Многоканальный прибор для измерения параметров акустической эмиссии в горных породах Советский патент 1991 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при исследованиях процессов деформации и разрушения горных пород и грунтов в строительстве и горном деле.

Цель изобретения - повышение точности измерений и увеличение их информативности.

На чертеже представлена функциональная схема прибора.

Многоканальный прибор для измерения параметров акустической эмиссии содержит пьезоэлектрические датчики 1-4, предусилители 5-8, амплитудный пиковый детектор 9, основные усилители 10-13 с фильтрами высоких и низких частот, блок 14 измерения разностей времен прихода импульсов на датчики, блок 15 измерения длительности импульса, блок 16 коммутации, четырехразрядные двоично-десятичные счетчики 17-20 каналов, счетчик 21 абсолютного времени, генератор 22 сигналов опорной частоты, схему 23 управления считыванием со счетчиков в блок твердоО VI

ю

4 Ю 00

тельной памяти, преобразователь 24 параллельного кода двоично-десятичного в последовательный, блок 25 твердотельной памяти. При этом вход амплитудного пикового детектора соединен с выходом пред- усилителя одного из каналов, а выход - с одним из входов схемы измерения разности времен, остальные входы которой соединены с выходами усилителей с фильтрами всех каналов и генератором сигналов опорной частоты, соединенным также с амплитудным пиковым детектором и блоком коммутации, входы которого соединены с выходами блока измерения разности времени блока измерения длительности импульса, вход которого соединен с выходом усилителя с фильтрами первого канала, причем один из выходов блока измерения разности времен соединен с одними из входов счетчиков каналов, другие входы которых соединены с выходами блока коммутации, генератор опорной частоты соединен со счетчиком абсолютного времени и схемой управления.

Прибор работает следующим образом.

Акустические сигналы, возникающие в горных породах вследствие давления, преобразуются датчиками 1-4 в электрические сигналы, с выхода предусилителя 5 первого сигнала поступают на вход пикового амплитудного детектора 9, в котором усиливаются, выпрямляются и преобразуются в последовательность импульсов с частотой 200 кГц и длительностью, пропорциональной максимальной амплитуде подаваемого на вход первого канала импульса. Число импульсов в этой последовательности считается одним из счетчиков (17-20)п-го канала, на вход которого первым приходит импульс акустической эмиссии. Выбор этого счетчика, а также измерение запаздывания приходов импульсов акустической эмиссии на входы других каналов осуществляется блоком 14 измерения разностей времен прихода импульсов, на выходах которого появляются последовательности тактовых импульсов с длительностью, пропорциональной разностям времен запазды- вания прихода импульсов. Эти последовательности считаются счетчиками 17-20 каналов соответствующих каналов, присоединяемыми к блоку 14 с помощью блока 16 коммутации.

С выхода усилителя 10 с фильтрами первого канала исследуемые сигналы поступают на блок 15 измерения длительности импульсов, в котором производится привязка к абсолютному времени, код которого вырабатывается счетчиком 21 абсолютного времени, формируются последовательности тактовых импульсов, пропорциональные длительности исследуемых импульсов, а также формируются последовательности импульсов, равные числу пересечений заданного порогового уровня исследуемыми импульсами. Эти последовательности и код абсолютного времени считаются счетчиками 18-20 каналов, подсоединяемыми через блок 16 коммутации к блоку 15.

0 В схеме 23 управления считыванием со счетчиков формируются импульсы синхронизации работы счетчиков каналов, блока 25 твердотельной памяти и преобразователя 24 параллельного кода в последователь5 ный.

С помощью предлагаемого многоканального прибора можно определять место расположения источника акустических сигналов в горном массиве путем решения си0 стемы уравнений, в которые входят разности времен прихода импульсов на датчики каналов, координаты датчиков и скорости распространения акустических сигналов, а также находить амплитудные

5 распределения и распределения по длительности импульсов за заданный интервал времени. Таким образом, повышается точность получаемых результатов и увеличивается информативность.

0 Формула изобретения

Многоканальный прибор для измерения параметров акустической эмиссии в горных породах, содержащий датчики акустической эмиссии, соединенные с предуси5 лителями, усилители с фильтрами, счетчики каналов, генератор сигналов опорной частоты, преобразователь параллельного двоично-десятичного кода в последовательный, схему управления считыванием со счетчи0 ков, блок твердотельной памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и увеличения их информативности, он снабжен пиковым амплитуд ным детектором, блоком измерения

5 длительности импульса, блоком измерения разности времен прихода импульсов, блоком коммутации, при этом вход пикового амплитудного детектора соединен с выходом предусилителя одного из каналов, а вы0 ход - с одним из входов схемы измерения разности времен, остальные входы которой соединены с выходами усилителей с фильтрами всех каналов и генератором сигналов опорной частоты, соединенным также с пи5 ковым амплитудным детектором и блоком коммутации, соединенным с выходами блока измерения разности времен, блока измерения длительности импульса, вход которого соединен с выходом усилителя с фильтрами первого канала, причем один из

516794286

выходов блока измерения разности времен налов, другие входы которых соединены с соединен с одними из входов счетчиков ка- выходами блока коммутации.

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при исследовании процессов деформации и разрушения горных пород и грунтов в строительстве и горном деле. С целью повышения точности измерений и увеличения их информативности многоканальный прибор для измерения параметров акустической эмиссии в горных породах, содержащий датчики акустической эмиссии, пред усилители, усилители с фильтрами, счетчики импульсов в каналах, генератор сигналов опорной частоты, преобразователь параллельного двоично-десятичного кода в последовательный, схему управления считыванием со счетчиков, блок памяти, дополнительно снабжен пиковым амплитудным детектором, блоком измерения длительности импульсов, блоком измерения разности времен прихода импульсов, блоком коммутации. Прибор позволяет определять путем решения системы уравнений место расположения источника акустических сигналов и находить распределения амплитуд и длительностей импульсов акустической эмиссии. 1 ил. Ј

1ШНШ

пни