Устройство для определения времени распространения упругих волн в массиве горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и быть использовано для оценки напряженного состояния и изучения свойств горного массива. Известно устройство для определения времени распространения упругих волн в массиве горных пород, содержащее датчики-, генератор, реле времени, основной реверсивный счетчик и блок индикации С1. Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения. Известно устройство для определения времени распространения упругих волн в массиве горных пород, содержа щее два датчика, выходы которых через усилители подключены ко входам реле времени, третий вход которого подключен к выходу генератора, а вхо через первый элемент ИЛИ - к счетному входу первого реверсивного счетчи ка, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, а кодовый выход со входом блока индикации,второй элемент ИЛИ,.входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей, а выход через дифференциальный дискриминатор - к одному из выходов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора, второй реверсивный счетчик, управляющий .вход которого через формирующий ключ связан со вторым выходом дифференциального дискриминатора , а выход - с одним из входов триггера, и второй элемент И, входы которого соединены с выходами генератора и триггера а выход - со вторым входом первого элемента ИЛИ 2. Недостатком устройства является сложность конструкции, а также большое время измерения + to t где 1из;м + время, необходимое для формирования кода, соответствующего ошибке измерения, которая должна быть скомпенсирована; время, необходимое для работы второго счетмика в реверсивном режиме, за которое информация в нем сосчитается до 0. Цель изобретения - сокращение вре мени измерения и упрощение конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем

что в устройстве, содержащем два датчика, выходы которых через усилители подключены ко входам реле времени, третий вход которого подключен к выходу генератора, а %ыход через первый элемент ИЛИ - к счетному входу лервого реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом триггера, а кодовый выход с входом блока индикации, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей, а выход через дифференциальный дискриминатор - к одному из входов первого элемента И, другой .вход которого соединен с выходом генератора, второй -, реверсивный счетчик, управляющий вход которого через ключ связан с вторым выходом дифференциального дискриминатора, а.выход с одним из входов триггера, и второй элемент И, входы которого соединены с выходами генератора и триггера, а выход - с вторым входом пербого элемента ИЛИ, первый выход дифференциального дискриминатора подключен ко второму входу триггера, а выход первого элемента И - к сметному входу второго реверсивного счетчика.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Устройство содержит датчики 1 и 2 усилители 3 и t, реле 5 времени, генератор 6, элементы ИЛИ 7 и 11, блок 10 индикации, дифференциальный дискриминатор 12, состоящий из пороговых элементов 17 и 18, элемента ИЛИ 19 и ключа 20, основной реверсивный счетчик 8, триггер 9, элементы И 13 и 1, второй реверсивный счетчик 1 и формующий ключ 15.

Выходы датчиков 1 и 2 через усилители 3 и + соответственно подключены к входам реле 5 времени,третий вход которого подключен к выходу генератооа 6, а выход через элемента И 13. Другой вход элемента И 3 соединен с выходом генератора 6, а выход - со счетным выходом реверсивного счетчика 14. Управляющий вход счетчика 14 через, формирующий ключ 15 связан с вторым выходом дифференциального дискриминатора 12, а его потенциональный выход - с другим выходом триггера 9.

Выходы элемента И 1б соединены с выходами генератора 6 и триггера 9, а выход его - с вторым выходом элемента ИЛИ 7Устройство работает следующим образом.

Сигнал сдатчика 1 после усиленияусилителя(3 фиг.2 ),во-первых,включает реле 5 времени(реле включается с запаздыванием, так как имеет определенный

Q порог чувствительности (фиг.2ж), в результате чего тактовые импульсы генератора 6 через указанное реле и элемент ИЛИ 7 начинает поступать на счетный вход реверсивного счетчика 8, работающего в начале цикла измерения в режиме сложение (йиг.2ъ1 и, во-вторых, подается через элемент ИЛИ 11 на дифференциальный дискриминатор 12, вызывая последовательное срабатывание пороговых элементов 17 и 18 нижнего U-, и верхнего U уровней соответственно. Срабатывая, пороговые элементы формируют импульсы, которые проходят через элемент ИЛИ 19 на ключ 20, с выходом которого снимается прямоугольный импульс, равный по длительности времени t нарастания фронта сигнала в точке А (фиг.2б). Этот импульс подается на управляющий вход элемента И 13 и открывает его.на время, равное длительности импульса. В результате этого тактовые импульсы генератора 6 начинают заполнять реверсивный счетчик 14, который в начале цикла

измерения работает в режиме сложение (фиг.2в). В момент времени, соответствующий срабатыванию порогового элемента 18 верхнего уровнл сигмент ИЛИ 7 к счетному входу реверсивного счетчика 8. Управляющий вход счетчика 8 соединен с выходом триггера 9 а кодовый выход его с входом блока 10 индикации. Выход элемента ИЛИ 11 соединен с входом дифференциального дискриминатора 12. Один выход дифференциального дискриминатора 12 подключен к одному из выходов . триггера 9 и эле59нала в точке Л, формирующий ключ 15 выдает импульс (фиг.2г), который поступает на управляющий вход ревер сивного счетчика 1 и переводит его в режим обратного счета, т.е. в режим вычитанч,я (который начинается позже - с приходом очередной пачки импульсов с выхода элемента И 13). Сигнал с датчика 2 после усиления усилителем (фиг,2а), во-первых, включает реле времени (фиг.2). в результате чего поступление тактовы импульсов на реверсивный счеГчик 8 временно прекращается (фиг.2г), и, во-вторых,подается через элемент ИЛИ 11 на дифференциальный дискрими натор 12, вызывая последовательное срабатывание пороговых элементов 17 и 18 нижнего и верхнего уровней и формирования на выходе ключа 20 прямоугольного импульса, ра вного по длительности времени t нарастания фронта сигнала в точке Б (фиг.26). Этот импульс вновь открыва ет элемент И 13, через котррь1Й тактовые импульсы генератора 6 начинают поступать на счетный вход реверсивного счетчика 14 (фиг.2в). Содержимое последнего уменьшается (так как счетчик ранее был переведен в режим вычитания) и через время, равное переходит через нулевое знат / 1 I л чение (t ;, t ). В этот момент сигнал О с потен 1циального выхода реверсивного счет чика 1ЧЧфиг.2д) устанавливает триггер 9 в положение 1. (фиг.2е). Начинается цикл коррекции ошибки измерения ut. Передним фронтом импульса с единичного выхода триггера реверсивный счетчик 8 переводится в режим обратного счета, при этом реверсивный счетчик 1 продолжает работать, считая тактовые импульсы. К концу цикла кЬррекции в нем будет записан код, пропорциональный л1.Одновременно открывается элемент И 16 и тактовые импульсы генератора 6 чере элементы И 16 и ИЛИ 7 вновь начинаю поступать на счетный вход счетчика 8, содеркшмое которого уменьшается на величину, пропорциональную разности, между временем нарастания фро тов выходных сигналов датчиков 1 и Задним фронтом прямоугольного импульса с выхода ключа 20 триггер возвращается в исходное положение О, поступление тактовых импульсов генератора 6 на реверсивный счетчик b прекращается и цикл корреции ошибки измерения заканчивается.В реверсивном счечтике 8 остается код, отображающий истинное значение времени распространения упругой волны в млссиве горных пород. Предлагаемое устрйоство позволяет сократить время измерений до f 1иэм+12И упростить конструкцию устройства за счет уменьшения количества формирующихключей и элементов ИЛИ. Формула изобретения Устройство для определения времени распространения упругих волн в массиве горных пород, содержащее два датчика, выходы которых через усилители подключены к входам реле времени, третий вход которого подключен к выходу генератора, а выходчерез первый элемент ИЛИ - к счетному входу первого реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом триггера; а кодовый выход с входом блока индикации, второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей, а выходы через дифференциальный, дискриминатор - к одному из входов первого элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора, второй реверсивный счетчИк, управляющий, вход которого через формирующий ключ связан с вторым выходом дифференциального дискриминатора, а выход - с одним из выходов триггера, и второй элемент И, входы которого соединены с выходами генератора и триггера, а выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и упрсчцения конструкции устройства, первый выход дифференциального дискриминатора подключен к второму входу триггера, а выход первого элемента И - к счетоному входу второго реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР (f 76531, кл. G 01 N Т/З, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 21 С 39/00, 1977 (прототип).

фиг. I