CN202948136U - 一种声发射信号远程无线采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及岩体声发射信号采集装置，公开了用于岩体的声发射信号远程无线采集装置，一种声发射信号远程无线采集装置，包括主板、传感器模块和电源，所述的传感器模块包括传感器探头、滤波器和主放大电路，主板包括数字信号处理器，数字信号处理器连接电源，传感器模块通过多通道传感器模块接口与主板连接。本实用新型不仅可传输声发射特征参数，也可传输完整的声发射信号原始测量数据，提高了装置性能，增加了装置灵活性，减少了实际使用时的安装、维护工作量，使得该装置可广泛应用于不同类型岩体工程中。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩体声发射信号采集装置，尤其涉及了一种声发射信号远程无线采集装置。
背景技术
随着人们对岩体声发射现象研究的深入，越来越多的研究结果表明：目前广泛使用的岩体声发射信号采集装置存在以下不足：
（1）由于岩体内部状态变化机理十分复杂，声发射信号的产生及传递受到多种因素影响，现有岩体声发射信号采集装置计算的少量声发射特征参数存在误差，且少量声发射特征参数不能完全反映实际岩体声发射信号的变化规律。
（2）现有岩体声发射信号采集装置一般使用有线电缆连接位于现场的采集装置和监控计算机，当现场采集装置和监控计算机距离较远、监测点数量较多、监测点经常变动时，布线、供电、维护等变得困难且成本急剧增加。
（3）实际岩体声发射信号频率变化范围约为20Hz～80KHz，而现有岩体声发射信号采集装置的频率响应范围仅为20Hz～20KHz，难以满足不同岩体工程需要；同时，现有岩体声发射信号采集装置使用数据传输速率仅为2.4～38Kbit/s的有线网络传输数据，难以岩体声发射信号完整采样数据的实时传输。
发明内容
本实用新型针对现有技术中计算的少量声发射特征参数存在误差、成本高、完整采样数据的实时传输的不足，提供了一种声发射信号远程无线采集装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种声发射信号远程无线采集装置，包括主板、传感器模块和电源，所述 的传感器模块包括传感器探头、滤波器和主放大电路，主板包括数字信号处理器，数字信号处理器连接电源，传感器模块通过多通道传感器模块接口与主板连接。
作为优选，所述的数字信号处理器连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块、外部扩展存储器、备用扩展接口及外围部件，电源连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块和备用扩展接口。
作为优选，所述的数字信号处理器通过ADC接口与多通道传感器模块接口连接，数字信号处理器通过SPI接口与ZigBee通讯模块连接，数字信号处理器通过SCI接口与WCDMA通讯模块连接。
作为优选，所述的传感器探头包括声/电传感器、前置放大器，传感器探头通过滤波器与主放大电路连接，前置放大器通过同轴电缆与滤波器电路连接。
作为优选，声/电传感器采用锆钛酸铅压电陶瓷环。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：不仅可传输声发射特征参数，也可传输完整的声发射信号原始测量数据，提高了装置性能，增加了装置灵活性，减少了实际使用时的安装、维护工作量，使得该装置可广泛应用于不同类型岩体工程中。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1与实施例对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
一种声发射信号远程无线采集装置，如图1所示，包括主板、传感器模块和电源，所述的传感器模块包括传感器探头、滤波器和主放大电路，主板包括数字信号处理器，数字信号处理器连接电源，传感器模块通过多通道传感器模 块接口与主板连接。
数字信号处理器连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块、外部扩展存储器、备用扩展接口及外围部件，电源连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块和备用扩展接口。数字信号处理器通过ADC接口与多通道传感器模块接口连接，数字信号处理器通过SPI接口与ZigBee通讯模块连接，数字信号处理器通过SCI接口与WCDMA通讯模块连接。传感器探头包括声/电传感器、前置放大器，传感器探头通过滤波器与主放大电路连接，前置放大器通过同轴电缆与滤波器电路连接。声/电传感器采用锆钛酸铅压电陶瓷环。
声/电传感器收集声音信号，并将声音信号转换为电信号；前置放大器输出信号，同时进行阻抗变换，以便信号可以经过15～100m的同轴电缆传送到滤波器电路；在实际应用时，可在岩体上钻1～12m深的圆孔，将传感器探头放入孔底，且与孔底、孔壁耦合良好，以便尽可能接近声源点。传感器探头的输出信号经过4阶Butterworth带通滤波器后送入增益可程控的主放大器LMV822，主放大器将输入信号放大到伏特级，以便送入主板模块上的多通道传感器模块接口中。
通过TMS320F2812的外部存储器接口扩展一片CY7C1061，使得主板SRAM容量增加到2M字节；利用软件模拟SPI接口并扩展一片32K字节高速EEPROM25LC256，使得主板支持数据永久存储。
各模块电路所需电源全部由主板提供，支持12～36V电池或外部电源两种供电方式，当使用外部电源时，可对电池进行充电；为了提高电源转换效率，所有电源变换使用DC/DC芯片完成，WCDMA模块在进行数据发送时的瞬间电流可达到1.6A，供给WCDMA模块的电源使用了LDO芯片MIC29302；利用LM393构建了欠压保护电路，当电池或外部电源电压过低时，以中断方式提醒处理器保存重 要数据到EEPROM且发送报警信号给监控主机。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种声发射信号远程无线采集装置，包括主板、传感器模块和电源，其特征在于：所述的传感器模块包括传感器探头、滤波器和主放大电路，主板包括数字信号处理器，数字信号处理器连接电源，传感器模块通过多通道传感器模块接口与主板连接。
2.根据权利要求1所述的一种声发射信号远程无线采集装置，其特征在于：所述的数字信号处理器连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块、外部扩展存储器、备用扩展接口及外围部件，电源连接ZigBee通讯模块、WCDMA通讯模块和备用扩展接口。
3.根据权利要求2所述的一种声发射信号远程无线采集装置，其特征在于：所述的数字信号处理器通过ADC接口与多通道传感器模块接口连接，数字信号处理器通过SPI接口与ZigBee通讯模块连接，数字信号处理器通过SCI接口与WCDMA通讯模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种声发射信号远程无线采集装置，其特征在于：所述的传感器探头包括声/电传感器、前置放大器，传感器探头通过滤波器与主放大电路连接，前置放大器通过同轴电缆与滤波器电路连接。
5.根据权利要求4所述的一种声发射信号远程无线采集装置，其特征在于：声/电传感器采用锆钛酸铅压电陶瓷环。
Priority Applications (1)
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| CN 201220554553 CN202948136U (zh) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | 一种声发射信号远程无线采集装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201220554553 CN202948136U (zh) | 2012-10-26 | 2012-10-26 | 一种声发射信号远程无线采集装置 |
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| CN202948136U true CN202948136U (zh) | 2013-05-22 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202948136U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108344807A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-07-31 | 中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所 | 一种远程声发射故障诊断系统 |
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2012
- 2012-10-26 CN CN 201220554553 patent/CN202948136U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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