Устройство для определения напряженного состояния массива горных пород
Изобретение относится к геомеханике и предназначено для оценки напряженного состояния массива горных пород в процессе его отработки подземным способом. Цель изобретения - повышение точности, информативности и оперативности определения напряженного состояния массива горных пород за счет обработки сигналов в реальном масштабе времени. Устройство содержит датчики 1-100 упругих колебаний, подключенные через предусилители 101-200 к входам мультиплексора (МП) 201, один выход которого через блок 211 управления подключен к входам акусто-электронного Фурье преобразователя (АЭФП) и детектора 209. Второй вход МП 201 через последовательно соединенные АЦП 202, преобразователь 203 временного масштаба и ЦАП 204 подключен к второму входу АЭФП, выход которого подключен к АЦП 210, причем АЭФП состоит из последовательно соединенных линейно-частотно-модуляционного фильтра 205, смесителя 206, второго аналогичного фильтра 207 и подключенного к второму входу смесителя 206 линейно-частотно-модуляционного генератора 208. На выходе МП 201 коммутируются сигналы акустической эммиссии с датчиков 1-100 на вход АЦП 202, откуда 8-разрядные коды чисел поступают на преобразователь 203. Здесь формируется частота для согласования работы АЭФП. Производительность АЭФП обеспечивает обработку сигналов с полосой 1,8 мГц с точностью, сравнимой с точностью 8-разрядного АЦП. С выхода АЭФП сигналы поступают на вход детектора 209 для формирования огибающей полученного спектра, а с выхода АЦП 210 8-разрядные коды чисел поступают на вход информационно-вычислительного комплекса для сопоставления полученной информации с критическими значениями частот и соответствующих им энергий для данного типа работ. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 39/00
ГО :УДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21),4493525/24-03 (22) 01.09.88 (46) 30.11.90,Бюл. N 44 (75) А.В.Бакулин и В.H.Áàêóëèí (53) 622.23.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1 48516, кл. Е 21 С 39/00, 1986. вторское свидетельство СССР
hb 1 44914, кл. Е 21 F 5/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА
ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к геомеханике и пре назначено для оценки напряженного состояния массива горных пород в процессе,, Ы„, 1610007 А1 его отработки подземным способом. Цель изобретения — повышение точности, информативности и оперативности определения напряженного состояния массива горных пород за счет обработки сигналов в реальном масштабе времени. Устр-во содержит датчики 1100 упругих колебаний, подключенные через предусилители 101 — 200 к входам мультиплексора (МП) 201, один выход которого через блок 211 управления подключен к входам акустоэлектронного Фурье-преобразователя (АЭФП) и детектора 209. Второй вход МП 201 через последовательно соеди- . ненные АЦП 202, преобразователь 203 временного масштаба и ЦАП 204 подключен к
1610001 второму входу АЭФП, выход которого подключен к АЦП 210, причем АЭФП состоит из последовательно соединенных линейно-частотно-модуляционного фильтра
205, смесителя 206, второго аналогичного фильтра 201 и подключенного к второму входу смесителя 206 линейно-частотно-модуляционного генератора 208. На выходе МП 201 коммутируются сигналы акустической эмиссии с датчиков 1 — 100 на вход АЦП 202, откуда 8-разрядные коды чисел поступают на преобразователь 203. Здесь формируется частота для согласования работы АЭФП.
Изобретение относится к геомеханике и может быть использовано для оценки напряженного состояния массива горных пород в процессе его отработки подземным способом, Цель изобретения — повышение точноcTvi, информативности и оперативности определен ия напряженного состояния масслва горных пород за счет обработки сигналов в реальном масштабе времени.
Нэ чертеже приведена структурная блок-схема устройства для определения напряженного состояния массива горных пород
Устройство содержит датчики упругих калебанлй. 1 100, предусилители
101.„200, мультиплексор 201, аналого-цифровые и реоб разо ватели (АЦП) 202, 210, преобразователь 203 временного масштаба, линейно-частотно-модуляционные фильтры
205, 207, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 204, смеситель 206, линейно-частотно-модуляционный генератор 208, детектор 209, блок управления 211.
Устройство для определения напряженного состояния массива горных пород включает последовательно соединенные датчики упругих колебаний, предусилители, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, акустоэлектронный
Фурье-преобразователь, включающий последавательно -оединенные первый линейночастотно-модуляционный фильтр, смеситель, второй линейно-частотно-модуляционный фильтр, и линейно-частотно-модуляционный генератор, вход которого подключен к блоку управления, а выход соединен с сдним из входов смесителя, причем Ф рье-преобразователь соединен последовательно с входом детектора, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого подклю5
Производительность АЭФП обеспечивает обработку сигналов с полосой 1,8 мГц с точностью, сравнимой с точностью 8-разрядного АЦП. С выхода АЭФП сигналы поступают на вход детектора 209 для формирования огибающей полученного спектра, а с выхода АЦП 210 8-разрядные коды чисел поступают на вход информационновычислительного комплекса для сопоставления полученной информации с критическими значениями частот и соответствующих им энергий для данного типа работ. 1 ил, чек к информационно-вычислительному комплексу, причем один из входов детектора подключен к блоку управления, Устройство работает следующим образом.
Сигналы акустической эмиссии (АЭ) с датчиков 1 — 100 усиливаются предусилителями 101 — 200 и последовательно поступают на вход мультиплексора 201, который коммутирует сигналы АЭ на вход АЦП 202, откуда восьмиразрядные коды чисел поступают ка преобразователь 203 временного масштаба, В нем производится перенос спектра входного сигнала на три декады по логарифмической шкале, т.е. формируется частота для согласования работы акустоэлектронного Фурье-преобразователя, в котором после ЦАП.204 сигналы поступают на вход Фурье-преобразователя, работающего
flo схеме С вЂ” П вЂ” С (свертка — перемножение— свертка). П роиз водитель ность Фурье-и реобрэзователя обеспечивает обработку сигналов с полосой 1,8 мГц с точностью, сравкимой с точностью 8-разрядного АЦП, откуда сигналы поступают на вход детектора 209 для формирования огибающей полученного спектра. С выхода АЦП 210 8-разрядные коды чисел поступают на вход информационно-вычислительного комплекса для дальнейшего сопоставления полученной информации с критическими значениями частот и соответствующих им энергий для данного типа пород. Используемый Фурье-преобразователь может быть использован как для дискретного, так и для непрерывного преобразований Фурье, обладает высоким быстродействием вследствие одновременного получения сигналов АЭ на выходах всех канальных фильтров и в силу этого обеспечивает высокую степень обработки сигналов АЭ в реальном масштабе времени и способен вести обработку сигналов в диа1610007
Формула изобретения
Устройство для определения напряженного состояния массива горных пород, включающее последовательно соединенные датчики упругих колебаний, предусилиСоставитель М. Китайская
Редактор М. Циткина Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л. Патай
Заказ 3716 Тираж 388 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пазоне от 1 до 20 кГц и числом датчиков упругих колебаний до 10 .
Спектральный анализ множества сигналов АЭ осуществляется после их временного сжатия и мультиплексирования
Фурье-преобразователем. Разрешающая способность такого анализатора спектров равна 25 Гц. Использование цифровой техники обеспечивает активную обработку сигналов АЭ с большого числа датчиков до 10 в реальном масштабе времени. Устройство имеет долговременную память, требуемый динамический диапазон и точность выполнения операций, могут работать в автономном режиме более 56 ч, что весьма ценно для Стационарных долговременных акустических измерений в массиве горных пород, причем Фурье-преобразователь может обеспечить быстродействие порядка 8 10 переключений в секунду. тели, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь временного масштаба. цифроаналоговый преобразователь и блок управления. о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, информативности и оперативности определения напряженного состояния массива горных пород за счет обработки сигналов в реальном масштабе времени, оно
10 снабжено детектором аналого-цифровыми преобразователями и акустоэлектронным
Фурье-преобразователем, включающим последовательно соединенные первый линейно-частотно-модуляционный фильтр, сме15 ситель, второй линейно-частотно-модуляционный фильтр и линейно-частотно-модуляционный генератор, вход которого подключен к блоку управления, а выход подключен к одному из входов смесителя, причем
20 Фурье-преобразователь соединен последовательно с входом детектора, выход которого последовательно подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход которого предназначен для подключе25 ния к информационно-вычислительному комплексу, причем один из входов детектора подключен к блоку управления.
