CN2089528U

CN2089528U - 矿用地音监测仪

Info

Publication number: CN2089528U
Application number: CN 91204948
Authority: CN
Inventors: 张万斌; 滕学军; 齐庆新; 王淑坤; 吴耀坤
Original assignee: BEIJING EXPLOITATION INST OF COAL SCIENTIFIC RESEARCH GENERAL INST
Current assignee: BEIJING EXPLOITATION INST OF COAL SCIENTIFIC RESEARCH GENERAL INST
Priority date: 1991-04-03
Filing date: 1991-04-03
Publication date: 1991-11-27

Abstract

本实用新型提供了一种具有断电保护电路、电压监视指示电路和楔体结构的传感器的矿用地音监测仪，其特点是当电源电压低于给定值时，可使随机存贮器芯片进入断电保护状态，保存数据可靠性高，一般情况下可保存几十天以上，此外，采用楔形传感器改善了传感器在介质体内的振动波耦合质量，方便了传感器的安装和回收。

Description

本实用新型属于一种弹性波监测仪，适用于监测矿井内冲击地压和评价岩体稳定性。

井下岩体是一种应力岩体，当应力达到一定数值后，一方面由于岩体内微破裂和宏观破裂的产生及发展将伴随有地音产生；另一方面应力岩体变形能的积蓄和释放又与内部的地音活动存在某种联系。因而，通过地音监测就可能对井下岩体工程的稳定性和岩体应力大小及变化做出评价。

目前，矿井内一般采用电池供电式地音监测仪，其基本原理是通过传感器采集的地音信号，经放大后输入微处理机处理，然后送入随机存贮器RAM内保存。但是，目前遇到的主要问题是这种电池供电式地音监测仪一般只能连续工作几十个小时，一旦电池能量用尽，电脑停止工作，RAM中存贮的数据也随之丢失，此外，现有地音监测仪的传感器常出现与钻孔煤岩壁接触不紧密，影响了检测信号的耦合强度和质量。

本实用新型的目的是在现有地音监测仪的基础上，设计一种电压检测，显示及断电数据保护电路，并改进传感器结构，提高其在煤岩体内对地音信号的耦合性能。

本实用新型的发明思想是在现有地音仪的基础上，增设由5V电源，二极管BAT、电池电源BBT、电阻BR15和控制芯片BICA构成的断电保护电路和由稳压三极管BICE、控制芯片BICB、三极管BCT和电阻构成的电压监视指示电路，并对现有地音仪的传感器的结构做了改进、设计了一种由探头体、楔体构成的楔式传感器，探头体和楔体都具有相同角度的楔面，探头体与楔体之间为软连接。

当地音仪中的电池电源低于设定值时，电压监视指示电路将产生以下三种控制信号：1、控制芯片BICB产生一低电压信号送给微电脑BIC3的第7腿，使微电脑复位；2、控制芯片BICB产生一高电压信号送给断电保护电路中的控制芯片BICA的输入端，通过控制芯片BICA控制随机存贮器（RAM）BJC7的写信号 WR，保证当电源电压低于设定值时，随机存贮器存贮的数据不丢失；3、控制芯片BICB产生一高电压信号，经过放大使电源指示灯亮。

本实用新型设计的矿用地音监测仪具有以下特点：

1、实现断电数据保护，数据保存可靠性高。

2、电池电压下降时电源指示灯自动显示。

3、传感器的信号耦合性能好，适用性强。

4、传感器便于安装和回收。

附图1矿用地音监测仪的原理框图

附图2断电保护电路原理图

附图3（A、B）矿用地音监测仪电路原理图

附图4楔式传感器结构示意图

下面结合附图用实施例对本实用新型做进一步描述：

本实用新型提出的矿用地音监测仪由微电脑、字符式液晶显示器、打印机接口、串行数据通讯接口、键盘输入接口、多通道放大器、多通道A／D转换器构成，如图1和图3所示。本实用新型提出的矿用地音监测仪的特点是具有断电保护电路和电压监视指示电路，并改进了地音仪传感器的结构。

断电保护电路由5v电源、二极管BAT、电池BBT、电阻BR15和控制芯片BICA（74HC32）构成，如图2所示。该电路的连接关系是：二极管BAT的正极可接通5v电源，其负极接随机存贮器芯片BIC7Vcc端，电池BBT通过电阻BR15也接到随机存贮器芯片BIC7的Vcc端，控制芯片BICA的Vcc瑞与随机存贮器芯片BIC7的Vcc端相接，控制芯片BICA的两个“与门”输入端分别取随机存贮器BIC7的 CS信号和 WR信号，并且分别与电压监视指示电路输出的高电平检侧信号V相“与”后，控制随机存贮器芯片的片选信号 CS和写信号 WR。

电压监视指示电路由稳压二极管BICE、控制芯片BICB（LM339电压比较器）、三极管BCT和电阻构成，如图3所示。当电池电源低于设定值时，控制芯片BICB将产生一个低电平信号输入微电脑BIC3的第7腿，使微电脑复位，另外产生一个高电平信号（即电压检测信号 V），送给控制芯片BICA的输入端，通过控制芯片BICA控制随机存贮器BIC7的片选信号 CS和写信号 WR，此外还产生一个高电平经过三极管BCT放大，使电源指示灯亮。

本实用新型的断电数据保护电路和电压监视指示电路的工作原理是：5v电源经过二极管BAT向电池BBT充电，电池BBT向随机存贮器芯片BIC7和控制芯片BICA供电，当电池BBT的电压低于设定值时，电压监视指示电路中的控制芯片BICB将发出一低电平信号使微电脑复位，发出一个高电平信号送给控制芯片BICA的输入端，控制芯片BICA立即锁住随机存贮器BIC7的片选信号 CS和写信号 WR随机存贮器芯片BIC7自动进入断电保护状态，在此状态下，可以使随机存贮器（RAM）中的数据长期保存，不丢失。

为了提高矿用地音监测仪传感器在煤岩钻孔中的信号耦合质量，本实用新型设计了一种由探头体1、楔体2、信号电缆3、连接绳4和拉绳5构成的分块楔体结构的传感器，如图4所示。探头体1的尾部为楔形，其楔角与楔体2的楔角相同，两者的接触面为平面，探头体1与楔体2之间由接绳4连接。其特点是接收性能好，适用性强，由于采用楔体结构，所以对于不同大小的孔径只要将楔体敲紧就可以使探头体1与煤岩体紧密接触，从而保证良好的接收性能。此外，还便于安装和回收，在井下选择观测地点施工钻孔，将探头用本棍入孔内，然后用本棍轻轻敲击楔体尾部，即可使探头紧密地与煤岩体接触。监测结束时只要用力拉拉绳，将楔体2连同探头体1一齐拉出，即将整个传感器回收。

Claims

1、一种由微电脑、字符式液晶显示器、打印机接口、串行数据通讯接口、键盘输入接口、多通道放大器、多通道A/D转换器和传感器构成的矿用地音监测仪，其特征在于：

(1)具有由5V电源、二极管BAT、电池电源BBT、电阻BR15和控制芯片BICA构成的断电保护电路，二极管BAT正极可接通5V电源，负极接随机存贮器BIC7的V_cc端，并且通过电阻BR15接电池电源BBT的正极，控制芯片BICA的V_cc端与随机存贮器BIC7的V_cc端相接，控制芯片BICA的两个“与门”的输入端之一分别取随机存贮器BIC7的 CS信号和 WR信号，并再分别与电压检测信号 V相“与”后，控制随机存贮器BIC7的片选信 CS和写信号 WR；

(2)具有由稳压二极管BICE、控制芯片BICB、三极管BCT和电阻构成的电压监视指示电路，当电池电源低于设定值时，控制芯片BICB将产生一个低电平信号给微电脑BIC3的第7腿，使BIC3复位，并且产生一个高电平信号(即电压检测信号 V)送给控制芯片BICA的输入端，通过BICA控制BIC7的片选信号 CS和写信号 WR，还产生一个高电平信号通过三极管BCT放大，使电源指示灯亮；

2、一种如权利要求1所述的矿用地音监测仪，其特征在于具有由探头体1、楔体2构成的传感器，探头体1和楔体2都具有相同角度的楔面，探头体1与楔体2之间为软连接。