Цифровой автоматический измеритель скорости распространения упругих волн

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

59 А ()9) (!!), д!) С 01 Н 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54 ) (57 ) ЦИФРОВОЙ АВТОИАТИЧ ЕСКИИ ИЗИЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УПРУГИХ ВОЛН по авт . св. и 437924, отличающийся тем, что, (61) 437924 (21) 3371269/18-28 (22) 29 ° 12.81 (46) 30,05.83. Бюл. И 20 (72) Е.А. Шеин, В.Г. Носевич и

Д.Д. Шампикова (71) Казахский политехнический институт им. B.È. Ленина (53) 620.179.16:534.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 437924, Nl, 0 01 Н 5/00 1972 (прототип) ° с целью повыщения точности и достоверности, он снабжен задатчиком закона изменения скорости распрострас нения упругих волн по глубине, механически связанным с ним генератором . опорных импульсов и включенными между преобразователем временных интервалов в код и печатающим устройст" вом, последовательно соединенными общим для всех каналов распределите" лем импульсов и по числу каналов преобразователями частота-частота, задатчик подключен к управляющему входу распределителя импульсов, а генератор опорных импульсов подключен к вторым входам преобразователей частота-частота.

1020759

Изобретение относится к средствам контроля физико-механических свойств горных пород и может быть использовано в горнорудной промышленности.

По основному авт . св. М 437924 известен цифровой автоматический измеритель скорости распространения у>1ругих волн, содержащий и каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные сейсмодатчик, час40 тотный фильтр усилитель, фильтр амплитудных помех с блоком индикации и настройки, пороговый каскад, блок формирователя опорного импульса, один на все каналы линейный распре- 15 делитель, оконечный каскад по числу каналов, к второму входу каждого из которых подключен один на все каналы генератор счетных импульсов, в каждом канале подключенный к выходу око20 нечного каскада преобразователь вре- менных интервалов в код, а вторыми выходом и входом - к блоку управления, второй выход которого подключен.

I к вторым входам порогового каскада, 25 к третьим входам преобразователя вре менных интервалов в код и управляющему входу печатающего устройства, ударный блок, соединенный входом с третьим выходом блока управления Г13

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает возможности с высокой точностью и достоверностью измерять трещинова" тость горных пород в массиве, вследствие невозможности учета текстурных особенностей горных пород и закономерностей распределения трещиноватости по глубине массива, а также необходимости использовать графический метод обработки результатов измере4О ний.

Указанные выше недостатки приводят: с одной стороны к тому, что при взрыве сложных стоуктурных массивов вы" ход негабарита достигает 153, с друго" стороны при увеличении удельного расхода взрывчатых веществ (88) происходит переизмельчение руды и повышенный расход ВВ;

Цель изобретения - повышение точ- 0 ности и достоверности измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой автоматический измеритель скорости Распространение упру". гих волн, содержащий п каналов, квж- 5 дый из которых включает последовательно соединенное сейсмодатчик, фильтр амплитудных помех с блоком ин-

2 дикации и настройки, пороговый каскад, блок формирователя опорного импульса, один на все каналы линейный распределитель, оконечный каскад по числу каналов, к второму входу каждого из которых подключен один на все каналы генератор счетных импульсов, в каждом канале подключенный к выходу оконечного каскада преобразователь временных интервалов в код, одно на все каналы печатающее устройство,.а также блок индикации помехи в процессе измерения скорости, одним входом соединенный с выходами блока формирователя опорного импульса, одним выходом - со вторым входом преобразователя временных интервалов в код, а вторыми выходом и входом - к блоку управления, второй выход которого подключен к вторым входам порогового каскада, к третьим входам преобразователя временных интервалов в код и управляющему входу печатающего устройства, ударный блок, соединенный входом с третьим выходом блока управления, снабжен задатчиком закона изменения скорости распространения упругих волн по глубине, механически связанным с ним генератором.опорных импульсов и включенными между преобразователем временных интервалов в код и печатающим устройством, последовательно соединенными общим для всех каналов распределителем импульсов и по числу каналов преобразователями частоо та-частота, задатчик подключен к управляющему входу распределителя импульсов, а генератор опорных импульсов подключен к вторым входам преобразователя частота-частота .

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Цифровой автоматический измеритель скорости содержит п параллельных каналов. Каждый канал включает сейсмодатчик 1, частотный фильтр 2, усилитель 3 в режиме ограничения, фильтр 4 амплитудных помех с,блоком

5 индикации помехи в канале и настройки фильтра амплитудных помех, пороговый каскад 6, блок 7 формирователя опорного импульса, один на все каналы линейный распределитель 8, оконечный каскад 9 по числу каналов, к второму входу каждого иэ каскадов

9 подключен один на все каналы генератор 10 счетных импульсов, в каждом канале подключенный к выходу оконеч1020

3 ного каскада 9 преобразователь 11 временных интервалов в код, одно на все каналы печатающее устройство 12, а также блок 13 индикации помехи в процессе измерения скорости, одним входом соединенный с выходами блока

7 формирователя опорного импульса, одним выходом - к вторым входам преобразователя 11 временных интервалов в код, а вторыми выходом и входом - 10 к блоку 14 уг1равления, второй выход которого подключен к вторым входам порогового каскада 6, к третьим входам преобразователя 11 временных интервалов в код и управляющему вхо- 15 ду печатающего устройства 12, и ударный блок 15, взаимодействующий с испытуемой горной породой 16 и соединенный входом с третьим выходом блока 14 управления. Задатчик 17 за- 20 нона изменения скорости распространения упругих волн по глубине механически связан с генератором .18 опорных импульсов, между преобразователями 11 временных интервалов в код всех каналов и печатающим устройством 12 включены последовательно сое" диненный общий для всех каналов распределитель 19 импульсов и по числу каналов преобразователь частота-частота, задатчик l7 подключен к управляющему входу распределителя 19 импульсов, а генератор 18 опорных им-. пульсов подключен к вторым входам преобразователей частота-частота. За, датчик 17 закона изменения скорости распространения упругих волн по глубине массива в зависимости от геологических свойств пород может быть выполнен, например, в виде интегрирующей цепочки с изменяемыми пара- 40 метрами.

Измеритель работает следующим образом.

ИсследуемЫй участок горной породы 16 разбивается íà и отдельных .45 профилей, вдоль которых с посто" .

RHHblH шагом устанавливаются сейсмодатчики 1. Из определенной точки ударным блоком 15 возбуждаются волны звуковой частоты. Сейсмодатчик 1 50 преобразует колебания горных пород в электрические сигналы, которые проходят через частотный фильтр 2 помех и усиливаются усилителем 3. Для увеличения крутизны фронта первого коле- 55 бания и уменьшения влияния этого фронта на точность показаний усилитель 3 при усилении колебаний рабо759 4 тает в режиме амплитудного ограничения.

Сигнал с выхода усилителя 3 поступает на фильтр 4 амплитудных помех, настроенный таким образом, чтобы не проходили сигналы помехи, сходные по частоте с полезным сигналом, но меньше его по амплитуде. Затем полезный сигнал поступает на блок 5 индикации помехи и настройки фильтра Ч амплитудных помех и на пороговый каскад 6, который выдает прямоугольный импульс в момент прихода полезного сигнала.

Блок 7 формирователя опорного импульса выдает короткий треугольный импульс на вход линейного распределителя 8 по переднему фронту прямоугольного импульса порогового каскада б . Опорные импульсы, пришедшие от всех и каналов блока 7 формирователей опорного импульса, последовательно запускают линейный распределитель 8. На выходах распределителя 8 получаются прямоугольные импульсы, длительность каждого из которых пропорциональна временному интервалу между двумя последующими опорными импульсами (т .е. времени распространения волны от датчика .к датчику).

Прямоугольные импульсы с выходов .распределителя 8 поступают на один из входов оконечного..каскада 9 (схемы И), на второй вход которого поступают треугольные импульсы от генератора 10 счетных импульсов. Таким образом, число импульсов на выходе каждого оконечного каскада 9 пропорциональна соответствующей длитель,ности импульса с выхода распределителя 8, Преобразователь ll временных интервалов в код преобразует число импульсов соответствующего временного интервала в код, который характеризует скорость распространения упругой волны и представляет собой последовательность тактовых импульсов, которая подается на вход пропорционального распределителя l9, имеющего несколько выходов, каждый из которых соответствует определенной глубине измеряемого массива.

Пропорциональный распределитель

19 представляет собой систему двухкодовых амплитудных селекторов или схем И, на один из входов которых подается исходная последовательность импульсов, на второй — изменяющееся напряжение. Каждый селектор настроен

Составитель Н. Долгова

Техре С.Мигунова Корректор И. Демчик, Ре актор Н. Г ишанова. Заказ 3 91/3 Тираж 73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. роектная, 5 1020 так, что при достижении управляющим напряжением определенной величины селектор закрывается и не пропускает на выход импульсы.

На второй вход пропорционального s распределителя 19 подается управляющее напряжение с задатчика 17, которое изменяется в соответствии с эакономерностbe изменения скорости распространения упругой волны по глубине исследуемого массива, в зависимости от его состава и текстурных свойств. Таким образом, на выходах пропорционального распределителя 19 получаются последовательности импуль- . сов пропорциональные скорости распространения упругой волны в массиве на соответствующих глубинах, которые поступают на первые входы преобразователя 20 частота-частота, который 20 преобразует отношения частоты опорных .импульсов к частоте импульсов, характеризующих скорость распространения упругих волн, На вторые входы преобразователя

20 подается кодовая группа импульсов с генератора 18, пропорциональная скорости распространения упругой волный в образце такого же геологического строения и текстуры, как и 30 исследуемый массив. Преобразователь

20 преобразует поступающие группы импульсов в код, который характеризует трещиноватость исследуемого массива на требуемой глубине, и "который no- дается на цифропечатаю@ее устройство и записывается на бумажную ленту.

Блок 14 управления запуском перед каждым измерением приводит в исходное состояние пороговые каскады 6 и преобразователи 11 временных интервалов в код, а затем подает команду на запуск импульсного источника упругих волн звукового диапазона ударного блока 15, Блок 13 индикации помехи в случае помех, сходных по амплитуде и частоте с полезным сигналом,.запрещает показание их на печатающем устройстве 12. После запрещения показаний блок 13 индикации выдает команду блоку 14 управления запуском на пов" торный процесс измерения. После этого блок 14 управления снимает запрет с показаний, выдавая соответствующую команду на блок 13 индикации.

Данный процесс происходит автоматически до появления результатов измерений на печатающем устройстве 12.

Использование изобретения позволяет на 103 по сравнению с базовым объектом повысить точность измерений, исключить необходимость аналитической или графической обработки результатов измерений и за счет этого повысить оперативность измерений.

Повышение достоверности измерения трещиноватости позволяет уменьшить выход негабаритов и снизить расход взрывчатых веществ.