SU1679428A1

SU1679428A1 - Multichannel instrument for measurement of parameters of acoustic emission in rocks

Info

Publication number: SU1679428A1
Application number: SU884611929A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Жданов
Original assignee: Всесоюзный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект" им.С.Я.Жука
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1991-09-23

Abstract

Изобретение относитс к геофизике и может быть использовано при исследовании процессов деформации и разрушени горных пород и грунтов в строительстве и горном деле. С целью повышени точности измерений и увеличени их информативности многоканальный прибор дл измерени параметров акустической эмиссии в горных породах, содержащий датчики акустической эмиссии, пред усилители, усилители с фильтрами , счетчики импульсов в каналах, генератор сигналов опорной частоты, преобразователь параллельного двоично-дес тичного кода в последовательный, схему управлени считыванием со счетчиков, блок пам ти, дополнительно снабжен пиковым амплитудным детектором, блоком измерени длительности импульсов, блоком измерени разности времен прихода импульсов, блоком коммутации. Прибор позвол ет определ ть путем решени системы уравнений место расположени источника акустических сигналов и находить распределени амплитуд и длительностей импульсов акустической эмиссии. 1 ил. ЈThe invention relates to geophysics and can be used in the study of the processes of deformation and destruction of rocks and soils in construction and mining. In order to improve measurement accuracy and increase their informativity, a multi-channel instrument for measuring acoustic emission parameters in rocks contains acoustic emission sensors, pre amplifiers, amplifiers with filters, pulse counters in channels, a reference frequency generator, a parallel binary-to-code converter sequential, readout control circuit from counters, memory unit, additionally equipped with a peak amplitude detector, pulse duration measuring unit, blaster measurement of the difference between the arrival times of the pulses, the switching unit. The device allows to determine, by solving the system of equations, the location of the source of acoustic signals and to find the distribution of the amplitudes and durations of the acoustic emission pulses. 1 il. J

Description

Изобретение относитс к геофизике и может быть использовано при исследовани х процессов деформации и разрушени горных пород и грунтов в строительстве и горном деле.The invention relates to geophysics and can be used in studies of the processes of deformation and destruction of rocks and soils in construction and mining.

Цель изобретени - повышение точности измерений и увеличение их информативности .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements and increase their informativeness.

На чертеже представлена функциональна схема прибора.The drawing shows the functional diagram of the device.

Многоканальный прибор дл измерени параметров акустической эмиссии содержит пьезоэлектрические датчики 1-4, предусилители 5-8, амплитудный пиковый детектор 9, основные усилители 10-13 с фильтрами высоких и низких частот, блок 14 измерени разностей времен прихода импульсов на датчики, блок 15 измерени длительности импульса, блок 16 коммутации, четырехразр дные двоично-дес тичные счетчики 17-20 каналов, счетчик 21 абсолютного времени, генератор 22 сигналов опорной частоты, схему 23 управлени считыванием со счетчиков в блок твердоО VIThe multichannel device for measuring acoustic emission parameters contains piezoelectric sensors 1-4, preamplifiers 5-8, peak amplitude detector 9, main amplifiers 10-13 with high and low frequency filters, sensor 14 measuring the difference of arrival times of pulses to sensors, duration measuring unit 15 pulse, switching unit 16, four-bit binary decimal counters 17-20 channels, absolute time counter 21, generator 22 of reference frequency signals, read control circuit 23 from counters to hardO VI

юYu

4 Ю 004 th 00

тельной пам ти, преобразователь 24 параллельного кода двоично-дес тичного в последовательный , блок 25 твердотельной пам ти. При этом вход амплитудного пикового детектора соединен с выходом пред- усилител одного из каналов, а выход - с одним из входов схемы измерени разности времен, остальные входы которой соединены с выходами усилителей с фильтрами всех каналов и генератором сигналов опорной частоты, соединенным также с амплитудным пиковым детектором и блоком коммутации , входы которого соединены с выходами блока измерени разности времени блока измерени длительности импульса , вход которого соединен с выходом усилител с фильтрами первого канала, причем один из выходов блока измерени разности времен соединен с одними из входов счетчиков каналов, другие входы которых соединены с выходами блока коммутации, генератор опорной частоты соединен со счетчиком абсолютного времени и схемой управлени .memory, parallel-code converter 24, binary-decimal to serial, solid-state memory block 25. At the same time, the input of the peak amplitude detector is connected to the output of a preamplifier of one of the channels, and the output is connected to one of the inputs of a time difference measurement circuit, the remaining inputs of which are connected to the outputs of amplifiers with filters of all channels and a reference frequency generator, also connected to an amplitude peak a detector and a switching unit, the inputs of which are connected to the outputs of the measuring unit of the time difference of the measuring unit of the pulse duration, the input of which is connected to the output of the amplifier with filters of the first channel, m is one of the time difference measuring unit outputs connected to one of the inputs of counters channels, other inputs of which are connected to the outputs of the switching unit, the reference oscillator is connected to the absolute time counter and control circuitry.

Прибор работает следующим образом.The device works as follows.

Акустические сигналы, возникающие в горных породах вследствие давлени , преобразуютс датчиками 1-4 в электрические сигналы, с выхода предусилител 5 первого сигнала поступают на вход пикового амплитудного детектора 9, в котором усиливаютс , выпр мл ютс и преобразуютс в последовательность импульсов с частотой 200 кГц и длительностью, пропорциональной максимальной амплитуде подаваемого на вход первого канала импульса. Число импульсов в этой последовательности считаетс одним из счетчиков (17-20)п-го канала , на вход которого первым приходит импульс акустической эмиссии. Выбор этого счетчика, а также измерение запаздывани приходов импульсов акустической эмиссии на входы других каналов осуществл етс блоком 14 измерени разностей времен прихода импульсов, на выходах которого по вл ютс последовательности тактовых импульсов с длительностью, пропорциональной разност м времен запазды- вани прихода импульсов. Эти последовательности считаютс счетчиками 17-20 каналов соответствующих каналов, присоедин емыми к блоку 14 с помощью блока 16 коммутации.Acoustic signals arising in rocks due to pressure are converted by sensors 1-4 into electrical signals, from the output of preamplifier 5 of the first signal are fed to the input of a peak amplitude detector 9, in which they are amplified, rectified and converted into a sequence of pulses with a frequency of 200 kHz and duration proportional to the maximum amplitude of the pulse fed to the input of the first channel. The number of pulses in this sequence is considered to be one of the counters (17-20) of the nth channel, at the input of which the acoustic emission pulse comes first. The selection of this counter, as well as the measurement of the delay in the arrival of acoustic emission pulses at the inputs of other channels, is carried out by the measurement unit 14 for the difference in the arrival times of the pulses, the outputs of which are sequences of clock pulses with a duration proportional to the differences in the delay times for the arrival of the pulses. These sequences are counted by the counters 17-20 of the channels of the corresponding channels, which are connected to block 14 by means of switching block 16.

С выхода усилител 10 с фильтрами первого канала исследуемые сигналы поступают на блок 15 измерени длительности импульсов, в котором производитс прив зка к абсолютному времени, код которого вырабатываетс счетчиком 21 абсолютного времени, формируютс последовательности тактовых импульсов, пропорциональные длительности исследуемых импульсов, а также формируютс последовательности импульсов, равные числу пересечений заданного порогового уровн исследуемыми импульсами. Эти последовательности и код абсолютного времени считаютс счетчиками 18-20 каналов, подсоедин емыми через блок 16 коммутации к блоку 15.From the output of amplifier 10 with filters of the first channel, the signals under study are fed to a pulse width measuring unit 15, in which the absolute time is assigned, which code is generated by an absolute time counter 21, clock pulse sequences are formed that are proportional to the pulse duration, and pulse sequences are also generated equal to the number of intersections of a given threshold level by the pulses under study. These sequences and the absolute time code are considered to be counters 18-20 channels, connected via switching unit 16 to block 15.

0 В схеме 23 управлени считыванием со счетчиков формируютс импульсы синхронизации работы счетчиков каналов, блока 25 твердотельной пам ти и преобразовател 24 параллельного кода в последователь5 ный.0 In the meter read control circuit 23, the synchronization pulses of the channel counters, the solid-state memory unit 25, and the parallel code-to-code converter 24 are generated.

С помощью предлагаемого многоканального прибора можно определ ть место расположени источника акустических сигналов в горном массиве путем решени си0 стемы уравнений, в которые вход т разности времен прихода импульсов на датчики каналов, координаты датчиков и скорости распространени акустических сигналов, а также находить амплитудныеUsing the proposed multi-channel instrument, it is possible to determine the location of the source of acoustic signals in the mountain massif by solving a system of equations in which the differences in the arrival times of the pulses at the channel sensors, the coordinates of the sensors and the speed of propagation of acoustic signals, as well as find

5 распределени и распределени по длительности импульсов за заданный интервал времени. Таким образом, повышаетс точность получаемых результатов и увеличиваетс информативность.5 of the distribution and distribution of the pulse duration for a given time interval. Thus, the accuracy of the results is increased and the information content is increased.

Claims

0 claims

A multichannel instrument for measuring acoustic emission parameters in rocks, containing acoustic emission sensors connected to preamplifiers, amplifiers with filters, channel counters, a reference frequency generator, a parallel binary-decimal to serial converter, a meter control circuit , a solid-state memory block, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and increase their informativity, it is equipped with a peak amplitude detector, the block is measured

5 pulse duration, the measuring unit of the difference in the arrival time of the pulses, the switching unit, the input of the peak amplitude detector connected to the output of the preamplifier of one of the channels, and the output with one of the inputs of the time difference measuring circuit, the other inputs of which are connected to the outputs of the amplifiers with filters of all channels and a reference frequency generator, also connected to a peak amplitude detector and switching unit connected to the outputs of the time difference measuring unit, the duration measuring unit pulse, the input of which is connected to the output of the amplifier with filters of the first channel, and one of

516794286

the outputs of the unit for measuring the time difference of the trees, the other inputs of which are connected to are connected to one of the inputs of the counters by the outputs of the switching unit.

1ShNSH

stumps