای مستقیم :
سیستم های رادیویی ارتباطات صوتی در معدن زیرزمینی راپوشش می دهند.در فرکانس فوق العاده بالا (UHF)، میرایی نسبتا پایین است .در مدخل معادن مستقیم هنگامی که سیگنال منتشر میشود به طور قابل توجهی بالاتر است. حول و حوش گوشه ها و یا زمانی که یک قطعه عظیم از ماشین آلات در مسیر انتشار قرار می گیرد.در محدوده ی فرکانسی200-400 مگاهرتز، تونل یک معدن زغال سنگ به عنوان یک دی الکتریک ضعیف عمل می کنند و ثابت دی الکتریک در محدوده5-10است.فرکانس قطع برای راهرو تونل معدن را تقریبا می توان بافرمول زیر تخمین زد
[فرمول یک]
که در آن a و b نشان دهنده عرض تونل و ارتفاع بود. m و nتعدادنیم طول موجها ترکیبی حالت های الکترومغناطیسی ترکیبی(HEMmn) که به ابعادa و b متناسب خواهد شد. μ وزیگما دی الکتریک و ثابت های نفوذپذیری اند.دی الکتریک ها با ضریب مقاومت پایین طول موج های بزرگتری را پشتیبانی می کنند امواج دی الکتریک ضعیف بزرگ بسیاری از حالات ترکیبی الکترومغناطیسی HEMmn را پشتیبانی می کند. Laakmanو Steier ]5]نشان داده است که ثابت انتشار؟ Gهمراه با هر حالت(m، n)می توان به صراحت بیان کردکه ابعاد عرضی Aو Bهمچنین طول موج؟ رافراهم می کند نابرابری زیر رابررسی کنید .
[فرمول 2]
در این حالت ثابت انتشار برابراست با: فرمول های 3 ،4،5،6که در آن E0و ey ثابت رسانای آزاد-فضا و ثابت گذردهی نسبی اند.«امگا» و «رو» زاویه توجه داشته باشید که re به معنی بخشی واقعی متغیر است.معادله ی 4 نشان می دهد که میرایی انتشارموج رادیویی در یک خلامستقیم وبدون مانع تونل مستطیل شکل متناسب با است»y2/a3« و »y2/b3« و در نتیجه به مجذور فرکانس کاهش می یابد اما تنها در صورتی که ناهمواری های دیواره کوچک باقی بماند.
معادله (5) نشان دهنده اختلاف فاز حالت های مختلف HEMmn با توجه به انتشاردر فضای آزاداست.حرکت یک موج الکترومغناطیسی در امتداد یک تونل مستطیل شکل در یک محیط دی الکتریک می تواند در هر یک از حالاتی که هادی امواج اجازه می دهدمنتشرشود.همه ی این حالات حالات با اتلاف همراه اند به دلیل آنکه هر قسمت از یک موج که با روی یک دیوار از یک تونل برخورد کند بخشی به محیط اطراف می شکند وبخشی به هادی موج منعکس می شود.بخش شکست نوردور ازهادی امواج منتشر میشود که این نشان دهنده ی از دست دادن قدرت است.نرخ میرایی تقریبا به طور کامل به حالات شکست هادی امواج بستگی دارد .به طور کلیقدرت، در یک راهرو مستقیم، مجموع انتشارها و افت انتقال و دریافت آنتن است. ثابت شده است که کمترین افت در محدوده مورد 450-1000 مگاهرتز است،بسته به فاصله ی مورد نظر وابعادتونل

ارتباطات معدن شبکه ای
میرایی زیاد امواج رادیویی دراقشار سخت زغال سنگ دارای بتن سخت یک مشکل در پوشش محدوده های بزرگ ارتباطی است. مسیر دخمه های پرپیچ و خم و شرایط زمین شناسی پیچیده ی معادن موانع بیشتری در ارتباطات بی سیمی قرار داده است.گوشه ها و خمیدگی ها در گالری معدن زیرزمینی باعث موانع انتشارامواج»UHF« می شود. اما اگر یک آنتن فعال نزدیک / در گردش مسیر قرار داده شده باشد.، ممکن است سیگنال تقویت شده و ارتباطات بهتری به ارمغان بیاورد.علاوه بر این، ما نمی توانیم با توجه به محدودیت های ایمنی ذاتی در منطقه پر خطر (مانند معدن زغال سنگ) سراغ فرستنده و گیرنده با وات بالاتر برویم.به منظور استقرار و حفظ ونگهداری سیستم های ارتباطی معدن عریض با نظرگرفتن تمام شرایط فوق، ما کابل فیدر سوراخ دار را به عنوان آنتن و همچنین خطوط انتقال پیشنهادمی کنیم. فیدر سوراخ دار به انتشار سیگنال به بیرون یا به خود در میزان کنترل شده اجازه می دهد . که به طور موثر به عنوان یک آنتن طولانی رفتار میکند که می تواند امواج رادیویی را در سراسر گوشه و کنار و خمیدگی ها هدایت کند.است .قدرت خروجی سیستم ارتباطی که به شکل فرکانس بسیار بالا(VHF)یا فرکانس مدوله شده یا(FM) عملیات باند بالا در 146-174 مگاهرتزبافرکانس رادیویی(RF)در آمده است مورد نیاز .یک معدن زیرزمینی است.کابل های ممتاز مشخص شده برای فرکانس بیش از محدوده ی مورد نیاز برای پاسخگویی ویژگی های صنعت معدن را پاسخ میدهند . این ممکن است با توجه به نیازهای آن ،مقاومت در برابر آتش،مقاوم در برابرآب، و غیره باشد،. تقویت کننده های خط برای جبران خودکار آر اف از دست داده بعد جبران از افت های اضافی در کابل در هر 350 متر از کابل قرار داده شد.این تقویت کننده هادر هر دوجهت به جلو و معکوس به طور مستقل عمل می کنند.همه تجهیزات متصل به برای کابل خود طراحی شده اند. فرستنده و گیرنده های VHF 2 وات با آنتن حلقه و فیدر سوراخ دار به عنوان رسانه مخابره پس از تکرار در فواصل منظم می تواند برای ارتباط در میان راهروهای مستقیم استفاده شود. با توجه به پدیده ی اثر پوست»phenomen«
امواج رادیویی از طریق کابل فیدر سوراخ دار و با کمک ریپیتر در محدوده ی بزرگتری منتشر می شوند،امواج ضعیف می تواندبا قرار دادن ریپیتر در فواصل منظم بیشتر تقویت شده و کل منطقه معدن را می توان تحت پوشش قرارداد
ارتباطات معدنچی محبوس
در معادن زیرزمینی گاهی اوقات فروپاشی سقف یا شکافته شدن دیوار یک طرف یا راهرو باعث فروپاشی طبقات می شود ، کارگران معدن در داخل معدن محبوس می شوند. بسیاری از کارگران معدن زیر تکه بزرگ از سقف افتاده وحبس می شوند.راه های ارتباطی بین معدنچی محبوس و تیم نجات برای پیدا کردن محل دقیق معدنچی محبوس به منظور انجام عملیات امداد و نجات ضروری است . مطالعات نشان داد که میرایی فرکانس پایین کمتر است از بلوک ذغال سنگ .سیگنال آر اف بالای 457 کیلو هرتز مدوله شده می تواند ازبین بلوک زغال سنگ باضخامت بالا منتقل شود.

توسعه وآزمایش میدانی
شاخه ابزار دقیق موسسه مرکزی تحقیقات معدن ، دانباد به طور فعال درگیرتوسعه سیستم های مختلف ارتباطی بی سیم نقاط مختلف معادن زیرزمینی است. برخی از سیستم های توسعه یافته در این زمینه موردآزمایش قرارداده شده اند ودر زیر توضیح داده شده اند.سیستم ارتباطی ار اف محور تغذیه کننده سوراخ دار برای برقراری ارتباط راهرو دخمه های پرپیچ و خم معدن در آینده ی نزدیک اجراخواهند شد.سیستم حامل جریان فعلی که روی نظریه القاکار می کنند برای محور ارتباط استفاده شده اند و همچنین موردآزمایش قرارگرفته اند در راهرو همچنین برای ارتباط خط دید کار همین اصول فرستنده و گیرنده های سیستم حامل جریان فعلی که روی نظریه القاکار می کنند استفاده شوند برای ارتباط محور و همچنین موردآزمایش قرارگرفته درراهرو همچنین برای ارتباط خط دید کار همین اصول فرستنده و گیرنده های VHF و UHF 160 مگاهرتزو450 مگاهرتزباw 1 قدرت انتقال استفاده شده خروجی درراهروهای مستقیم همچنین برای ارتباط خط دید نیز استفاده شده است برای ارتباط قفس. ترنسیور هایی فرکانس متوسط با 457کیلو هرتز و 50میلی وات قدرت برای ایجاد ارتباط صوتی بین معدنچی محبوس و تیم نجات استفاده می شوند.

آزمون های میدانی
آزومون های میدانی انجام شد در عمق 9 پوت و 12 پوت معدن بیگدیگی (عمق حدود 200 متر از زمینسطح)معادن BCCL ، NANDIRA(معدن شیبدار) Chinakuriعمق 612 متری از سطح زمین، Talcher area ، MCL، ECL با وفرستنده و گیرنده های VHF و UHF عدم موضع گیری معدنچی محبوس و تئوری القاء بر اساس سیستم ارتباطی، ترنسپورتر های UHFو VHF در راهرو های مستقیم (افقی ، عمودی) با هدف های ارتباطی مورد آزمایش قرار گرفتند.مشاهده شد که محدوده ی UHF حدود 30 متر در یک راهرو مستقیم بود(ٍباعرض حدود 3 الی 4 متر)همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.
از B تا A و ترنسیور های VHF حدود 75 متر مکان یابی معدنچی محبوس محدوده ی 30 متر در یک راهرو مستقیم داشته و قادر به نفوذ به یک دیوار به ضخامت 3-4 متر بود.سیستم ارتباط مبتنی بر تئوری القاء آزمایش شدند و مشاهده شد که ارتباطات به درستی با فرد موجود در سطح زمین و فرد موجود درزیر زمین برقرار شد همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.ارتباط قفس با فرستنده و گیرنده UHF نیزبرقرار شد. همانطور که در شکل 2 نشان برقرار شده است. ارتباط از سطح زمین (A) برقرار شده با قفسه ی متحرک (B) و سپس به گودال پایین (C). همچنین مشاهده شد که ارتباط توسعه یافت به بیشتر 10 متر از پایین گودال (C) به(D).
آزمایش دیگری که برای ارتباطات خط دید در راهرو های مستقیم زیرزمینی انجام شد مشابه سیستم ارتباطی با استفاده از تئوری القاء است. مشاهده شد که ارتباط می تواندبه نقطه ای که در آن القاء دائمی امکان پذیر است شکل گیرد. این آزمایش همچنین با جستجوی معدنچی محبوس در انجام شددرگودال 12 متری معدن Bagdiggi که درشکل 3 نشان داده شده است.اهداف سیستم انتقال ممکن بودند به ترتیب باشخص AوB ایستاده در شکاف 7 و 9 متری قفسه ی متحرک بی ایستاده درشکاف 9متری .فاصله ی بین هر دو شکاف در حدود 12-15 متراست سیگنال بلند و واضح بوداما سیستم هنوز هم نیاز به برخی از اصلاحات نیاز دارد.

 

[/stextbox]

(توضیحات کامل در داخل فایل)

نوع فایل: پایان نامه
پیشینه : دارد
پروپوزال: دارد
نوع فایل: word
موضوع: دانلود رایگان پایان نامه سیستم های ارتباطی فرکانس رادیویی در معادن
منبع: دارد
رشته: علوم کامپیوتر

لینک دانلود : 

سیستم های ارتباطی فرکانس رادیویی در معادن زیرزمینی هند