SU1518516A1 - Устройство селекции акустических сигналов в массиве горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контролю состо ни  массива горных пород. Цель - увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаний. Устройство содержит датчики запуска 1 временной зоны проверки положени  источника и проверки 2 положени  источника, усилители 3, пороговые блоки 4, элементы 5, 7, 14 И, элементы 8, 12, 15 ИЛИ, формирователь (Ф) 6 временной зоны и Ф 9 цикла селекции. Последний включает пиковый детектор 10 и пороговый блок 11. Устройство имеет два триггера 13, 16, коммутатор 17, блоки 18, 19 измерени  параметров сигналов (С). При нахождении источника С со стороны датчика 2 приход щий С через усилитель 3, блок 4, элемент 5 И запускает Ф 6. Одновременно С через элемент 8 ИЛИ запускает Ф 9. Последний разрешает установку триггеров 13 16. Приход щий С попадает в промежуток времени, устанавливаемый Ф 6, проходит элемент 7 И и устанавливает триггер 13. Последний устанавливает коммутатор 17 дл  прохождени  С от датчика 1 на блок 18. При нахождении источника С со стороны датчика 1 на выходе датчика 2 информаци  по витс  после окончани  временной зоны, устанавливаемой Ф 6. Триггер 16 устанавливаетс  в единицу. Коммутатор 17 переключает С датчика 1 на регистрацию в блоке 19. Устройство осуществл ет селекцию слабых С, запустивших Ф 6, но не дошедших до датчика 2. Применение устройства позвол ет увеличить врем  упреждени  прогноза и надежность контрол . 3 ил.

Description

(ptfff. i

Изобретение относитс  к горной промьЕплеиности, а именно к технике контрол  напр женного состо ни  массива горных пород, с нрименением авто- i номных устройств контрол  напр женного состо ни  но акустическим сигналам

Цель изобретени  - увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаиийр

На фиг о 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг« 2 - времен ,ные диаграммы его работы дл  случа  расположени  источника сигнала в одной из пространственных зон контрол ; на фиг« 3 - временные диаграммы дл  распололсени  источника сигнала в другой пространственной зоне контрол 

Устройство селекции акустических сигналов в массиве горных пород содержит датчик 1 упругих колебаний (датчик запуска временной зоны проверки положени  источника) и датчик 2 (датчик сигнала проверки положени  источника сигнала)5 которые через последовательно соединенные усилители 3 и пороговые блоки 4 соответственно , подключены через первьй элемент И 5 к входу формировател  6 временной зоны проверки положени  источника сигнала и к входу второго элемента И 7. Пр мой выход формировател  6 временной зоны проверки положени  источника сигнала через первый элемент ИЛИ 8 подключен к входу формировател  9 цикла селекции, состо щего из пикового детектора 10 и порогового блока П. К входу формировател  9 цикла селекции через первый элемент ИЛИ 8 подключен также выход,одного из пороговых блоков 4, Пр мой выход формировател  6 временной зоны проверки положени  источника сигнала через второй элемент И 7 и второй элемент ИЛИ 12 подключен к входу установки первого триггера 13, Вход сброса первого триггера 13 подключен к другом ; входу элемента ИЛИ 12 и к выходу формировател  9 цикла селекции. Второй вход второго элемента И 7 соединен с одним из пороговых блоков 4, а третий вход подключен к инверсному выходу триггера 13. Инверсный выход формировател  6 временной зоны прове ки положени  источника сигнала через третий элемент И 14 и третий элемент ИЛЕ 15 подктпочен к входу установки второго триггера 16, Инверсный выход

первого триггера 13 соединен с другим входом элемента И 14 и с входом элемента И 5. Вход сброса второго триггера 16 соединен с входом элемен

та ИЛИ 15 и с выходом формировател  9 цикла селекции. Инверсный выход второго триггера 16 соединен с входами элемента И 5 и элемента И 14. Пр мые выходы триггеров 3 и 16 соединены с коммутатором 17, выходы которого соединены с первым и вторым блоком 18 и 19.измерени  параметров сигналов 20-41.

Устройство работает следующим образом .

При нахождении источника сигнала (не показан) со стороны датчика 2 на- чало сигнала 20 (момент t) с датчика 1 упругих колебаний независимо от

момента t начала сигнала 21. с дaтчJИ - ка 2 упругих колебаний совпадает по времени с началом сигнала 22 запуска

формировател  6 временной зоны 23

проверки положени  источника сигнала и с началом сигнала 24 на выходе формировател  9 цикла селекции. Сигнал 25 на выходе элемента И 7 совпадает

с началом t сигнала 21,. При этом на входе установки триггера 13 в этот же момент времени находитс  сигнал 26. Диаграмма 27 показывает изменение сигнала на выходе триггера 13, диаграмма 28 - на выходе элемента И 14. При этом изменени  сигнала 29 на входе установки триггера 16 и сигнала 30 на его вьгходе отсутствуют. При нахождении источника сигнала в другой

пространственной области, наход щейс  со стороны датчика Ij момент tv сигнала 31 с датчика 1 находитс  значительно раньше момента t начала сигнала 32„ Сигнал 33 на выходе элемента И 5 начало временной зоны 34 проверки положени  источника сигнала и начало сигнала 35 на выходе формировател  9 цикла селекции совпадают с моментом tj начала сигнала 31. В

данном случае сигналы 36-38 на выходе элемента И 7, выходе установки триггера 13 и вьгходе триггера 13 неизменны . Сигнал 39 на выходе элёмен-, та И 14 зак анчиваетс  в момент окончани  временной зоны 34 проверки, В это врем  на входе установки триггера 16 присутствует сигнал 40. Сигнал 41 на выходе триггера 16 в этом случае мен ет свое состо ние.

151

При нахожден1ш источника.сигнала со стороны датчика 2 упругих колебаний проход щий сигнал усиливаетс  усилителем 3, а в пороговом блоке 4 формируетс  сигнал заданной амплитуды , который затем поступает на второй вход элемента И 5. На остальных входах этого элемента присутствуют в исходном состо нии логические едини- цы, поэтому сигнал проходит на его выход и запускает формирователь 6 временной зоны проверки положени  источника сигнала. Так как с выхода формировател  6 подаетс  на вход элемента ИЗ, на его выходе присутствует короткий импульс 22. В более поздние моменты времени запускающие сигналы через элемент И 5 не прохо- д т до окончани  цикла селекции, так как хот  бы на одном из его входов присутствует сигнал логического Нул  с выхода формировател  9, триггера 13 или триггера 16. Одновременно с запуском подаетс  сигнал на вход элемен та ИЛИ 8, который совместно с сигналом , снимаемым с порогового блока 4, увеличивает напр жение на выходе пикового детектора 10, обеспечива  изменение сигнала 24 на выходе фор

35

мировател  9 цикла селекции. Таким образом обеспечиваетс  возможность установки триггеров 13 и 16. В рассматриваемом случае сигнал 21 с датчика 2 начинаетс  во времени или раньше сигнала 20, или позже, но не более чем на величину временной зоны 23 проверки положени  источника сигнала. Поэтому начало сигнала 21 в.момент t вызывает по вление сигнала 26 на дф входе установки триггера 13. Сигнал этот достаточно короткий, так как. при установке триггера 13 по вление логического нул  на его выходе приводит к по влению логического нул  и дд на соответствующем входе элемента И , 7, что вызывает по вление логического нул  на входе установки триггера 13, Подачей соответствующего сигнала на коммутатор 17 измерительна  информа- 50 ци  направл етс  в первый блок 18 измерени  параметров сигналов, регистрирующий сигналы, наход щиес  со стороны датчика 2 упругих колебаний вплоть до границы, имекнцей форму од-: « ной ветви гиперболоида вращени , на- правленной в сторону датчика 1, При становке 1 ;иггера 13 на соответству- клцём входе элемента И 14, соединен-

, 5 0 5

0

5

ф д , 0

16 6

ном с вькодом триггера 13, по вл етс  логический ноль. До этого логический ноль имеетс  на другом входе, соединенном с выходом формировател  9. Поэтому в этом случае триггер 16 остаетс  в сброшенном состо нии в течение всего цикла селекции. В том слу чае, когда источник сигнала находитс  со стороны датчика 1, сигнал 32 на датчике 2 по вл етс  после окончани  временной зоны 34 проверки положени  источника сигнала и не вызывает установки триггера 13, так как в момент его по влени  на входе элемента И 7, соединенном с выходом формировател  6, присутствует логический ноль. Так как на входе элемента И 14, соединенном с выходом триггера 13, присутствует логическа  единица, то при окончании сигнала 34 на выходе формировател  6 на входе элемента И 14 по вл ютс  логичес сие единицы и этим сигналом устанавливаетс  триггер 1.6, При этом сигналом с его выхода коммутатором 17 в измерение включаетс  второй блок 19 измерени  параметров сигналов. Структура коммутатора 17 может быть различной в зависимости от того, какие параметры акустических сигналов измер ютс . Если измер ютс  длительность сигналов и активность акустической эмиссии, то входы блоков, 18 и 19 измерени  параметров сигналов соедин ютс  соответственно с выходами триггеров 13 и 16. Если измер ютс  другие параметры, например, ни- ; тенсивность акустической эмиссии или средн   частота сигналов (частота максимума спектральной плотности), то в коммутаторе 17 сигналами с выходов триггеров 13 и 16 замыкаютс  соответствующие ключи, соедин ющие выход одного из усилителей 3с входом соответствующего из блоков 18 и 19 измерени  параметров сигналов.

Устройство может быть реализовано как с двум  каналами усилени , так и с одним. В последнем случае вход элемента И .7 соедин етс  с выходом другого порогового блока 4, в данном случае соединенного с датчиком 1, а датники 1 и 2 соедин ютс  с входом усилител  3 через дополнительный коммутатор (не показан), вход управлени  которого подключают к выходу формировател  6. Такой вариант позвол ет сократить пoтpeбл e a Iй ток (за счет исключени  одного из

усилителей, работающих в непрерыв- HipM режиме) , что увеличивает врем  боты от одного комплекта питани ,

в этом случае схема обладает ньшим динамическим диапазоном.

Устройство позвол ет осуществл т лекцию даже слабых сигналов, застивших формирователь временной ны проверки положени  источника гнала, но ле дошедших до датчика гнала проверки.

MI

С

Ф

ормула .изобретени 

Устройство селекции акустических гналов в массиве горных пород, со- :ржащее последовательно соединеЯные тчики упругих колебаний, усилители - 20 пороговые блоки, формирователь цик- селекции, включающий последователь- соединенные пиковый детектор и по- говый блок, формирователь временной ны проверки положени  источника гнайа, первьй элемент И, коммутатор, рвьй вход которого соединен с выхо- м первого усилител , первый и вто- й блоки измерен11  параметров сигна- в, отлиЧ ающеес  тем, 30 о, с целью увеличени  чувствитель- сти регистрации слабых упругих ко- баний, оно снабжено вторым и тре- им элементами И,первым, вторым и етьим элементами ИЛИ, первым и вто- 35 IM триггерами, причем выход первого фогового элемента соединен с первым :одом первого элемента ИЛИ и вторым :одом первого элемента И, первый, етий и четвертый входы которого ответственно подключены к инверt5

25 40

0 30 35

сному выходу формировател  временной зоны проверки положени  источника сигнала и второму входу третьего элемента И, инверсному выходу второго триггера и третьему входу третьего элемента И, первому входу третьего элемента И и третьему входу второго элемента И, выход первого элемента

0 И соединен с входом формировател  временной зоны проверки положени  источника сигнала, пр мой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соеди5 нен с выходом второго порогового блока , выход подключен к второму входу второго элемег та ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, пр мой выход соединен с вторым входом коммутатора, вход сброса подключен к выходу формировател  цикла селекции, первому входу вто5 рого элемента ИЛИ, входу сброса второго триггера и первому входу- третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом, третьего элемента И, выход подключен к установочному входу второго триггера, пр мой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму блокам измерени  параметров сигналов, при этом второй вход первого элемента ИЛИ соединен с пр мым выходом формировател  временной зоны проверки по- ложени  источника сигнала, выход под- 40 ключен к входу формировател  цикла селекции.

Фие.З

Редактор А.Огар

Составитель А.Рыбаков Техред Л. Сердюкова

Корректор Л.Бескид

Claims (1)

1. о р м у л а .изобретени сному выходу формирователя временной зоны проверки положения источника сигнала и второму входу третьего 5 элемента И, инверсному выходу второго триггера и третьему входу третьего элемента И, первому входу третьего элемента И и третьему входу второго элемента И, выход первого элемента эд И соединен с входом формирователя временной зоны проверки положения источника сигнала, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соеди15 нен с выходом второго порогового блоУстройство селекции акустических со- ¹ , усилители 20 пороговые блоки, формирователь цик, включающий последоватепь25 , первый элемент И, коммутатор, сигналов в массиве горных пород, дзржащее последовательно соединенные ' д 1тчики упругих колебаний и

   ла селекции но соединенные пиковый детектор и пороговый блок, формирователь временной зоны проверки положения источника сигнала первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, первый и второй блоки измерения параметров сигналов

   Ч”О ности регистрации слабых упругих ко· Л1 тАим элементами И,первым

   Третьим элементами ИЛИ, первым и вторым триггерами, причем выход первого порогового элемента соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента И, первый, третий и четвертый входы которого соответственно подключены к инвер, отличающееся тем, , с целью увеличения чувствителье’баний, оно снабжено вторым и тре, вторым и ка, выход подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, прямой выход соединен с вторым входом коммутатора, вход сброса подключен к выходу формирователя цикла селекции, первому входу второго элемента ИЛИ, входу сброса второго триггера и первому входу- третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом, третьего элемента Й, выход подключен к установочному входу второго триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом коммутатора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму блокам измерения параметров сигналов, при этом второ# вход первого элемента ИЛИ соединен с прямым выходом формирователя временной зоны проверки по- * ложения источника сигнала, выход подключен к входу формирователя цикла селекции.