SU1481699A1

SU1481699A1 - Устройство дл автоматического сейсмоакустического контрол состо ни массива горных пород

Info

Publication number: SU1481699A1
Application number: SU874234656A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Мищенко; Владимир Александрович Малашенков
Original assignee: Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика"
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1989-05-23

Abstract

Изобретение относитс к геофизике и предназначено дл контрол устойчивости массива горных пород. Цель изобретени - повышение надежности контрол за счет повышени помехозащищенности. Принцип работы устройства основан на увеличении длительности, измеренной по уровню от максимальной амплитуды акустических импульсов при их распространении в массиве горных пород, за счет увеличени отношени амплитуды кода к амплитуде регул рной компоненты импульса с ростом рассто ни от источника. Геофоном, установленным в контролируемом массиве, принимают акустические импульсы, усиливают усилителем, определ ют длительность прин того импульса путем формировани пр моугольного импульса с длительностью, равной длительности этого импульса по уровню от его максимальной амплитуды, пропускают через дискриминатор, регистрируют и индифицируют индикатором. Таким образом, импульсы акустической эмиссии из окружающей геофон области выдел ютс из общего акустического фона массива. 3 ил.

Description

1

Изобретение относитс к геофизике и предназначено дл контрол устойчивости массива горных пород с использованием сейсмоакустических методов. . Цель изобретени - повышение надежности контрол состо ни массива горных пород за счет повышени помехозащищенности .

Сущность устройства заключаетс в том, что при распространении акустических импульсов в массиве горных пород происходит монотонное увеличение длительности волновых пакетов

акустических импульсов, определенной по уровню от максимальной амплитуды , с ростом рассто ни от источника за счет различи скоростей про- дольной и поперечной волн и рассе ни энергии акустической волны на не- однородност х, присущих каждому массиву , а также на том, что первичные импульсы, инициирующие волновой процесс , имеют меньшую длительность дл акустической эмиссии по сравнению с первичными импульсами акустических помех о

Ј

00

сь со со

Располага геофон в контролируемой области массива, определ длительность принимаемых импульсов по уровню от максимальной амплитуды и регистриру лишь те из них, длительность которых меньше величины, соответствующей рассто нию от геофона до границы контролируемой области, можно выдел ть импульсы акустической эйиссии на контролируемой области из общего акустического фона массива, включающего импульсы акустических помех и акустической эмиссии из других частей массива, тем самым повы- ша помехозащищенность, а следовательно , и надежность контрол состо ни массива

На фиг.1 показана структурна схема устройства; на фиг.2 - схема дис- криминатора импульсов по длительности; на фиг.З - схема блока управлени .

Устройство (фиг.1) содержит геофон 1, усилитель 2, двухполупериодны выпр митель 3, пороговый формирователь 4, первый триггер 5, схему 6 совпадений, фильтр 7 нижних частот, пиковый детектор 8, делитель 9, компаратор 10, второй триггер 11, дискриминатор 12 импульсов по длительности , счетчик 13 числв импульсов, блок 14 управлени и индикатор 15. Буквой R обозначены.входы сброса первого и второго триггеров и пикового детектора.

Геофон подключен к входу усилител 2, выход которого подключен к входу двухполупериодного выпр мител 3, к выходу которого подключены входы фильтра 7 нижних частот и порогового формировател 4, выход порогового формировател 4 подключен к входу первого триггера 5, выход которого подключен к входу схемы 6 совпаде ний, а выход фильтра 7 нижних частот подключен к входам компаратора 10 и пикового детектора 8, выход последнего подключен к входу делител 9, выход которого соединен с входом ком паратора 10, выход которого подключён к входу второго триггера 11, выход которого подключен к второму входу схемы 6 совпадений, выход которой подключен к входу дискриминатора 12 импульсов по длительности, выход последнего подключен к входу блока 14 управлени и к входу счетчика 13, выход которого подключен к входу инди

U

0

пульса,

5 0 5

5

0

катора 15, а выход блока 14 управлени подключен к входам сброса пикового детектора 8, первого 5 и второго 11 триггеров.

Устройство работает следующим образом .

Акустические импульсы принимают установленным в контролируемый массив геофоном 1 и усиливают усилителем 2„ Затем с помощью части устройства , состо щей из двухполупериодного выпр мител 3, порогового формировател 4, первого триггера 5, фильтра 7 нижних частот, пикового детектора 8, делител 9, компаратора 10, второго триггера 11 и схемы 6 совпадений,определ ют длительность прин того импульса путем формировани пр моугольного импульса с длительностью , равной длительности этого импульса по уровню от его максимальной амплитуды.

Передний фронт пр моугольного имформируемый с помощью порогового формировател 4, первого триггера 5 и схемы 6 совпадений, совпадает по времени с началом прин того акустического импульса, а задний фронт формируют с помощью фильтра 7 нижних частот, пикового детектора 8, делител 9, компаратора 10, второго триггера 11 и схемы 6 совпадений в момент, когда огибающа импульса становитс в определенное число раз (например , в п ть раз) меньше своего мак симального знач ени .

Дискриминатор 12 импульсов по длительности пропускает лишь те пр моугольные импульсы, длительность которых меньше длительности импульсов от ближайшего к геофону источника акустических помех.

Количество импульсов регистрируют счетчиком 13 и индифицируют индикато - ром 15о Таким образом производитс выделение импульсов акустической эмиссии помех, возникающих в результате работы различного горно-технологического оборудовани , а также выделение акустической эмиссии от сферического объема массива, расположенного вокруг геофона, на акустической эмиссии всего массива.

Устройство работает следующим об-, ра,зом,

Акустический импульс, прин тый ге- офоном 1, преобразуетс в электрическ .ий сигнал, усиливаетс усилителем 2, поступает в двухполупериодный выпр митель 3, который выпр мл ет егос Выпр мленный сигнал подаетс на вход порогового формировател 4, который при превышении амплитудой сигнала порогового уровн формирует пр моугольный импульс, переключающий первый триггер 5, предварительно установленный в состо ние Логический 0. в состо ние Логическа 1. Выход триггера 5 подключен к входу .схемы 6 совпадений. К второму входу схемы 6 совпадений подключен выход второго триггера 11, предварительно установленного в состо ние Логическа 1. Таким-образом, в результате изменени состо ни первого триггера 5 схема 6 совпадений формирует передний фронт пр моугольного импульса , подающегос на дискриминатор 12 импульсов по длительности.

Дискриминатор 12 длительности (фиг.2) состоит из ждущего мультивибратора 16 с регулируемой длительностью выходного импульса и схемы 17 сложени на элементе ИЛИ-НЕ и работает следующим образом.

Приход щий сформированный из волнового пакета импульс положительной пол рности передним фронтом запускает ждущий мультивибратор J6, длитель 816996

сигнала с фильтра 7 нижних частот всегда выше, чем уровень сигнала с делител 9. При спаде амплитуды оги бающей наступает такой момент, когда уровень сигнала с фильтра 7 нижних частот становитс меньше уменьшенной в определенное число раз максимальной амплитуды огибающей с делиЮ тел 9. В этот момент компаратор НО вырабатывает пр моугольный импульс, устанавливающий второй триггер 1 1 в состо ние Логический О. В результате этого на выходе схемы 6 совпаде- i,

15 ний формируетс задний фронт пр моугольного импульса. Пр моугольный импульс , формируемый схемой 6 совпадений , подаетс на вход дискриминатора пр моугольных импульсов по длитель20 ности.

Блок 14 управлени (фиг.З) состоит из ждущего мультивибратора 18, дифференцирующей цепи 19 и ключа 20, причем вход ждущего мультивибратора подсоединен к выходу схемы совпадений , а выход подключен к входам ключа 20 и дифференцирующей цепи 19, выход последней подключен к R-входам сброса первого и второго триггеров,

30 а выход ключа 20 подключен к входу сброса пикового детектора 8. Схема работает следующим образом. Пр моугольные импульсы, пришедшие от схемы 6 совпадений (фиг.1), зад25

ность которого может измен тьс вруч- g ним фронтом запускают ждущий мульти- ную оператором, и поступает на первый вход схемы 17 сложени ИЛИ-НЕ. На второй вход схемы 17 сложени ИЛИ-НЕ приходит отрицательный импульс ждущего мультивибратора 16. При их сложении на выходе схемы 17 ИЛИ-НЕ возникает импульс положительной пол рности только в том случае, если длительность входного импульса меньше длительности ждущего мультивибратора 16. Одновременно выпр мленный сигнал подаетс на вход фильтра 7 нижних частот, выдел ющего огибающую волнового пакета. Пиковый детектор 8 запоминает максимальное значение амплитуды огибающей волнового пакета, а делитель 9 уменьшает это значение в определенное число (например, в шесть раз)„ Сигнал с делител подаетс на первый вход компаратора 10, в то врем как на второй вход компаратора подаетс сигнал с выхода фильтра 7 нижних частот. При нарастании амплитуда огибающей

вибратор 19, вырабатывающий отрицательный пр моугольный импульс,который открывает своим задним фронтом ключ 20, сбрасывающий в О напр же40 ние пикового детектора 8. Дифференцирующа цепочка 2 дифференцирует пр моугольный импульс и положительным импульсом, образовавшимс в результате дифференцировани заднего

45 Фронта импульса, устанавливает триггеры 5 и 11 в исходное состо ние.

Дискриминатор 12 пропускает лишь те импульсы, длительность которых меньше определенного значени , зада50 ваемого заранее и соответствующего рассто нию до ближайшего источника акустических помех. Число импульсов, пропускаемых дискриминатором 12, подсчитываетс счетчиком 13 и индифици55 руетс индикатором 15. Блок 14 реагирует на задний фронт пр моугольного импульса, поступающего со схемы 6 совпадений, и формирует импульсы, сбрасывающие пиковый детектор 8, перним фронтом запускают ждущий мульти-

вибратор 19, вырабатывающий отрицательный пр моугольный импульс,который открывает своим задним фронтом ключ 20, сбрасывающий в О напр жение пикового детектора 8. Дифференцирующа цепочка 2 дифференцирует пр моугольный импульс и положительным импульсом, образовавшимс в результате дифференцировани заднего

Фронта импульса, устанавливает триггеры 5 и 11 в исходное состо ние.

Дискриминатор 12 пропускает лишь те импульсы, длительность которых меньше определенного значени , задаваемого заранее и соответствующего рассто нию до ближайшего источника акустических помех. Число импульсов, пропускаемых дискриминатором 12, подсчитываетс счетчиком 13 и индифицируетс индикатором 15. Блок 14 реагирует на задний фронт пр моугольного импульса, поступающего со схемы 6 совпадений, и формирует импульсы, сбрасывающие пиковый детектор 8, первый триггер 5 и второй триггер 6 в состо ние ожидани ,

Claims

Формула изобретени

Устройство дл автоматического сейсмоакустического контрол состо ни массива горных пород, содержащее последовательно соединенные геофон, усилитель, индикатор, отличающеес тем, что, с целью- повышени надежности контрол за счет повышени помехозащищенности, оно снабжено двухполупериодным выпр мителем, пороговым формирователем, первым триггером, фильтром нижних частот, пиковым детектором, делителем, компаратором , вторым триггером, схемой совпадений, дискриминатором пр мо - угольных импульсов по длительности, блоком управлени и счетчиком, причем выход усилител подключен к входу двухполупериодного выпр мител , к выходу которого подключены входы

0

5

0

5

фильтра нижних частот и порогового формировател , выход последнего подключен к входу первого триггера, вы-, ход которого подключен к первому входу схемы совпадений, а выход фильтра нижних частот подключен к второму входу компаратора и входу пикового детектора, выход пикового детектора подключен к входу делител , выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого подключен к входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу схемы совпадений, выход которой подключен к входу дискриминатора пр моугольных импульсов по длительности, первый выход которого подключен к входу счетчика, выход которого подключен к входу индикатора, а второй .выход дискриминатора подключен к входу блока управлени , выход которого подключен к входам сброса пикового детектора, первого и второго триггеров .

Фиг.

16

Фиг.2

19

PuO