CN201233273Y

CN201233273Y - 爆破测振仪

Info

Publication number: CN201233273Y
Application number: CNU2008200639424U
Authority: CN
Inventors: 庞小虎; 林世雄; 刘泽东
Original assignee: CHENGDU ZHONGKE MEASUREMENT CONTROL CO LTD
Current assignee: CHENGDU ZHONGKE MEASUREMENT CONTROL CO LTD
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2018-06-25

Abstract

本实用新型提供一种爆破测振仪，其电路包括低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、中央处理控制电路、通信接口、高速缓存电路、存储电路及显示电路，其连接关系是，低通滤波电路输出接程控放大电路输入，其输出接抗混叠滤波电路输入，其输出接模/数转换控制电路输入，其输出接高速缓存电路输入，其输出接大容量存储电路输出接显示电路输入，中央处理器输出分别接低通滤波、程控放大、抗混叠滤波、模/数转换控制、高速缓存及存储等电路输入，中央处理器输入/输出分别接通信接口及显示电路输出/输入。精度高，分辨率高，主要用于工程中爆破环境监测。

Description

爆破测振仪

技术领域

本实用新型涉及一种仪器，特别是涉及一种爆破测振仪。

背景技术

目前，公知的爆破测振仪由检测前置传感器、检测仪器及仪器专用分析软件组合而成。首先在电脑上进行采集参数设置，再将前置传感器与被测物钢性接触，传感器与检测器连接，通过仪器或软件设置好仪器触发门限电压值后打开采集模式，当被测物有振动时，由传感器将物理量的振动信号转换为电压信号，当该电压信号超过设定的门限值时，仪器开始记录振动信号，最后手动操作将采集的信号波以及振动速度值和振动频率显示于电脑配置的专用软件上。一般的仪器只能采集有限段数，且采集只能通过仪器的配套软件实现设置及信号分析处理。存在了现场需电脑支持，操作不便，且存储容量有限，采集精度不足，档位调节等问题，不能很好地适应复杂多变的现场情况。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种精度高，存储空间大，超宽量程的信号采集，高智能化控制的爆破测振仪。

本实用新型爆破测振仪其电路包括低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、中央处理控制电路、通信接口、高速缓存电路、存储电路及显示电路，其连接关系是，低通滤波电路输出接程控放大电路输入，程控放大电路输出接抗混叠滤波电路输入，抗混叠滤波电路输出接模/数转换控制电路输入，模/数转换控制电路输出接高速缓存电路输入，高速缓存电路输出接大容量存储电路输出接显示电路输入，中央处理器输出分别接低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、高速缓存电路及存储电路输入，中央处理器输入/输出分别接通信接口电路及显示电路输出/输入。其中，低通滤波电路由电阻R₁～R₆、电容C₁₄～C₁₆及铁电存储器IC₁₂构成；程控放大电路由是阻R₈、R₉、R₁₃、R₂₄和R₃₂，电容C₆、C₁₇、C₂₀、C₃₃、C₆₁～C₆₃、C₇₃～C₇₆，精密放大器IC₁～IC₃，二极管D₁构成；抗混叠滤波电路由电容C₁～C₄、C₇～C₁₀、C₈₂、C₈₁及铁电存储器IC₁₂构成；模/数转换控制电路由2电阻R₃₆及模数转换器IC₁₀构成；中央处理控制电路电阻R₇、R₁₁、R₁₉、R₃₁、R₃₃、R₃₄、R₃₇、R₃₈、R₄₁，电容C₁₂、C₁₃、C₂₁、C₂₃、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₀～C₄₂、C₄₈～C₅₅、C₆₀、C₆₄、C₆₅、C₆₆、C₆₇、C₇₀、C₇₁、C₇₇～C₈₀、C₈₃、C₈₄、C₈₉、C₉₀及C₉₆，晶振X₂和X₃，电源调理器IC₄和IC₅，硬件复位器IC₆，电源比较器IC₇、中央处理器IC₁₁、时钟控制器IC₁₃、电源负压器IC₁₄、二极管D₄、电感L₇、L₈和L₁₁，以及电源输入插件J₂构成；高速缓存电路由缓冲存储器IC₈构成；大容量存储电路由静态存储器IC₁₅构成；显示电路由电阻R₅₁～R₆₀，三极管Q₃及液晶显示模块IC₉构成；通信接口由接插件J₃构成。

本实用新型爆破测振仪的工作原理是，第一步对信号进行调理，首先将振动源产生的振动信号进行低通滤波处理，滤除低频信号，再进行信号放大，以便信号处理，最后进行抗叠滤波，使高阶模态频率很难混叠到低频段，更有利于模态参数识别；第二步将模拟信号转换为数字信号，便于信号处理及存储；第三步进行信号存储，采用能缓存和固态存储器的结合，组成信号存储区域完成对数字信号存储；第四步将信号进行显示(信号波形及特征值)，对内部电路进行实时监测(电压、时间、内部模块)，可结合键盘对部分环节(采样频率)实时控制，实现不同功能间的切换显示；第五步数据信号通信，在采集信号之前可能使用通信接口对部分环节(采样频率)实时控制，在完成存储后通过通信接口将数据上传至处理软件中实施信号其它功能的分析。在整个过程中，中央处理器控制过程的每一环节，是整个仪器的核心。

本实用新型爆破测振仪的优点在于其一，实现高智能化控制，能直接显示出信号的波形及信号的最大值和主频；其二，模拟信号对数字信号的高精度转换，达到直流精度误差小于0.5％，读数精度0.1％；其三，存储空间大，且掉电后数据可自动保存，防止数据信号丢失；其四，实现微弱信号至超大信号间的超宽量程信号检测。通过该仪器对爆破产生的能量进行量化，其数据与国家GB6722-2003爆破安全规程进行对比，对判断爆破对环境产生的影响提供数据及支持标准。主要用于工程爆破中的环境监测。

附图说明

图1：本实用新型电路方框图

图2：本实用新型低通滤波、程控放大、抗混叠滤波及中央处理控制间的电路连接图

图3；本实用新型模/数转换控制、高速缓存、中央处理控制、显示及通信接口间的电路连接图

图4：高速缓存、中央处理控制、低通滤波及抗混叠滤波间的电路连接图。

具体实施方式

本实用新型爆破测振仪其电路包括低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、中央处理控制电路、通信接口电路和、高速缓存电路、存储电路及显示电路，其连接关系是，低通滤波电路输出接程控放大电路输入，程控放大电路输出接抗混叠滤波电路输入，抗混叠滤波电路输出接模/数转换控制电路输入，模/数转换控制电路输出接高速缓存电路输入，高速缓存电路输出接大容量存储电路输出接显示电路输入，中央处理器输出分别接低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、高速缓存电路及存储电路输入，中央处理器输入/输出分别接通信接口及显示电路输出/输入。其中，低通滤波电路由电阻R₁～R₆、电容C₁₄～C₁₆及铁电存储器IC₁₂(PM24C164)构成；程控放大电路由是阻R₈、R₉、R₁₃、R₂₄和R₃₂，电容C₆、C₁₇、C₂₀、C₃₃、C₆₁～C₆₃、C₇₃～C₇₆，精密放大器IC₁～IC₃(OP07)，二极管D₁构成；抗混叠滤波电路由电容C₁～C₄、C₇～C₁₀、C₈₂、C₈₁及铁电存储器IC₁₂(PM24C164)构成；模/数转换控制电路由电阻R₃₆及模数转换器IC₁₀(ADS8342)构成；中央处理控制电路电阻R₇、R₁₁、R₁₉、R₃₁、R₃₃、R₃₄、R₃₇、R₃₈、R₄₁，电容C₁₂、C₁₃、C₂₁、C₂₃、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₀～C₄₂、C₄₈～C₅₅、C₆₀、C₆₄、C₆₅、C₆₆、C₆₇、C₇₀、C₇₁、C₇₇～C₈₀、C₈₃、C₈₄、C₈₉、C₉₀及C₉₆，晶振X₂和X₃，电源调理器IC₄(SP6651)和IC₅(SP8851)，硬件复位器IC₆(MAX811)，电源比较器IC₇(MAX735)、中央处理器IC₁₁(LPC2214)、时钟控制器IC₁₃(PCF8563)、电源负压器IC₁₄(TP7660)、二极管D₄、电感L₇、L₈和L₁₁，以及电源输入插件J₂构成；高速缓存电路由缓冲存储器IC₈((IS61(64)LV51216))构成；大容量存储电路由静态存储器IC₁₅(K9FIG08U0A)构成；显示电路由电阻R₅₁～R₆₀，三极管Q₃及液晶显示模块IC₉(LCM320240)构成；通信接口由接插件J₃构成。

其上述电路的连接关系是，图1：传感器J₁输出端4脚接C₈₂、C₁₀及C₄一端，C₈₁、C₈及C₂一端，J₃-1，C₆、C₁₇及D₁输入，C₇₆、C₇₃、C₆₃、R₆及C₁₆一端，C₇₄、C₃₃、C₂₀、R₄、C₁₄及C₇₅一端。J₁输出端3脚接接R₂一端，R₂另一端接C₁₆和R₆另一端，以及IC₁信号输入端3脚，IC₁信号输入端2脚接其放大输出端6脚和R₂₄一端，R₂₄另一端接接C₇₆另一端和IC₁₀模似输入端47脚。IC₁电源端4脚接R₆₃一端，IC₂和IC₃电源端4脚，C₂₀和C₆₁一端，C₈₂、C₁₀和C₄另一端，IC₁₀模拟电源负压端37脚，以及L₁一端。IC₁电源端7脚接C₇₃另一端，IC₂和IC₃电源端7脚，以及C₃₃另一端和C₆₂一端，以及C₈₁、C₈和C₂另一端，IC₁₀模拟电源正压端39脚，L₃一端，以及R₈一端；R₈另一端接D₁输出端，R₉一端，R₉另一端接C₁₇和C₆另一端，以及IC₁₀外部电压参考端41脚。J₃输出端2脚接R₁一端，R₁另一端接C₁₄和R₄另一端，以及IC₂信号输入端3脚，IC₂信号输入端2脚接其放大信号输出端6脚和R₁₃一端，R₁₃另一端接C₇₄另一端和IC₁₀模似输入46脚。J₁输出端1脚接R₃一端，R₃另一端接C₁₅和R₅一端，以及IC₃信号输入端3脚，IC₃信号输入端2脚接其放大信号输出端6脚和R₃₂一端，R₃₂另一端接C₇₅另一端，以及IC₁₀模似输入端45脚。C₁₅、R₅、C₆₁和C₆₂另一端并接。C₉和C₃的一端接IC₁₀数字电源负压端14脚，以及L₂一端。IC₁₀数字电源正压端12脚接C₇和C₁一端，以及L₄一端。C₉、C₃、C₇和C₁另一端接C₆₀、L₈、C₁₃和C₂₃一端，IC₇接地端6脚，IC₁₁双向I/O端14脚。IC₁₁双向I/O端14脚同时接R₃₄一端。IC₁₁复位测试端135脚接IC₆复位端2脚，IC₆电源输入端3脚串接R₁₉后接手动复位输入端4脚，C₆₀另一端接IC₇外部电流提供输出端2脚，IC₇电压供电端8脚和关机控制端1脚接L₄和L₃另一端，IC₁₄的+5V输出端1脚，C₈₄和C₇₇一端，IC₅电源端1脚，C₈₃和C₇₀一端，以及IC₄电源端1脚。IC₇电压输出端5脚接D₄输入端，C₁₃和C₂₃一端，IC₇时钟频率端7脚接L₈另一端，D₄输出端。IC₁₄的-5V输出端2脚接L₁和L₂另一端，以及D₄输入端。IC₄电源端2脚、数据输入端4脚和5脚同接于C₇₁一端和R₃₁一端，R₃₁另一端接C₇₀一端。IC₅电源端2脚、数据输入端4脚和5脚同接于C₈₀一端和R₃₇一端，R₃₇另一端C₇₇一端。C₈₃、C₇₀、C₇₁、C₈₄、C₇₇、和C₈₀另一端同接于R₄₁和R₃₈一端，C₂₈一端，C₁₂一端，IC₄接地端9脚和8脚，IC₅接地端9脚和8脚，C₅、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₈～C₅₅、C₉₆一端，以及R₃₄与IC₁₁模拟供电3.3V端14脚连接中端。IC₄稳压输出端10脚接L₁₁一端，L₁₁另一端接C₁₂另一端，IC₄转换电压输出端7脚，R₃₃一端及C₂₁一端。IC₄反馈信号输入端6脚和R₃₃另一端接C₂₁和R₃₄另一端。IC₅稳压输出端10脚接L₇一端，L₇另一端C₇₈一端，IC₅转换电压输出端7脚，以及C₇₉一端和R₃₈另一端。IC₅反馈信号输入端6脚C₇₉和R₄₁另一端。C₉₀、C₈₉、C₄₀～C₄₂并联一端接L₁₁另一端。C₉₀、C₈₉、C₄₀～C₄₂并联另一端接C₅、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₈～₅₀并联一端。C₅、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₈～C₅₅并联另一端接L₇另一端。

图2：IC₈地址输入端1～5脚、18～28脚、42～44脚分别接IC₁₁双向I/O端88、87、86、80、74～71、66、65、53、55、56、62、63、46～48、64脚，其中，1脚和2脚同时接IC₁₀地址输入端5脚和6脚。IC₈电源输入端11脚和33脚同时接L₇一端，以及IC₁₀数字I/O电力供应端24脚。IC₈信号地址端正12脚和34脚接IC₉信号地接地端1脚和21脚、Q₃发射极、IC₁₀模似输入端48脚、模似信号地端38脚和36脚、参考地端42脚及模似信号公共地端44脚、IC₁₄接地端4脚，以及J₃的1脚和6脚。IC₈数据输入/输出端7～10脚、13～16脚、29～32脚分别同时接IC₁₁双向I/O端端正98脚、105脚和106脚、108脚和109脚、114～118脚、120脚和124脚，以及IC₁₀三态数据总线输出端16～23脚、26～29脚。IC₈数据输入/输出端35～38脚分别同时接IC₁₀三态数据总线输出端30～33脚、IC₁₁双向I/O端130脚、使能输入端129脚、I/O端127脚和显示器读数端25脚。IC₈使能输入端6脚、高低位控制端40脚和39脚分别接IC₁₁低活跃信号选择端91脚、字节选择信号端96脚和97脚，使能输出端41脚和控制输入端17脚分别同时接IC₁₀信号读取端9脚和转换标示位端8脚，以及IC₁₁使能输出端90脚和使能输入端29脚。IC₁₀信号选择端10脚接IC₁₁片选端35脚。IC₁₀转换繁忙标示端15脚接IC₁₁外部中断端100脚，时钟分频端3脚和4脚同时接IC₉信号接地端38脚、IC₁₀总线宽度设定端7脚和I/O信号接地端25脚和数字信号接地端13脚、以及J₂-2脚，模似输入端45～47脚分别接R₃₂、R₁₃和R₂₄一端，模拟供电端39脚和负模拟电源供应端37脚分别接IC₁电源端7脚和4脚，数字供电端12脚和负面数字化供电端14脚分别接C₁和C₃一端，外部参考电压端41脚接R₉一端，系统时间端11脚串联电阻R₃₆后接IC₁₁数字转换时钟端4脚。IC₉电源输入端2脚接J₃的3脚、IC₁₄的+5V输出端1脚和R₅₁一端、IC₁₁电源输入端15脚和显示器信号输出端19脚、IC₉电源输入端35脚和显示器背光电源端40脚，IC₉显示器指令信号输入端3脚接IC₉显示器指令信号输入端36脚，显示器片选信号端4脚接IC₉显示器片选信号端25脚，同时接显示器片选信号端8脚，显示器写数据端5脚接IC₉显示器写数据端24脚和5脚，显示器时钟端6脚接IC₉显示器时钟端26脚，同时接显示器时钟端6脚，液晶通信接口端7～14脚分别接34～27脚并R₅₉～R₅₂一端后接IC₁₁双向I/O端12～13脚和16～20脚，复位信号端17脚接22脚、Q₃集电极和R₅₁另一端，显示器数据信号输出端18脚接37脚，显示器背光接地端20脚接39脚。Q₃基极串联R₆₀后接IC₁₁复位端32脚，显示器读数端23脚接IC₁₁显示器读数端25脚。IC₁₄的-5V输出端2脚接IC₇电压输出端5脚、电源输入端3脚接J₂的1脚和J₃的2脚。J₃的4脚和5脚分别接IC₁₁外部中断端100脚和信号接口端33脚。

图3：IC₁₅读写判断端7脚接IC₁₁的I/O端121脚，读数据片选端8脚接IC₁₀信号读取端9脚和IC₁₁使能输出端90脚，片选端9脚接IC₁₁片选端30脚，地址锁存端16脚和命令锁存端17脚接IC₈地址输入端1脚、2脚及IC₁₁双向I/Q端88脚、87脚，读数端18脚接IC₁₀转换标示端8脚和IC₁₁使能输入端29脚，片选端端12脚和19脚同时接电源输入端37脚和IC₁₁的3.3V供电电压端2、31、39、51、57、77、94、104、112、119和14脚、以及L₇、IC₁₂电源输入端8脚和3脚、R₇和R₁₁一端，电位端6脚和数字信号接地端13脚接信号接地36脚、J₃的6脚和J₄的8脚，数据输入/输出端29～32脚分别接IC₁₀三态数据总线输出端16～19脚和IC₁₁双向I/O端98、105、106、108脚，数据输入/输出端41～44脚接IC₁₀三态数据总线输出端20～23脚。同时接IC₁₁双向I/O端109脚、114～116脚，IC₁₁双向I/O端117、118、120、124、125、127、129和130脚分别接IC₁₀三态数据总路线输出端26～33脚，双向I/O端11～13、16～20分别接R₅₂～R₅₉一端，测试重置端43脚接其135脚，同时接IC₆复位端2脚，总线时间输入/输出端50脚接IC₁₂和IC₁₃串行时钟端6脚，总线数据输入/输出端58脚接IC₁₂和IC₁₃串行数据地址端5脚，键盘输入端59、61、68、69、75和78脚分别接J₄的6、5、4、3、1和2脚，通信接口83脚接J₃的4脚，供电电压端21脚接J₄的7脚，1.8V供电电压端37脚、110脚和143脚同时接L₁₁，晶振接口端142脚和141脚接X₂两端和C₆₄和C₆₅一端，接地端3、9、26、38、54、67、79、93、103、111、107、128、138和139脚接C₆₄和C₆₅另一端、J₂的2端、IC₁₂信号接地端7脚和4脚、IC₁₂地址接口端1、2脚、C₆₇和C₆₆一端、IC₁₃信号接地端4脚，IC₁₃晶振输入/输出端1脚和2脚接C₆₇和C₆另一端、以及X₃两端，IC₁₃电源接口端8脚接IC₁₄的+5V输出端1脚，IC₁₃的6脚和5脚分别接R₇和R₁₁另一端。

Claims

1一种爆破测振仪，由信号转换及中央处理部分组成，其特征在于电路包括低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、中央处理控制电路、通信接口、高速缓存电路、存储电路及显示电路，其连接关系是，低通滤波电路输出接程控放大电路输入，程控放大电路输出接抗混叠滤波电路输入，抗混叠滤波电路输出接模/数转换控制电路输入，模/数转换控制电路输出接高速缓存电路输入，高速缓存电路输出接存储电路输出接显示电路输入，中央处理器输出分别接低通滤波电路、程控放大电路、抗混叠滤波电路、模/数转换控制电路、高速缓存电路及大容量存储电路输入，中央处理器输入/输出分别接通信接口及显示电路输出/输入。

2、如权利要求1所述的爆破测振仪，其特征在于低通滤波电路由电阻R₁～R₆、电容C₁₄～C₁₆及铁电存储器IC₁₂构成；程控放大电路由是阻R₈、R₉、R₁₃、R₂₄和R₃₂，电容C₆、C₁₇、C₂₀、C₃₃、C₆₁～C₆₃、C₇₃～C₇₆，精密放大器IC₁～IC₃，二极管D₁构成；抗混叠滤波电路由电容C₁～C₄、C₇～C₁₀、C₈₂、C₈₁及铁电存储器IC₁₂构成；模/数转换控制电路由电阻R₃₆及模数转换器IC₁₀构成；中央处理控制电路电阻R₇、R₁₁、R₁₉、R₃₁、R₃₃、R₃₄、R₃₇、R₃₈、R₄₁，电容C₁₂、C₁₃、C₂₁、C₂₃、C₂₄～C₃₂、C₃₇～C₃₉、C₄₀～C₄₂、C₄₈～C₅₅、C₆₀、C₆₄、C₆₅、C₆₆、C₆₇、C₇₀、C₇₁、C₇₇～C₈₀、C₈₃、C₈₄、C₈₉、C₉₀及C₉₆，晶振X₂和X₃，电源调理器IC₄和IC₅，硬件复位器IC₆，电源比较器IC₇、中央处理器IC₁₁、时钟控制器IC₁₃、电源负压器IC₁₄、二极管D₄、电感L₇、L₈和L₁₁，以及电源输出插件J₂构成；高速缓存电路由缓冲存储器IC₈构成；大容量存储电路由静态存储器IC₁₅构成；显示电路由电阻R₅₁～R₆₀，三极管Q₃及液晶显示模块IC₉构成；通信接口由接插件J₃构成。