RU2558651C1 - Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors - Google Patents
Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558651C1 RU2558651C1 RU2014112157/28A RU2014112157A RU2558651C1 RU 2558651 C1 RU2558651 C1 RU 2558651C1 RU 2014112157/28 A RU2014112157/28 A RU 2014112157/28A RU 2014112157 A RU2014112157 A RU 2014112157A RU 2558651 C1 RU2558651 C1 RU 2558651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- seismoacoustic
- sensor
- seismic
- studied
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизике, а именно к способам контроля характеристик сейсмоакустических датчиков, предназначенных для исследования и мониторинга состояния массива горных пород под нагрузкой.The invention relates to geophysics, and in particular to methods for monitoring the characteristics of seismic-acoustic sensors designed to study and monitor the state of a rock mass under load.
Известен [1] способ для измерения динамических характеристик сейсмоакустических датчиков, в котором возбуждался излучающий пьезоэлемент, установленный на торце закладной детали, коротким видеоимпульсом, а на другом конце закладной детали устанавливали исследуемые датчики, на выходе которых измерялись характеристики откликов.There is a known [1] method for measuring the dynamic characteristics of seismic-acoustic sensors, in which a radiating piezoelectric element mounted at the end of the embedded part was excited with a short video pulse, and the studied sensors were installed at the other end of the embedded part, at the output of which response characteristics were measured.
Недостатком технического решения является низкая достоверность в виду того, что не учитываются передаточная характеристика закладной детали излучающего пьезоэлектрического преобразователя и акустические контакты.The disadvantage of the technical solution is the low reliability in view of the fact that the transfer characteristic of the embedded part of the emitting piezoelectric transducer and acoustic contacts are not taken into account.
Наиболее близким является способ [2], в котором выполняется калибровка системы с помощью оптического интерференционного измерителя линейных перемещений, для него в акустический контакт с монолитным передающим блоком вводится стандартный преобразователь акустической эмиссии, устанавливается калибруемый преобразователь акустической эмиссии на место стандартного, запоминается и обрабатывается сигнал.The closest is the method [2], in which the system is calibrated using an optical interference linear displacement meter; for it, a standard acoustic emission transducer is introduced into acoustic contact with a monolithic transmitting unit, a calibrated acoustic emission transducer is installed in place of the standard one, the signal is stored and processed.
К недостаткам следует отнести низкую достоверность, так как оптическим интерферометром снимается информация о смещении поверхности монолитного блока, а не о смещении рабочей поверхности исследуемого датчика. Смещение в точке измерения оптическим интерферометром не совпадает со смещением рабочей поверхности исследуемого датчика, так как не учитывается присоединенная масса, акустический контакт, пространственное распространение акустической волны в монолитном блоке и прочее.The disadvantages include low reliability, since the optical interferometer records information about the displacement of the surface of the monolithic block, and not about the displacement of the working surface of the probe under study. The displacement at the measurement point by the optical interferometer does not coincide with the displacement of the working surface of the probe under study, since the attached mass, acoustic contact, spatial propagation of the acoustic wave in the monolithic block, etc. are not taken into account.
Целью настоящего изобретения является повышение достоверности проводимого контроля.The aim of the present invention is to increase the reliability of the control.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве возбуждающего сигнала используют акустический импульс прямоугольной формы, дополнительно определяют механическое смещение рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического датчика, преобразуют его в электрический сигнал, определяют первый нуль функции огибающей спектральной плотности мощности этого сигнала, одновременно определяют первый нуль функции огибающей спектральной плотности мощности электрического сигнала на выходе исследуемого сейсмоакустического датчика, проводят сравнение значений первого нуля функции огибающей спектральной плотности мощности сигнала, пропорционального механическому смещению рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического датчика, и сигнала с выхода исследуемого сейсмоакустического датчика, по результатам сравнения судят о динамических характеристиках исследуемого сейсмоакустического датчика.This goal is achieved by the fact that a rectangular acoustic pulse is used as the exciting signal, the mechanical displacement of the working surface of the seismic acoustic sensor under study is additionally determined, it is converted into an electrical signal, the first zero of the envelope function of the power spectral density of this signal is determined, and the first zero of the spectral envelope function is determined power density of the electrical signal at the output of the studied seismic acoustic sensor, conducting comparing the values of the first zero of the envelope function of the spectral power density of the signal proportional to the mechanical displacement of the working surface of the studied seismic acoustic sensor and the signal from the output of the studied seismic acoustic sensor, the dynamic characteristics of the studied seismic acoustic sensor are judged by the results of the comparison.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. На рабочую поверхность исследуемого сейсмоакустического датчика подают механический импульс смещения прямоугольной формы. Механический сигнал, пришедший на рабочую поверхность исследуемого сейсмоакустического датчика, преобразуется в электрический на выходе сейсмоакустического датчика не мгновенно, а с задержкой. Именно эта задержка и является одной из основных характеристик этой динамической системы. Ее можно определить с помощью оценки изменения нуля функции огибающей спектральной плотности мощности сигнала на выходе исследуемого сейсмоакустического датчика и на его входе. И так, механическое смещение рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического датчика определяют с помощью бесконтактного оптического лазерного интерферометра. В результате на выходе оптического лазерного интерферометра получают электрический сигнал, пропорциональный механическому смещению рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического датчика.The essence of the proposed method is as follows. A rectangular rectangular mechanical impulse is applied to the working surface of the seismic acoustic probe under study. The mechanical signal that came to the working surface of the studied seismic-acoustic sensor is converted to an electrical signal at the output of the seismic-acoustic sensor not instantly, but with a delay. It is this delay that is one of the main characteristics of this dynamic system. It can be determined by estimating the change in the zero of the envelope function of the spectral power density of the signal at the output of the studied seismic acoustic sensor and at its input. And so, the mechanical displacement of the working surface of the investigated seismic-acoustic sensor is determined using a non-contact optical laser interferometer. As a result, an electrical signal is obtained at the output of the optical laser interferometer, which is proportional to the mechanical displacement of the working surface of the studied seismic-acoustic sensor.
Далее определяют первый нуль функции огибающей спектральной плотности мощности этого сигнала. Одновременно, с выхода исследуемого сейсмоакустического датчика получают электрический сигнал, пропорциональный механическому воздействию на рабочую поверхность исследуемого сейсмоакустического датчика с некоторым запаздыванием. Для этого сигнала также определяют первый нуль функции огибающей спектральной плотности мощности. Затем проводят сравнение значений первого нуля функции огибающей спектральной плотности мощности этих двух сигналов, полученных в один и тот же момент времени. По разнице сравниваемых значений судят о динамических характеристиках исследуемого сейсмоакустического датчика.Next, the first zero of the envelope function of the power spectral density of this signal is determined. At the same time, an electrical signal is obtained from the output of the studied seismic-acoustic sensor, which is proportional to the mechanical impact on the working surface of the studied seismic-acoustic sensor with some delay. The first zero of the envelope function of the power spectral density is also determined for this signal. Then, the values of the first zero of the envelope function of the power spectral density of these two signals obtained at the same time are compared. The difference in the compared values is used to judge the dynamic characteristics of the studied seismic-acoustic sensor.
ЛитератураLiterature
1. Кривошеев И.А., Кондратьев А.И. «Дефектоскопия» №7, 1989 г., с.13-17.1. Krivosheev I.A., Kondratiev A.I. “Defectoscopy” No. 7, 1989, p.13-17.
2. Патент РФ №2321849, 2008 г.2. RF patent No. 2321849, 2008
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014112157/28A RU2558651C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014112157/28A RU2558651C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2558651C1 true RU2558651C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014112157/28A RU2558651C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2558651C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612271C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-03-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of seismoacoustic transducers calibration |
| RU2624832C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of controlling seismoacoustic converter installation |
| RU2645037C1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Seismoacoustic converter |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4298969A (en) * | 1979-09-26 | 1981-11-03 | Exxon Production Research Company | Method and apparatus for testing the impedances of geophone channels |
| SU1693436A1 (en) * | 1989-01-12 | 1991-11-23 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отдела Ан Ссср | Test bed for controlling seismic sensors characteristics |
| SU1767458A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-10-07 | Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта | Method for calibrating seismometric channel |
| RU2165092C1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-04-10 | Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН | Gear testing characteristics of seismic-acoustic transducers |
| RU2321849C2 (en) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Method and device for calibration of acoustic emission converters |
-
2014
- 2014-03-28 RU RU2014112157/28A patent/RU2558651C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4298969A (en) * | 1979-09-26 | 1981-11-03 | Exxon Production Research Company | Method and apparatus for testing the impedances of geophone channels |
| SU1693436A1 (en) * | 1989-01-12 | 1991-11-23 | Институт Горного Дела Дальневосточного Отдела Ан Ссср | Test bed for controlling seismic sensors characteristics |
| SU1767458A1 (en) * | 1991-01-22 | 1992-10-07 | Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта | Method for calibrating seismometric channel |
| RU2165092C1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-04-10 | Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН | Gear testing characteristics of seismic-acoustic transducers |
| RU2321849C2 (en) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Method and device for calibration of acoustic emission converters |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Кривошеев И.А. , "Использование лазерного интерферометра для контроля характеристик сейсмоакустических преобразователей", Дефектоскопия, 2002 г., N9, стр.34-37. * |
| Кривошеев И.А., Кондратьев А.И. , "Исследование работы емкостного преобразователя в низкочастотном диапазоне", Дефектоскопия, 1989, N7, стр.13-17. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612271C1 (en) * | 2015-10-08 | 2017-03-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of seismoacoustic transducers calibration |
| RU2624832C1 (en) * | 2016-10-18 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of controlling seismoacoustic converter installation |
| RU2645037C1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Seismoacoustic converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7679996B2 (en) | Methods and device for ultrasonic range sensing | |
| US10481016B2 (en) | Apparatus and method for measuring temperature of batteries and internal battery components | |
| US11143528B2 (en) | Optical fiber sensor and analysis method | |
| US3307393A (en) | Stress measuring device | |
| CN105277271B (en) | A kind of the phase-shifted fiber grating sensor measuring system and its application of ultrasonic vibration | |
| CN101416032A (en) | Fibre optic sensor package | |
| JP2019002714A5 (en) | ||
| RU2011119221A (en) | TOUCH DEVICE AND METHOD OF CONTROL OF OPERATION OF SENSOR DEVICE | |
| RU2558651C1 (en) | Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors | |
| US11796419B2 (en) | Distributed Brillouin laser sensor | |
| EP4521108A3 (en) | Determination of sensor operational status via sensor interrogation | |
| JP2011185921A (en) | System and method for measuring damage length | |
| CN107817065A (en) | A kind of compact detonation pressure measuring system based on bragg grating | |
| EP3260778A3 (en) | System and method for electrical spark detection | |
| CN106323159B (en) | A kind of dual-vibrating-spring type strain gauge | |
| US6561031B2 (en) | Prodder with force feedback | |
| CN115435943B (en) | Intelligent fastener, intelligent fastener monitoring system and intelligent fastener monitoring method | |
| CN202362112U (en) | Detonation sensor testing arrangement | |
| Wild et al. | Spatial performance of acousto-ultrasonic fiber Bragg grating sensor | |
| RU2559310C2 (en) | Method of estimating distance to noisy object at sea | |
| RU2566603C1 (en) | Distributed sensor of acoustic and vibration impacts | |
| WO2017142443A3 (en) | Method of evaluating vibration signals along long objects | |
| SE1400395A1 (en) | Method for sensing a space charge characteristic | |
| CN104535094B (en) | Optical fiber Brillouin spectrum fitting method for pulse light | |
| RU2624832C1 (en) | Method of controlling seismoacoustic converter installation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170329 |