CN201413311Y - 便携式岩体稳定性声发射连续监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩体稳定性监测技术，特别是一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪。目前常用的人工监听声发射监测，则由于采用LED(发光数码二级管)数字指示，对采集到的岩体声发射信号需要人工现场记录，监测仪本身缺乏存储部分，也没有分析处理系统。本实用新型采取在传感器输出端连接有存储器，对岩体、混凝土结构中的声发射事件数、大事件数、声发射能率等特征参数进行全天候的长期连续采集监测，具有参数调整和使用方便、稳定性和可靠性高等特点，可对矿山顶板、矿柱、围岩及边坡、岩体、大坝、库岸等岩体或混凝土结构进行安全稳定性监测。

Description

便携式岩体稳定性声发射连续监测仪

技术领域

本实用新型涉及岩体稳定性监测技术，特别是一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪。

背景技术

目前，声发射技术作为无损伤检测手段已经广泛应用到地质、水利、地震、土建和机械等行业，尤其是在岩体破坏检测和地应力测量中使用越来越广泛。岩体破坏是影响地下工程稳定性的主要因素，声发射对岩体进行检测是分析地下工程稳定性的有效手段。但是目前声发射测定器存在许多缺陷，比如进行岩体稳定性检测时，如果采用在线适时声发射监测，建立监控系统，需要花费大量资金，同时，维护困难，一般中小型矿山都不会采用。如果采用目前常用的人工监听声发射监测，则由于采用LED(发光数码二级管)数字指示，对采集到的岩体声发射信号需要人工现场记录，监测仪本身缺乏存储部分，也没有分析处理系统，效率低下且不便统计分析和事后处理，同时也不能保证监测过程的连续性，对于地下工程或边坡岩体长期稳定性判别具有极大地局限性。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种不需要人工现场记录，能长期连续监测与存储，并分析处理的便携式岩体稳定性声发射连续监测仪。

本实用新型采取技术方案：一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，包括传感器，在传感器输出端连接有存储器；

在存储器输出端连接有分析处理器；

在传感器输出端可以连接有显示器；

传感器为灵敏度高达90mv/g的埋入式声发射传感器；

存储器为64M大容量的FLASH闪存，标准USB总线通讯技术。

本实用新型省去了岩体监测现场人员，避免了可能发生的人员伤亡危险；由于不需要人工现场手工记录，大大提高工作效率；同时能对岩体声发射信号连续监测，保证了岩体声发射信号的准确和完整，对后续通过计算机分析处理岩体长期稳定性提供了第一手可靠材料。

本实用新型传感器是负责对岩体声发射信号采集；

本实用新型存储器是对采集岩体声发射信号进行连续保存；

本实用新型分析处理器是根据存储器保存的岩体声发射信号，通过计算机进行调入、分析、处理、输出声发射参数，分析岩体声发射事件的频度和能量变化趋势，对岩体稳定性作出结论；

本实用新型显示器是对传感器采集岩体声发射信号现场显示。

本实用新型采用声发射测量原理，对岩体、岩土、混凝土结构中的声发射事件数、大事件数、声发射能率等特征参数进行全天候的长期连续采集监测，具有参数调整和使用方便、稳定性和可靠性高等特点，可对矿山顶板、矿柱、围岩及边坡、岩体、大坝、库岸等岩体或混凝土结构进行安全稳定性监测。

采用了灵敏度高达90mv/g的埋入式声发射传感器，结合分析处理输出声发射参数，通过分析岩体声发射事件的频度和能量变化趋势，可判断岩体的稳定性，因此可应用于矿山、交通、水电、地质灾害等领域岩体工程稳定性连续实时监测。

利用程控增益结合低噪声放大电路，使得传感器监测范围直径高达50米，传感器采用不锈钢防水结构，很容易埋入岩体或混凝土结构中，采用了高驱动能力的放大电路，使得传感器电缆可长达50米。实现了自动运算，实时显示并存储典型声发射参数(声发射事件数、大事件数和声发射能率)，64M大容量的FLASH闪存，可连续存储2-3个月的数据，实现了对存储数据的调入、分析、处理、输出声发射参数。

附图说明

图1为本实用新型方框图；

图2为现有岩体声发射监测仪方框图。

具体实施方式

本实用新型传感器埋入岩体或混凝土结构中，传感器信号采集，分为正常采集和连续采集。开机显示时间即为空闲状态，每10分钟就会进入正常采集状态，正常采集时间是3分钟，每10秒计算并记录一次，数据到达1页(528字节)存储。在空闲状态按下连采键进入连续采集状态，数据同正常采集数据依次存储。

(1)传感器内部锲型的铜块起到了类似机械放大的作用，使得灵敏度大为提高，同时筒状结构获得了最大的传感面积，因而获得很高的灵敏度。

(2)传感器内置放大器的智能电源管理，当没有信号时采集器会切断放大器的电源，而当检测到信号时又会唤醒打开放大器的电源，使得仪器可以长时间的全天候工作。

(3)传感器内置的前置放大器采用程控增益的仪表运放，可很好兼顾微伏数量级的小信号和伏数量级的大信号。

(4)声发射传感器由于采用了高负载的电流型运算放大器，可以使得信号传输距离大大增加。

本实用新型存储器是核心部位，它将现场实时监测的数据及时进行存储，岩体在应力作用下破坏前后都会产生大量的声发射，这些参数需要大容量的存储器来进行长期连续存储，以备事后处理分析。

(1)大容量内存管理技术，实时存储并实现了掉电保护，数据存储安全可靠。

(2)标准USB总线通讯技术，使得数据导出非常简单。

(3)超大容量的存储空间和高容量的锂离子电池使得仪器可以长期在线监测。

(4)标准的RS232接口和RS485接口，使得仪器的扩展性大为拓展。

本实用新型分析处理器，通过传感器实现了声发射信号的长期连续监测与存储，获得了岩体声发射的总事件、大事件、能率等主要声发射指标值，实现了存储数据的调入、分析、处理和输出，得到有关三个声发射指标，分析结果一目了然。

(1)本实用新型的数据运算、显示、存储技术，声发射参数可灵活自定义。

(2)本实用新型的数据算法可升级和更换，使得监测结果更为准确直观。

(3)兼容office软件的标准格式，方便用户查看和统计数据。

(4)计算机数学分析软件工具的使用，使得事后分析的功能更为完善和强大。

Claims (5)

1、一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，包括传感器，其特征是：在传感器输出端连接有存储器。

2、根据权利要求1所述一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，其特征是：在存储器输出端连接有分析处理器。

3、根据权利要求1或2所述一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，其特征是：在传感器输出端可以连接有显示器。

4、根据权利要求1或2所述一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，其特征是：传感器为灵敏度高达90mv/g的埋入式声发射传感器。

5、根据权利要求1或2所述一种便携式岩体稳定性声发射连续监测仪，其特征是：存储器为64M大容量的FLASH闪存，标准USB总线通讯技术。

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