Устройство селекции акустических сигналов в массиве горных пород

 

Изобретение относится к контролю состояния массива горных пород. Цель - увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаний. Устройство содержит датчики запуска 1 временной зоны проверки положения источника и проверки 2 положения источника, усилители 3, пороговые блоки 4, элементы 5, 7, 14 И, элементы 8, 12, 15 ИЛИ, формирователь (Ф) 6 временной зоны и Ф 9 цикла селекции. Последний включает пиковый детектор 10 и пороговый блок 11. Устройство имеет два триггера 13, 16, коммутатор 17, блоки 18, 19 измерения параметров сигналов (С). При нахождении источника С со стороны датчика 2 приходящий С через усилитель 3, блок 4, элемент 5 И запускает Ф 6. Одновременно С через элемент 8 ИЛИ запускает Ф 9. Последний разрешает установку триггеров 13 16. Приходящий С попадает в промежуток времени, устанавливаемый Ф 6, проходит элемент 7 И и устанавливает триггер 13. Последний устанавливает коммутатор 17 для прохождения С от датчика 1 на блок 18. При нахождении источника С со стороны датчика 1 на выходе датчика 2 информация появится после окончания временной зоны, устанавливаемой Ф 6. Триггер 16 устанавливается в единицу. Коммутатор 17 переключает С датчика 1 на регистрацию в блоке 19. Устройство осуществляет селекцию слабых С, запустивших Ф 6, но не дошедших до датчика 2. Применение устройства позволяет увеличить время упреждения прогноза и надежность контроля. 3 ил.

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 А1 (19) (11) (51) 4 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 } 4384369/23-03 (22) 24 ° 02. 88 (46) 30,10.89.. Бюл. Р 40 (71) Московский горный институт (72) А.С.Вознесенский и В.В.Суровский (53) 622.35(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1041688, кл. Е 21 С 39/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО. СЕЛЕКЦИИ АКУСТИЧЕС1ИХ

СИГНАЛОВ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к контролю состояния массива.горных пород.

Цель — увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаний.

Устройства содержит датчики 1 и 2 запуска временной зоны проверки положения источника и сигнала проверки положения источника, усилители 3; пороговые блоки 4, элементы И 5, 7, 14, элементы ИЛИ 8, 12, 15, формирователь (Ф) 6 временной зоны и Ф 9. цикла селекции. Последний включает пиковый детектор 10 и пороговый блок 11, Устр-во имеет два триггера 13, 16, 2 коммутатор 17, блоки 18, 19 измерения параметров сигналов (С) . При нахождении источнике С со стороны датчика 2 приходящий С через усилитель 3, блок 4, элемент 5 И запускает Ф 6.

Одновременно С через элемент ИЛИ 8 запускает Ф 9. Последний разрешает установку триггеров 13, 1б. Приходящий С попадает в промежуток времени, устанавливаемый Ф 6, проходит элемент И 7 и устанавливает триггер 13.

Последний устанавливает. коммутатор

17 для прохождения С от датчика 1 на блок 18. При нахождении .источника С со стороны датчика 1 на выходе датчика 2 информация появляется после окончания временной зоны, устанавливаемой Ф 6. Триггер 16 устанавливается в "1". Коммутатор 17 переключает С датчика 1 на регистрацию в блоке 19. Устр-во осуществляет селекцию слабых С, запустивших Ф 6, но не дошедших до датчика 2. Применение устрва позволяет увеличить время упреждения прогноза и .надежность контроля. .3 ил.

1518516

Изобретение относится к горной промьщ|ленности, а именно к технике контроля напряженного состояния массива горных пород с применением автономных устройств контроля напряженно:го состояния по акустическим сигналам.

Цель изобретения — увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаний.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — времен-ные диаграммы его работы для случая расположения источника сигнала в одной из пространственных зон контроля; на фиг. 3 — временные диаграммы для расположения источника сигнала в другой пространственной зоне контроля.

Устройство селекции акустических сигналов в массиве горных пород содержит датчик 1 упругих колебаний (датчик запуска временной зоны проверки положения источника) и датчик 2 (датчик сигнала проверки положения 25 источника сигнала), которые через последовательно соединенные усилители 3 и пороговые блоки 4 соответственно подключены через первьгй элемент

И 5 к входу формирователя 6 временной зоны проверки положения источни| ка сигнала и к входу второго элемента И 7. Прямой выход формирователя

6 временной зоны проверки положения источника сигнала через первый элемент ИЛИ 8 подключен к входу формирователя 9 цикла селекции, состоящего из пикового детектора 10 и порогового блока 11. К входу формирователя

9 цикла селекции через первый элемент,10

ИЛИ 8 подключен также выход одного из пороговых блоков 4. Прямой выход формирователя 6 временной зоны проверки положения источника сигнала через второй элемент И 7 и второй эле-, г, мент ИЛИ 12 подключен к входу установки первого триггера 13, Вход сброса первого триггера 13 подключен к другому входу элемента ИЛИ 12 и к выходу формирователя 9 цикла селекции.

Второй вход Ròîðîão элемента И 7 соединен с одним из пороговых блоков 4, а третий вход подклочен к инверсному выходу триггера 13. Инверсный выход формирова:ел» 6 временной зоны провер55 ки положения источника сигнала через третий эле нт И 14 и третий элемент

ИЛИ 15 подктпочен к входу установки второго триггера 6. Инверсный выход первого триггера 13 соединен с другим входом элемента И 14 и с входом элемента И 5. Вход сброса второго триггера 16 соединен с входом элемента ИЛИ 15 и с выходом формирователя

9 цикла селекции. Инверсный выход второго триггера 16 соединен с входами элемента И 5 и элемента И 14. Прямые выходы триггеров !3 и 16 соединены с коммутатором 17, выходы которого соединены с первым и вторым блоком 18 и 19.измерения пара. метров сигналов 20-41.

Устройство работает следующим образом, При нахождении источника сигнала (не показан) со стороны датчика 2 начало сигнала 20 (момент tg) с датчика 1 упругих колебаний независимо от момента t< начала сигнала 21 с датчика 2 упругих колебаний совпадает по времени с началом сигнала 22 загуска формирователя 6 временной зоны 23 проверки положения источника сигнала и с началом сигнала 24 на выходе формирователя 9 цикла селекции. Сигнал

25 на выходе элемента И 7 совпадает с началом и, сигналя 21,. При этом на входе установки триггера 13 в этот же момент времени находится сигнал 26, Диаграмма 27 показывает изменение сигнала на выходе триггера l3, диаграмма 28 — на выходе элемента И 14.

При этом изменения сигнала 29 на входе установки триггера 16 и сигнала

30 на его выходе отсутствуют. При нахождении источника сигнала в другой пространственной области, находящейся со стороны датчика 1, момент сигнала 31 с датчика 1 находится значительно раньше момента и начала сигнала 32. Сигнал 33 на выходе элемента И 5 начало временной зоны 34 проверКи положения источника сигнала и начало сигнала 35 на выходе формирователя 9 цикла селекции совпадают с моментом t начала сигнала 31. В данном случае сигналы 36-.38 на выходе элемента И 7, выходе установки триггера 13 и выходе триггера 13 неизменны. Сигнал 39 на выходе элемен"га И 14 заканчивается в момент окончания временной зоны 34 проверки, В это время на входа установки триггера 16 присутствует сигнал 40. Сигнал 41 на выходе триггера 16 в этом случае меняет свое состояние.

5 15185

При нахождении источника. сигнала со стороны датчика 2 упругих колебаний проходящий сигнал усиливается усилителем 3, а в пороговом блоке 4 формируется сигнал заданной амплитуды, который затем поступает на второй вход элемента И 5. На остальных входах этого элемента присутствуют в исходном состоянии логические едини- Я цы, поэтому сигнал проходит на его выход и запускает формирователь 6 вре- менной зоны проверки положения источника сигнала. Так как сигнал с выхода формирователя 6 подается на вход 15 элемента И 5, на его выходе присутствует короткий импульс 22. В более поздние моменты времени запускающие сигналы через элемент И 5 не проходят до окончания цикла селекции, так 20 как хотя бы на одном из его входов присутствует сигнал логического нуля с выхода формирователя 9, триггера 13 или триггера 16. Одновременно с запуском подается сигнал на вход элемен-25 та ИЛИ 8, который совместно с сигналом, снимаемым с порогового блока 4, увеличивает напряжение на выходе пикового детектора 10, обеспечивая изменение сигнала 24 на выходе формирователя 9 цикла селекции. Таким образом обеспечивается возможность установки триггеров 13 и 16. В рассматриваемом случае сигнал 21 с датчика 2 начинается во времени или раньше сигнала 20, или позже, но не более чем на величину временной зоны 23 проверки положения источника сигнала.

Поэтому начало сигнала 21 в.момент

С вызывает появление сигнала 26 иа 4О .входе установки триггера 13 . Сигнал этот достаточно. короткий, так как: при установке триггера 13 появление логического нуля на его выходе приводит к появлению логического нуля и 4g на соответствующем входе элемента И

7, что вызывает появление логического .нуля на входе установки триггера 13.

Подачей соответствующего сигнала на коммутатор 17 измерительная информа- 5О ция направляется в первый блок 18 измерения параметров сигналов, регистрирующий сигналы, находяшиеся со стороны датчика 2 упругих колебаний вплоть до Границы имеющей форму од : у ной ветви гиперболоида вращения, направленной в сторону датчика 1. При установке r, ;èããåðà 13 на соответствующем входе элемента И 14, соединен-

16 6 ном с выходом триггера 13, появляется логический ноль. До этого логический ноль имеется на другом входе, соединенном с выходом формирователя 9.

Поэтому в этом случае триггер 16 остается в сброшенном состоянии в течение всего цикла селекции. В том слу— чае, когда источник сигнала находится со стороны датчика 1, сигнал 32 на датчике 2 появляется после окончания временной эоны 34 проверки положения источника сигнала и не вызывает установки триггера 13, так как в момент его появления на входе элемента

И 7, соединенном с выходом формирователя 6, присутствует логический ноль.

Так как на входе элемента И 14, соединенном с выходом триггера 13, присутствует логическая единица, то при окончании сигнала 34 на выходе формирователя 6 на входе элемента И 14 появляются логические единицы и этим сигналом устанавливается триггер 1.6, При этом сигналом с его выхода коммутатором 17 в измерение включается второй блок 19 измерения параметров сигналов. Структура коммутатора 17 может быть различной в зависимости от того, какие параметры акустических сигналов измеряются. Если измеряются длительность сигналов и активность акустической эмиссии, то входы блоков, 18 и 19 измерения параметров сигналов соединяются соответственно с выходами триггеров 13 и 16. Если измеряются другие параметры, например интенсивность акустической эмиссии или средняя частота сигналов (частота максимума спектральной плотности), то в коммутаторе 17 сигналами с выходов триггеров 13 и 16 замыкаются соответствующие ключи, соединяющие выход одного из усилителей 3 с входом соответствующего из блоков 18 и 19 измерения параметров сигналов.

Устройство может быть реализовано как с двумя каналами усиления, так и с одним. В последнем случае вход элемента И .7 соединяется с выходом другого порогового блока 4, в данном случае соединенного с датчиком 1, а датчики 1 и 2 соединяются с входом усилителя 3 через дополнительный коммутатор (не показан), вход управления которого подключают к выходу формирователя 6. Такой варио ант позволяет сократить потребляемый ток (за счет исключения одного из!

518516

УР н ) р н с п

Устройство селекции акустических гналов в массиве горных пород, со- ржащее последовательно соединейные тчики упругих колебаний, усилители .20 пороговые блоки, формирователь цикселекции, включающий последовательсоединенные пиковый детектор и поговый блок, формирователь временной ны проверки положения источника 25 гнала, первый элемент И, коммутатор, рвый вход которого соединен с выхом первого усилителя, первый и втой блоки измерения параметров сигнав, отличающееся тем, 30 о, с целью увеличения чувствительсти регистрации слабых упругих кобаний, оно снабжено вторым и треим элементами И,первым, вторым и етьим элементами ИЛИ, первым и вто- З5 м триггерами, причем выход первого рогового элемента соединен с первым одом первого элемента ИЛИ и вторым одом первого элемента И, первьй, етий и четвертый входы, которого 40 ответственно подключены к инверд д и н р з д

P л ч н т

P п сс илителей, работающих в непрерывм режиме), что увеличивает время боты от одного комплекта питания, в этом случае схема обладает ньшим динамическим диапазоном, Устройство позволяет осуществлять лекцию даже слабых сигналов, застивших формирователь временной ны проверки положения источника гнала, но не дошедших до датчика гнала проверки.

Формул а.из об р е т ения сному выходу формирователя временной зоны проверки положения источника сигнала и второму входу третьего элемента И, инверсному выходу второ. го триггера и третьему входу третьего элемента И, первому входу третьего элемента И и третьему входу второго элемента И, выход первого элемента

И соединен с входом формирователя временной эоны проверки положения источника сигнала, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соепинен с выходом второго порогового блока, выход подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой выход соединен с вторым входом коммутатора, вход сброса подключен к выходу формирователя цикла селекции, первому входу второго элемента ИЛИ, входу сброса второго триггера и первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом, третьеro эле l мента й, выход подключен к установочному входу второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму блокам измерения параметров сигналов, при этом второй вход первого элемента

ИЛИ соединен с прямым выходом формирователя временной зоны проверки положения источника сигнала, выход подключен к входу формирователя цикла

° cелекции.

1518516

Составитель А.Рыбаков

Редактор А.Огар Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Бескид

Заказ 6582(38

Тираж 449

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101