Устройство для определения координат источника акустической эмиссии

Патент 1712918

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится „к горной промышленности и может быть использовано для контроля состояния горного массива, регистрации координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустической эмиссии. Целью изобретения является повь1шение точности определения координат. Устройство для определения координат источника акустической эмиссии содержит п измерительных каналов, каждый из кцторых состоит из последовательно соединенных датчика, усилителя АЦП, блока селекции, а также вычислителя, блока памяти, регистратора и блока управления (синхронизации).выход которого параллельно соединен с управляющими (вторыми) входами АЦП. блока памяти и вычислителя. В устройство дополнительно введены блок измерения параметров, блок сравнения и в каждый канал измерения введена линия задержки, причем в первом (запускающем) канале линия задержки последовательно включена между выходом блока селекции и первым входом вычислителя, а в каждом из остальных каналов измерения линия задержки последовательно включена между выходом АЦП и" первым входом блока селекции первого канала, причем второй (управляющий) вход блока селекции первого канала соединен с выходом блока сравнения, а второй (управляющий) вход блока селекции второго и всех последующих каналов - с выходом блока селекции первого канала, вход блока сравнения соединен с выходом блока измерения параметров, вход которого соединен с выходом блока селекции первого канала, а второй вход блока памяти соединен с выходом блока измерения параметров, выход блока управления параллельно соединен с синхронизирующими входами линий задержки, блоков селекции,сравнения и измерения параметров. 1 ил.СПсю о00>&Изобретение относится к горнОй промышленности и может быть испольЭ;Овано для контроля стояния горного массива, регистрации координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустической эмиссии.Известно устройство для определения координат источника акустической эмиссии, состоящее из нескольких каналов приемасигналов акустической эмиссии (АЭ) и измерителя временных интервалов между сигналами, по значениям которых определяются координаты горных ударов на ЭВМ,Недостатком устройства является низкая надежность контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4695192/25 (22) 03.04.89 (46) 15.02.92. Бюл.М6 (71) Научно-производственное объединение

"Сибцветметавтоматика" (72) Ю.M.Çèíîâüåâ и И,Ю. Кузьмин (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 972433, кл. G 01 Ч 1/24, 1982., Авторское свидетельство СССР

М 989459, кл. 6 01 N29/04,,1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ .(57) Изобретение относится „к .горной промышленности и может быть использовано для контроля состояния горного массива, регистрации координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустической эмиссии. Целью изобретения является по вышение точности определения координат.

Устройство для определения координат источника акустической эмиссии содержит и измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика, усилителя АЦП, блока селекции, а также вычислителя, блока памяти, регистратора и блока управления (синхронизации), Изобретение относится к горнОй промышленности и может быть использовано для контроля стояния горного массива, регистрации координат горных ударов и очагов повышенной сейсмоакустической эмиссии,Известно устройство для определения координат источника акустической эмиссии, состоящее из нескольких каналов приема

„„ Ж „, 1712918 А1 (ss)s G 01 V 1/00 /I G 01 J 1/24 выход которого параллельно соединен с управляющими (вторыми) входами АЦП, блока памяти и вычислителя. В устройство дополнительно введены блок измерения параметров, блок сравнения и в каждый канал измерения введена линия задержки, причем в первом (запускающем) канале линия задержки последовательно включена между выходом блока селекции и первым входом вычислителя, а в каждом иэ остальных каналов измерения линия задержки последовательно включена между выходом АЦП и" первым входом блока селекции первого канала, причем второй (управляющий) вход блока селекции первого канала соединен с выходом блока сравнения, а второй (управляющий) вход блока селекции второго и всех последующих каналов вЂ” с выходом блока селекции первого канала, вход блока сравнения соединен с выходом блока измерения параметров, вход которого соединен с выходом блока селекции первого канала, а второй вход блока памяти соединен с выходом блока измерения параметров, выход блока управления параллельно соединен с синхронизирующими входами линий задержки, блоков селекции, сравнения и измерения параметров. 1 ил.

/ сигналов акустической эмиссии (АЭ) и измерителя временных интервалов между сигналами, по значениям. которых определяк тся координаты горных ударов на ЭВМ.

Недостатком устройства является низкая надежность контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) массива горных пород.

1712918 б

55 зом.

Наиболее близким техническим решением является многоканальное устройство для локации источника акустической эмиссии, каждый из каналов которого состоит из последовательно соединенных датчика, усилителя и аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Недостатком такого устройства является низкая точность определения координат при наличии помех, сопоставимых по уровню с сигналами АЭ, низкая надежность контроля НДС массива, обусловленная необходимостью предварительной записи информации массива перед операцией вычисления координат, что также затрудняет 1 возможность работы устройства в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является повышение точности определения координат.

Устройство состоит из и каналов(п 3), каждый из которых содержит последовательно соединенные датчик 1, усилитель 2, АЦП 3, блок 4 селекции и линию 5 задержки, причем в первом (запускающем) канале линия 5 задержки последовательно включена между выходом блока селекции и первым входом вычислителя 6, а в каждом из остальных каналов линия задержки последовательно включена между выходом АЦП 3 и входом блока 4 селекции, выход блока селекции первого (запускающего) канала соединен с вторыми (управляющими) входами блоков селекции остальных каналов (с 2-го по п-й), а второй управляющий вход блока селекции первого (запускающего) канала соединен с выходом блока 7 сравнения, вход которого соединен с вторым выходом блока 8 измерения параметров, блока 7 сравнения, выход которого соединен с вторым (управляющим) входом блока селекции первого канала, а вход вЂ” с вторым входом блока 8 измерения параметров, вход кото, рого соединен с выходом блока 4 селекции первого канала измерения и входами второго и п.-го каналов блока 4 селекции, выходы вычислителя 6 и блока 8 измерения íàðàметров соединены с соответствующими входами блока 9 памяти, выход которого соединен с входом регистратора 10. Для управления (синхронизации) работой устройства служит блок 11 управления, выход которого соединен с управляющими входами вычислителя 6, блока 7 сравнения и блока 8 измерения параметров, блока 9 памяти и регистратора 10, а также с управляющими входами каждого канала измерения (т.е. параллельно с входами АЦП, линии задержки и блока селекции), Устройство работает следующим обраСмесь шума и сигналов сейсмоакустической эмиссии, распространяющихся в массиве горных пород, преобразовывается датчиками 1 в электрические сигналы, усиливаются усилителями 2, преобразовывается в цифровой код АЦП 3 и во всех каналах (кроме первого) поступает на вход линии 5 задержки, где происходит задержка на время Лтз, равное во всех каналах. Величина задержки выбирается из условия

А З /мин !макс + Л to, где V«H вЂ” минимальное значение распространения сейсмоакустических волн в контролируемой среде;

Л макс вЂ” расстояние между датчиком первого (запускающего) канала и датчиком, установленным на максимальном удалении от первого;

Лто вЂ” интервал времени обработки (анализа) сигнала селектором первого канала, В первом (запускающем) канале после

АЦП 3 сигналы сразу же (без задержки на время Л тз) поступают на блок 4 селекции, сопоставляющий сигналы АЦП 3 с параметрами, задаваемыми с блока 7 сравнения. В случае, если параметры сигнала, пришедшего с выхода АЦП 3 на вход блока 4 селекции первого канала, соответствуют определенным характерным.для САЭ данных горно-геологических условий параметрам (средняя частота релаксации, соотношение длительностей огибающей импульса на нескольких амплитудных уровнях, устанавливаемых. в зависимости от его максимального значения частоты следования и т,д.), предварительно установленным блоком 7 сравнения, параметры сигнала в цифровом коде поступают на вход блока 8 измерения параметров, вход линии 5 задержки (первого канала), далее на первый вход вычислителя 6, а также на вторые входы блока 4 селекции всех остальных каналов для установки параметров (поизнаков) селекции сигналов от данного (единичного) проявления (акта) АЭ.

Таким образом, на соответствующие входы вычислителя 6 поступают закодированные сигналы от одного(единичного) проявления АЭ, по которым определяются их временные параметры (время прихода) и затем вычисляются координаты, значения которых поступают на вход блока 9 памяти.

Блок 8 измерения параметров измеряет параметры сигналов, пропущенных блоком 4селекции первого (запускающего) блока канала, закодированные значения которых поступают на вход блока 9 памяти. Блок 8 1712918 измерения параметров также осуществляет корректировку (установку) заданных значений прйзнаков блока 7 сравнения, что позволяет, регулируя обьем поступающей информации, вести контроль напряженного состояния массива горных пород в реальном масштабе времени. Информация по мере накопления в блоке 9 памяти выводится на регистратор 10. Для управления (синхронизации) работы устройства служит блок 11 управления (синхронизации), выход которого для этого соединен с синхронизирующими входами вычислителя 6, блока сравнения

7, измерения параметров 8 и памяти 9, а также с синхронизирующими входами каждого канала измерения, т.е, параллельно с входами АЦП 3, линии 5 задержки и блока 4 селекции.

Введение линий задержки в измерительные каналы позволяет выделить первый канал как ведущий и только в нем одном проводить предварительную селекцию (выделение полезного сигнала) по заранее заданным признакам, характерным для данных горно-геологических условий, с последующей установкой уточненных этих признаков для селекции, идентификации данного сигнала от одного единичного источника сигнала АЭ в остальных каналах (с второго no n-й), позволяет повысить точность определения координат источников акустиче: ской эмиссии. Введение связи между выводом блока измерения параметров и входом блока сравнения позволяет установить режим работы устройства, соответствующий работе в реальном масштабе времени. Все это приводит к повышению надежности контроля напряженного состояния массива Горных пород.

Устройство эффективно работает при групповой установке датчиков с расстояниями между ними, меньшими расстояния между центром группы, где установлены первый запускающий датчик. и источником САЭ.

5 Формула изобретения

Устройство для определения координат источника акустической эмиссии, содержащее по крайней мере три канала измерения, каждый из которых состоит из последова10 тельно соединенных датчика, усилителя, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока селекции, вычислителя, блока памяти, а также регистратора и блока управления, выход которого параллельно соединен с уп15 равляющими входами АЦП, блока памяти и вычислителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, f с целью повышения точности определения координат, оно дополнительно снабжено . блоком сравнения, блоком измерения пара20 метров, а в каждый канал измерения введена линия задержки, причем в первом, запускающем канале линия задержки последовательно включена между выходом блока селекции и первым входом вычисли25 теля, а в каждом иэ остальных каналов измерения линия задержки последовательно включена между выходом АЦП и первым входом блока селекции, причем управляющий вход блока селекции первого канала

30 измерения соединен с выходом блока сравнения, управляющий вход блока селекции второго и всех последующих каналов измерения соединен с выходом блока селекции первого канала, вход блока сравнения вЂ” с

35 выходом блока измерения параметров, вход которого соединен с выходом блока селекции первого канала. второй вход блока па.мяти соединен с выходом блока измерения параметров, а выход блока управления па40 раллельно соединен с синхронизирующими входами линии задержки, блоков селекции, сравнения и измерения параметров.

1712918

Составитель И.Маслов

Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал: Корректор M.Шароши

Заказ 535 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101