RU1822992C - Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material - Google Patents

Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material

Info

Publication number
RU1822992C
RU1822992C SU894792490A SU4792490A RU1822992C RU 1822992 C RU1822992 C RU 1822992C SU 894792490 A SU894792490 A SU 894792490A SU 4792490 A SU4792490 A SU 4792490A RU 1822992 C RU1822992 C RU 1822992C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
counter
acoustic emission
input
zones
pulses
Prior art date
Application number
SU894792490A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Наумович Любашевский
Игорь Владимирович Матвеев
Виталий Александрович Моргунов
Original Assignee
Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта filed Critical Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта
Priority to SU894792490A priority Critical patent/RU1822992C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1822992C publication Critical patent/RU1822992C/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Использование: дл  нераэрушающе- го контрол  деформационного состо ни  горных выработок, целиков горных пород JI-HZ1 J и инженерных сооружений, а также дл  исследований в области прогноза горных ударов и землетр сений. Сущность изобретени : с преобразовател  1 упругой энергии в электрическую сигнал поступает на предусили- тель 2 и по линии св зи 3 - на блоки определени  интегральной амплитуды 4, интегральной энергии 5 и количества акустических импульсов 6. Блок 4 включает линейный детектор или балансный перемножитель, соединенный с быстродействующим преобразователем направлени  в частоту и счетчиком с переменным коэффициентом счета Этот блок позвол ет существенно повысить динамический диапазон регистрируемых импульсов . Нар ду с дискретными импульсами устройство может измер ть шумовой сигнал посто нной и медленно мен ющейс  амплитуды . 3 ил. СО с 00 ю ю о о N3Use: for non-destructive monitoring of the deformation state of mine workings, pillars of rocks JI-HZ1 J and engineering structures, as well as for research in the field of forecasting rock shocks and earthquakes. SUMMARY OF THE INVENTION: from an elastic energy converter 1 to an electric signal, it is transmitted to a preamplifier 2 and via a communication line 3 to blocks for determining the integrated amplitude 4, integrated energy 5 and the number of acoustic pulses 6. Unit 4 includes a linear detector or a balanced multiplier connected with a high-speed direction-to-frequency converter and a counter with a variable counting coefficient. This block can significantly increase the dynamic range of the detected pulses. Along with discrete pulses, the device can measure a noise signal of a constant and slowly varying amplitude. 3 ill. СО с 00 ю о о N3

Description

канал св  зцcommunication channel

Фаг. /Phage /

Изобретение относитс  к геофизическим методам исследовани  напр женного состо ни  земной коры, в частности, к прогнозу землетр сений и служит дл  оперативного выделени  зон динамической структурной перестройки, определени  их пространственного расположени .The invention relates to geophysical methods for studying the stress state of the earth's crust, in particular, to the prediction of earthquakes and serves to quickly identify zones of dynamic structural adjustment, determine their spatial location.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона и повышение информативности измерений.The purpose of the invention is to expand the dynamic range and increase the information content of measurements.

На фиг.1 показана структурна  схема устройства; на фиг.2 - схема блока интегральной амплитуды; на фиг.З - схема счетчика с переменным коэффициентом счета.Figure 1 shows a block diagram of a device; figure 2 - block diagram of the integrated amplitude; Fig. 3 is a counter diagram with a variable counting coefficient.

Устройство содержит N приемников сигнала акустической эмиссии, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных преобразовател  1 упругой энергии в электрическую, предусилител  2. линии св зи 3. блока 4 определени  интегральной амплитуды, блока 5 определени  интегральной энергии, блока 6 определени  количества акустических сигналов, цифроаналоговых преобразователей 7, блока 8 синхронизации, а также блока 9 предварительной обработки информации, получаемой в блоке определени  количества акустических сигналов.The device contains N acoustic emission signal receivers, each of which consists of a series-connected elastic-to-electric energy converter 1, preamplifier 2. communication lines 3. integrated amplitude determination unit 4, integrated energy determination unit 5, acoustic signal quantity determining unit 6, digital-to-analog transducers 7, synchronization unit 8, and also block 9 for preliminary processing of information obtained in the unit for determining the number of acoustic signals.

Это устройство работает следующим образом: акустический сигнал, возникающий в исследуемом объекте, возбуждает один или несколько преобразователей 1 упругой энергии в электрическую. Усиленный предварительным усилителем 2 электрический сигнал передаетс  по линии св зи 3 на блоки определени  интегральной амплитуды и интегральной энергии 4,5 и количества акустических импульсов 6,This device operates as follows: an acoustic signal that arises in the object under study excites one or more converters 1 of elastic energy into electrical energy. The electric signal amplified by the preamplifier 2 is transmitted via a communication line 3 to the units for determining the integral amplitude and integrated energy 4.5 and the number of acoustic pulses 6.

Блок определени  интегральной амплитуды устроен следующим образом. Сигнал с линии св зи поступает на вход линейного детектора 10. Выходной однопол рный сигнал поступает на вход быстродействующего преобразовател  напр жени  в частоту 11. Таким образом, за врем  интегрировани , которое задаетс  блоком синхронизации в зависимости от задачи эксперимента, состо ние счетчика 12 будет определ тьс  выражением: S / IA(t)l dt. Блок определени The integral amplitude determination unit is arranged as follows. The signal from the communication line is fed to the input of the linear detector 10. The output unipolar signal is fed to the input of a high-speed voltage to frequency converter 11. Thus, during the integration time, which is set by the synchronization unit depending on the experiment task, the state of the counter 12 will be determined by the expression: S / IA (t) l dt. Definition Block

тt

интегральной энергии сигнала строитс  по той же схеме, что и блок определени  интегральной амплитуды, только вместо линейного детектора 10 ставитс  перемножитель и сигнал поступает одновременно на два его входа, а на выходе балансного перемножител  будет сигнал, пропорциональный квадрату мгновенного значени  амплитуды сигнала, т.е. за врем  интегрировани  на выходе счетчика 12 будет состо ние, определ емое выражением Е / A (t)dt, т.е.the integral energy of the signal is constructed in the same way as the integral amplitude determination unit, only instead of the linear detector 10 a multiplier is placed and the signal is supplied simultaneously to its two inputs, and the output of the balanced multiplier will have a signal proportional to the square of the instantaneous value of the signal amplitude, i.e. . during the integration time, the output of the counter 12 will be the state defined by the expression E / A (t) dt, i.e.

тt

энерги  прин того сигнала за врем  г. Счетчик с переменным коэффициентомenergy of the received signal over time g. Variable coefficient counter

счета выключает первый счетчик 13 на входе коммутатора и второй счетчик на выходе с последнего. Схема работает следующим образом: в начале цикла счета пока 6-ой разр д счетчика 15 находитс  в состо нии О.account turns off the first counter 13 at the input of the switch and the second counter at the output from the last. The scheme works as follows: at the beginning of the counting cycle, until the 6th bit of the counter 15 is in the O state.

0 на его вход приходит сигнал от преобразовател  напр жени  в частоту ПНЧ через 1 - вход коммутатора 14. После прохождени  32 импульсов, 6-ой разр д счетчика 15 переходит в состо ние 1 и переключает комму5 татор 14. Теперь на вход счетчика 15 приходит только каждый второй импульс от ПНЧ (работает 2-й канал коммутатора). Следовательно . 7-й разр д счетчика 15 переключитс  в состо ние 1 после0 to its input comes the signal from the voltage converter to the frequency of the VLF through 1 - the input of the switch 14. After 32 pulses pass, the 6th bit of the counter 15 goes into state 1 and switches the switch 14. Now the input to the counter 15 comes only every second pulse from the VLF (the 2nd channel of the switch is working). Hence . The 7th bit of counter 15 will switch to state 1 after

0 прохождени  96 импульсов от ПНЧ, После перехода 7-го разр да счетчика 15 в состо ние 1 на вход счетчика 15 поступает сигнал с ПНЧ через 3-й канал коммутатора, т.е. с коэффициентом делени  равным 4 и т.д. Та5 ким образом, информационна  емкость счетчика 15 составит 8160 импульсов, т.е. динамический диапазон регистрации энергии сигнала составит 78 дБ при 8-и разр дном представлении информации.0 passage of 96 pulses from the IF, After the 7th bit of the counter 15 goes to state 1, the signal from the IF takes place through the 3rd channel of the switch, i.e., the input from the IF 15 with a division ratio of 4, etc. Thus, the information capacity of the counter 15 will be 8160 pulses, i.e. the dynamic range of recording the signal energy is 78 dB with an 8-bit presentation of information.

0 В устройстве предусмотрена возможность измерени  интегральной амплитуды (интегральной энергии) либо всего сигнала, либо только той его части котора  превышает порог срабатывани  компаратора. Вто5 рой режим целесообразен в услови х интенсивных помех, не превышающих уровн  полезного акустического сигнала; порог срабатывани  устанавливаетс  выше уровн  помехи. Кроме того, такой режим позво0 л ет определить среднюю энергию одного импульса за врем  интегрировани .0 The device provides the ability to measure the integrated amplitude (integrated energy) of either the entire signal, or only that part of it that exceeds the threshold of the comparator. The second mode is advisable under conditions of intense interference, not exceeding the level of the useful acoustic signal; the threshold is set above the interference level. In addition, this mode makes it possible to determine the average energy of one pulse during the integration time.

Изобретение обладает следующими преимуществами: в отличие от известных устройств, не использующих в полной мереThe invention has the following advantages: in contrast to known devices that do not use fully

5 данные об амплитуде и длительности акустической эмиссии, облада  более высокой чувствительностью данное устройство дает принципиальную возможность регистрировать не только процесс трещинообра0 эовани , как.наиболее интенсивный механизм генерации акустической эмиссии, но и другие механизмы, предшествующие трещинообразованию и/или привод щие к внутренней перестройке материалов и гор5 ных пород, что дает возможность селекции всей совокупности сигналов акустической эмиссии по природе их генерации и контрол  различных стадий разрушени  материала (упруга , пластическа  области, ползучесть, крип, дилатанси , трещинообраэование5 data on the amplitude and duration of acoustic emission, having a higher sensitivity, this device makes it possible in principle to register not only the process of crack formation, as the most intense mechanism for generating acoustic emission, but also other mechanisms preceding crack formation and / or leading to internal rearrangement of materials and rocks, which makes it possible to select the entire set of acoustic emission signals by the nature of their generation and control of various stages of fracture tim material (elastic, plastic area, creep, creep, dilatancy treschinoobraeovanie

различных уровней). Важным преимуществом данного устройства  вл етс  его применение в услови х, при которых дискретные сигналы акустической эмиссии практически сливаютс  в непрерывный (скважность ) и когда дискретные методы измерений дают неконтролируемую ошибку. Это прежде всего относитс  к нарастающему процессу деформировани  земной коры в период подготовки землетр сений.various levels). An important advantage of this device is its use under conditions in which discrete acoustic emission signals practically merge into continuous (duty cycle) and when discrete measurement methods give an uncontrolled error. This primarily relates to the growing process of deformation of the earth's crust during the preparation of earthquakes.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  регистрации акустической эмиссии зон динамической структурной перестройки геоматериэла, состо щее из последовательно соединенных преобраВход от.SUMMARY OF THE INVENTION A device for recording acoustic emission of zones of dynamic structural adjustment of a geo-material, consisting of series-connected transforms Input from. -Sh Сброс от устрой ства синхронизацииReset from sync device зовател  механических колебаний в лект рические, усилитет , линии св зи компаратора , блока предварительной обработки сигнала, счетчика и регистратора, отличаюmechanical oscillator in the electric, amplifier, communication lines of the comparator, signal preprocessing unit, counter and recorder, distinguish щ е е с   тем, что, с целью расширени  динамического диапазона и повышени  информативности измерений, к выходу линии св зи подключены последовательно линейный детектор или балансный перемножитель , быстродействующий преобразователь напр жени  в частоту и счетчик с переменным коэффициентом счета, включающий первый счетчик на входе коммутатора и второй счетчик на выходе последнего, подключенного к входу регистратора.In addition, in order to expand the dynamic range and increase the information content of measurements, a linear detector or a balanced multiplier, a high-speed voltage-to-frequency converter, and a counter with a variable counting coefficient, including the first counter at the input of the switch, are connected in series to the output of the communication line and a second counter at the output of the last connected to the input of the recorder. Фиг. ZFIG. Z ВыходOutput Фиг.ЗFig.Z
SU894792490A 1989-12-26 1989-12-26 Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material RU1822992C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894792490A RU1822992C (en) 1989-12-26 1989-12-26 Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894792490A RU1822992C (en) 1989-12-26 1989-12-26 Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1822992C true RU1822992C (en) 1993-06-23

Family

ID=21496778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894792490A RU1822992C (en) 1989-12-26 1989-12-26 Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1822992C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 894632, кл. G 01 V 1/00, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1396105,кл. G 01 V1/00. 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5406530A (en) Pseudo-random binary sequence measurement method
ES422198A1 (en) Metal impact monitor
US3050150A (en) Methods for investigating earth formations
RU1822992C (en) Device for indicating acoustic emission of zones of dynamic structural rearrangement of geologic material
CN207963950U (en) Lumber quality detecting system
CN108168622A (en) Lumber quality detecting system
SU1345109A1 (en) Receiving section of ultrasonic flaw detector
SU622024A1 (en) Method of storing seismic signals
SU909660A1 (en) Method of measuring time intervals in acoustic well-logging
SU898369A1 (en) Well-logging equipment for gas and oil wells
SU1396105A1 (en) Method of multichannel apparatus for determining the zones of active jointing in the process of deformation of rock and other materials
SU1679428A1 (en) Multichannel instrument for measurement of parameters of acoustic emission in rocks
SU1740665A1 (en) Method of forecasting rock disintegration
SU1226302A1 (en) Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface
SU779963A1 (en) Device for acoustic well-logging
US4484313A (en) System for measuring shear wave travel times
SU705399A1 (en) Method of determining kinematic and dynamic characteristics of elastic waves in rocks
SU1421862A1 (en) Apparatus for determining the degree of shock hazard of portions of rock body
SU842682A1 (en) Electric prospecting correlation device
RU1797697C (en) Method of determining zero time reference in measuring propagation time of acoustic waves in materials
SU1728812A1 (en) Device for seismic prospecting
RU2071563C1 (en) Device for determining degree of rock mass impact- or outburst-hazard
SU898366A1 (en) Device for acoustic well-logging by longitudinal and transvers waves
SU1742475A1 (en) Device for rock mass shock hazard control using acoustic signals
SU1427286A1 (en) Device for measuring time of propagation of ultrasound in materials