Устройство для определения координат источника акустической эмиссии Советский патент 1992 года по МПК G01V1/00 G01V1/24 

Наиболее близким техническим решением является многоканальное устройство для локации источника акустической эмиссии, каждый из каналов котброго 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 возможность работы устройства в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является повышение точности определения координат.

Устройство состоит из п 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 вторь1м (управляющим) входом блока селекции первого канала, а вход - с вторым входом блока 8 измерения параметров, вход которого соединен с выходом блока 4 селекции первого канала измерения и входами второго и п-го каналов блока 4 селекции, выходы вычислителя 6 и блока В измерения параметров 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 (. параллельно с входами АЦП, линии задержки и блока селекции).

Устройство работает следующим образом.

Смесь 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 At3, равное во всех каналах. Величина задержки выбирается из условия

At3 V

+ Ate

макс

мин

где УМИН - минимальное значение распространения сейсмоакустических волн в контролируемой среде;

А 1макс расстояние между датчиком первого (запускающего) канала и датчиком, установленным на максимальном удалении от первого;

Ato - интервал времени обработки (анализа) сигнала селектором первого канала,

В первом (запускающем) канале после АЦП 3 сигналы сразу же (без задержки на время А t3) 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 С АЭ 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 блоке В 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 (признаков) селекции сигналов от данного (единичного) проявления (акта) АЭ.

Таким образом, на соответствующие входы вычислителя б 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 4 селекции первого (запускающего) блока канала, закодированные значения которых поступают на вход блока 9 памяти. Блок 8

измерения параметров также осуществляет корректировку (установку) заданных значений признаков блока 7 сравнения, что позволяет, регулируя объем 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 первь1й кднал 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 по п-й), позволяет повысить точность определения координат источников акустиче;кoй 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.

5Формул а и 3 о бретени я

Устройство для определения координат источника акустической эмиссии, содержащее по крайней мере три канала измерения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика, усилителя, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), блока селекции, вычислителя, блока памяти, а также регистратора и блока управления, выход которого параллельно соединен с управляющими входами АЦП, блока памяти и вычислителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения координат, оно дополнительно снабжено блоком :равнения, блоком измерения параметров, а 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, причем управляющий вход блока селекции первого канала

0 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 - с

5 выходом блока измерения параметров, вход Kotoporo соединен с выходом блока селекции первого канала, второй вход блока паJияти соединен с выходом блока измерения параметров, а выход блока управления параллельно соединение синхронизирующими входами линии задержки, блоков селекции, сравнения и измерения параметров.

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- вь1шение 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.