SU1742475A1 - Устройство дл контрол удароопасности массива горных пород по сигналам акустической эмиссии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области ультразвукового контрол  и может быть использовано в горной промышленности дл  прогноза горных ударов при подземной разработке месторождений полезных ископаемых . Цель - повышение достоверности и быстродействи  контрол . Сущность изобретени : устройство содержит датчик упругих колебаний (1), усилитель (2), аттенюатор

Description

Изобретение относитс  к области ультразвукового контрол  и может быть использовано в горной промышленности дл  прогноза горныхударов при подземной разработке месторождений полезных ископаемых .

Известно устройство дл  регистрации акустической эмиссии горных пород, содержащее последовательно соединенные датчик , предусилитель, фильтр, усилитель, формирователь с регулируемой посто нной времени и счетчик.

Известно также устройство дл  определени  степени удароопасности горных пород по акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные датчик,

предусилитель, фильтр, усилитель, амплитудный селектор, блок счетчиков.

Наиболее близким к за вл емому по технической сущности  вл етс  устройство дл  определени  удароопасности горных пород по акустической эмиссии, содержащее последовательно соединенные датчик упругих колебаний, предварительный усилитель , фильтр, усилитель, амплитудный селектор , блок счетчиков, последовательно соединенные пороговый элемент, счетчик с ограниченной емкостью, счетчик с управл емой емкостью, элемент ИЛИ, а также генератор импульсов, выходы которого подключены к соответствующим счетным

х|

Jsw Ю

Јь

-Ч СЛ

входам счетчиков с ограниченной и управл емой емкост ми.

Недостатками данного устройства  вл ютс  низкие достоверность и быстродействие контрол  удароопасности, обусловленные следующими причинами: отсутствием возможности управлени  усилением а канале приема АЭ сигнала, определ ющей невозможность выбора оператором оптимального динамического диапазона канала приема в зависимости от объекта контрол  и уровн  акустических шумов в зоне контрол , незащищенностью канала приема АЭ сигнала от шумов бурового оборудовани , оценкой степени удароопасности (CVO) только по одному (амплитудному ) параметру АЭ сигнала, ограниченностью уровней амплитудной селекции , обусловленной сложностью реализации большого числа пороговых элементов и счетчиков превышени  сигналом пороговых уровней, участием оператора в расчетах СУО по известным формулам, графикам и таблицам, что повышает веро тность возникновени  ошибок субъективного характера и снижает быстродействие контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности и быстродействи  контрол  путем измерени  дополнительных параметров сигнала акустической эмиссии, автоматизации процессов сбора, обработки м отображени  измерительной информации .

Поставленна  цель в устройстве дл  контрол  удароопасности массива горных пород по сигналам акустической эмиссии, содержащее счетчики и последовательно соединенные датчик упругих колебаний с предусилителем и усилитель с фильтром, достигаетс  тем, что оно снабжено аттенюатором , детектором пиковой амплитуды, измерителем энергии, формирователем пр моугольных импульсов, коммутатором, формирователем событий, аналого-цифровым преобразователем, шиной управлени , шиной данных, вычислительно-управл ющим блоком, таймером, блоком клавиатуры и блоком регистрации, причем выход пред- усилител  соединен с первым входом аттенюатора , выход которого соединен с входом усилител , выход фильтра соединен с входами детектора пиковой амплитуды, измерител  энергии и формировател  пр моугольных импульсов, выходы детектора пиковой амплитуды и измерител  энергии подсоединены к первому и второму входам коммутатора, выход которого подсоединен к аналого-цифровому преобразователю, выход формировател  пр моугольных импульсов подсоединен к входам первого счетчика

и формировател  событий, выход которого подсоединен к второму счетчику, причем выходы аналого-цифрового преобразовател  первого и второго счетчиков подключены

к шине данных, котора  подключена к первому входу вычислительно-управл ющего блока, к второму и третьему входам которого подсоединены соответственно таймер и блок клавиатуры, к первому и второму выхо0 дам - блок регистрации и шина управлени , подключенна  к вторым входам аттенюатора и фильтра и к третьему входу коммутатора .

На чертеже представлена блок-схема

5 устройства дл  контрол  удароопасности массива горных пород.

Устройство содержит датчик 1 упругих колебаний, усилитель 2, аттенюатор 3, управл емый по шине управлени  (ШУ)4, уси0 литель 5, фильтр 6. управл емый по ШУ 4, детектор 7 пиковой амплитуды, коммутатор 8, управл емый по ШУ 4, и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, измеритель 10 энергии, входом соединенный с выходом

5 фильтра 6, а выходом - с вторым входом коммутатора 8, последовательно соединенные формирователь 11 пр моугольных импульсов , входом соединенный с выходом фильтра 6, и формирователь 12 событий,

0 первый счетчик 13, входом соединенный с выходом формировател  11 пр моугольных импульсов, второй счетчик 14, входом соединенный с выходом формировател  12 событий , шину 15 данных, к которой

5 подсоединены своими выходами АЦП 9, первый счетчик 13 и второй счетчик 14, вычислительно-управл ющий блок 16, соединенный первым входом с ШД 15 и вторым выходом с ШУ 4, таймер 17 и блок 18 клави0 атуры, подсоединенные соответственно к второму и третьему входам вычислительно- управл ющего блока 16, к первому выходу которого подсоединены блок 19 регистрации .

5 Устройство работает следующим образом .

Датчик 1 упругих колебаний преобразует упругие колебани  объекта контрол  в электрические сигналы, которые после

0 предварительного усилени  в усилителе 2 поступают на вход управл емого по ШУ 4 аттенюатора 3, с помощью которого оператор (или автоматически) выбирает оптимальный (с точки зрени  отношени  сигнал/шум)

5 режим приемного тракта при помощи блока клавиатуры 18 и вычислительно-управл ющего блока 16. Далее сигнал поступает на усилитель 5 и фильтр б, также управл емый по ШУ 4, что обеспечивает возможность выбрать требуемый диапазон рабочих частот

(например, отстроитьс  от шумов бурового инструмента)

Отфильтрованный сигнал поступает на входы детектора 7 пиковой амплитуды и измерител  энергии 10, реализующее измере- ние соответствующей характеристики АЭ сигнала, результаты измерений через коммутатор 8, управл емый с помощью ШУ 4, подаютс  на вход аналого-цифрового преобразовател  9 и в цифровом виде переда- ютс  по ШД 15. С выхода фильтра 6 сигнал подаетс  также и на формирователь пр моугольных им ульсов 11, в котором преобразуетс  в последовательность пр моугольных импульсов (осцилл ции), они подсчитываютс  первым счетчиком 13 и в цифровом виде поступают на ШД 15. Из групп осцилл ции,  вно выдел ющихс  на оси времени, формируютс  так называемые событи  с помощью формировател  собы- тий 12. Событи  подсчитываютс  вторым счетчиком 14 и в цифровой форме поступают на ШД 15.

Вычислительно-управл ющий блок 16 под воздействием команд с блока клавиату- ры 18 автоматически управл ет записью измерительной информации с ШД 15 во встроенную пам ть, а также осуществл ет управление всеми блоками, подключенными к ШУ 4. На основе измерительной инфор- мации, хран щейс  во встроенной пам ти, а также данных, введенных через блок клавиатуры 18, вычислительно-управл ющий блок 16 рассчитывает СУО, а также реализует амплитудную селекцию на программном уровне.

Таймер 17 формирует временные интервалы , необходимые дл  расчета следующих параметров АЭ сигнала, завис щих от времени: число осцилл ции и событий за интервал, интенсивность осцилл ции и событий . Блок регистрации 19 реализует функции вывода результатов измерени  (или

вычислени ) в форме, удобной дл  воспри ти  оператором.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  контрол , удароопасно- сти массива горных пород по сигналам акустической эмиссии, содержащее счетчики и последовательно соединенные датчик упругих колебаний с предусилителем и усилитель с фильтром, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности и быстродействи  контрол , оно снабжено аттенюатором , детектором пиковой амплитуды , измерителем энергии, формирователем пр моугольных импульсов, коммутатором, формирователем событий, аналого-цифровым преобразователем, шиной управлени , шиной данных, вычислительно-управл ющим блоком, таймером, блоком клавиатуры и блоком регистрации, причем выход пред-,, усилител  соединен с первым входом аттенюатора , выход которого соединен с входом усилител , выход фильтра соединен с входом детектора пиковой амплитуды, измерител  энергии и формировател  пр моугольных импульсов, выходы детектора пиковой амплитуды и измерител  энергии подсоеднены к первому и второму входам коммутатора, выход которого подсоединен к аналого-цифровому преобразователю, выход формировател  пр моугольных импульсов подсоединен к входам первого счетчика и формировател  событий, выход которого подсоединен к второму счетчику, причем выходы аналого-цифрового преобразовател  первого и второго счетчиков подключены к шине данных, котора  подключена к первому входу вычислительно-управл ющего блока, к второму и третьему входам которого подсоединены соответственно таймер и блок клавиатуры, к первому и второму выходам - блок регистрации и шина управлени , подключенна  к вторым входам аттенюатора и фильтра и к третьему входу коммутатора