Устройство селекции акустических сигналов в массиве горных пород

(,511 4 Е 21 0 НИЯ ститу .В.СУ ский СР 82 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ П(НТ СССР(54) УСТРОЙСТВО. СЕЛЕКЦИИ АКУСТИЧЕС 1 ИХСИГНАЛОВ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к контролю состояния массива. горных пород.Цель - увеличение чувствительностирегистрации слабых упругих колебаний.Устройство содержит датчики 1 и 2 запуска временной зоны проверки положения источника и сигнала проверки положения источника, усилители 3; пороговые блоки 4, элементы И 5, 7, 14,элементы ИЛИ 8, 12, 15, формирователь(Ф) 6 временной зоны и Ф 9. цикла селекции, Последний включает пиковыйдетектор 10 и пороговый блок 11,Устр-во имеет два триггера 13, 16,коммутатор 17, блоки 18, 19 измерения параметров сигналов (С), При нахождении источнике С со стороны датчика 2 приходящий С через усилитель 3,блок 4, элемент 5 И запускает Ф 6.Одновременно С через элемент ИЛИ 8запускает Ф 9, Последний разрешаетустановку триггеров 13, 1 б. Приходящий С попадает в промежуток времени,устанавливаемый Ф б, проходит элемент И 7 и устанавливает триггер 13.Последний устанавливает. коммутатор17 для прохождения С от датчика 1 наблок 18, При нахождении .источника Ссо стороны датчика 1 на выходе датчика 2 информация появляется послеокончания временной зоны, устанавливаемой Ф 6. Триггер 16 устанавливается в "1". Коммутатор 17 переключает С датчика 1 на регистрацию в блоке 19. Устр-во осуществляет селекциюслабых С, запустивших Ф 6, но не дошедших до датчика 2. Применение устрва позволяет увеличить время упреждения прогноза и .надежность контроля,3 илИзобретение относится к горной промьщленности, а именно к технике контроля напряженного состояния массива горных пород с применением автономных устройств контроля напряженного состояния по акустическим сигналам.Цель изобретения - увеличение чувствительности регистрации слабых упругих колебаний,На Фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на Фиг. 2 - времен"ные диаграммы его работы для случаярасположения источника сигнала в одной из пространственных зон контроля; на Фиг. 3 - временные диаграммыдлярасположения источника сигнала вдругой пространственной зоне контроля.Устройство селекции акустическихсигналов в массиве горных пород содержит датчик 1 упругих колебаний(датчик запуска временной зоны проверки положения источника) и датчик 2(датчик сигнала проверки положения 25источника сигнала), которые черезпоследовательно соединенные усилители 3 и пороговые блоки 4 соответственно подключены через первьгй элементИ 5 к входу формирователя 6 временной зоны проверки положения источника сигнала и к входу второго элементаИ 7. Прямой выход формирователя6 временной зоны проверки положенияисточника сигнала через первый элемент ИЛИ 8 подключен к входу Формирователя 9 цикла селекции, состоящего из пикового детектора 10 и порогового блока 11, К входу Формирователя9 цикла селекции через первый элемент,10ИЛИ 8 подключен также выход одногоиз пороговых блоков 4. Прямой выходформирователя 6 временной зоны проверки положения 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 кдругому входу элемента ИЛИ 12 и к выходу формирователя 9 цикла селекции,50Второй вход второго элемента И 7 соединен с одним из пороговых блоков 4,а третий вход подклочен к инверсномувыходу триггера 13. Инверсный выходФормирова:ел 6 временной зоны провер 8"ки положения источника сигнала черезтретий элем нт И 14 и третий элементИЛИ 15 подк 1 почен к входу установкивторого триггера 16. Инверсный выход первого триггера 13 соединен с другим входом элемента И 14 и с входомэлемента И 5. Вход сброса второготриггера 16 соединен с входом элемента ИЛИ 15 и с выходом Формирователя9 цикла селекции. Инверсный выходвторого триггера 16 соединен с входами элемента И 5 и элемента И 14, Прямые выходы триггеров 13 и 16 соединены с коммутатором 17, выходы которого соединены с первым и вторым блоком 18 и 19.измерения пара. метров сигналов 20-41,Устройство работает следующим образом,При нахождении источника сигнала (не показан) со стороны датчика 2 начало сигнала 20 (момент ) с датчика 1 упругих колебаний независимо от моментаначала сигнала 21 с датчика 2 упругих колебаний совпадает по времени с началом сигнала 22 загуска формирователя 6 временной зоны 23 проверки положения источника сигнала и с началом сигнала 24 на выходе формирователя 9 цикла селекции. Сигнал 25 на выходе элемента И 7 совпадает с началом й, сигнала 21,. При этом на входе установки триггера 13 в этот же момент времени находится сигнал 26, Диаграмма 27 показывает изменение сигнала на выходе триггера 13, диаграмма 28 - на выходе элемента И 14, При этом изменения сигнала 29 на входе установки триггера 16 и сигнала 30 на его выходе отсутствуют, При нахождении источника сигнала в другой пространственной области, находящейся со стороны датчика 1, момент сигнала 31 с датчика 1 находится значительно раньше момента й начала сигнала 32. Сигнал 33 на выходе элемента И 5 начало временной зоны 34 проверКи положения источника сигнала и начало сигнала 35 на выходе формирователя 9 цикла селекции совпадают с моментом С 1 начала сигнала 31. В данном случае сигналы 36-38 на выходе элемента И 7, выходе установки триггера 13 и выходе триггера 13 неизменны. Сигнал 39 на выходе элемента И 14 заканчивается в момент окончания временной зоны 34 проверки. В это время на входа установки триггера 16 присутствует сигнал 40, Сигнал 41 на выходе триггера 16 в этом случае меняет свое состояние.515185При нахождении источника.сигнала со стороны датчика 2 упругих колебаний проходящий сигнал усиливается усилителем 3, а в пороговом блоке 4 формируется сигнал заданной амплитуды, который затем поступает на второй вход элемента И 5, На остальных входах этого элемента присутствуют в исходном состоянии логические едини цы, поэтому сигнал проходит на его выход и запускает формирователь 6 вре- менной зоны проверки положения источника сигнала. Так как сигнал с выхода формирователя 6 подается на вход 15 элемента И 5, на его выходе присутствует короткий импульс 22. В более поздние моменты времени запускающие сигналы через элемент И 5 не проходят до окончания цикла селекции, так 20 как хотя бы на одном из его входов присутствует сигнал логического нуля с выхода формирователя 9, триггера 13 или триггера 16. Одновременно с запуском подается сигнал на вход элемента ИЛИ 8, который совместно с сигналом, снимаемым с порогового блока 4, увеличивает напряжение на выходе пикового детектора 1 О, обеспечивая изменение сигнала 24 на выходе формирователя 9 цикла селекции. Таким образом обеспечивается возможность установки триггеров 13 и 16. В рассматриваемом случае сигнал 21 с датчика 2 начинается во времени или раньше сигнала 20, или позже, но не более чем на величину временной зоны 23 проверки положения источника сигнала. Поэтому начало сигнала 21 в,момент й вызывает появление сигнала 26 иа 40 .входе установки триггера 13, Сигнал этот достаточно. короткий, так как: при установке триггера 13 появление логического нуля на его выходе при" водит к появлению логического нуля и на соответствующем входе элемента И 7, что вызывает появление логического .нуля на входе установки триггера 13. Подачей соответствующего сигнала на коммутатор 17 измерительная информа ция направляется в первый блок 18 измерения параметров сигналов, регистрирующий сигналы, находящиеся со стороны датчика 2 упругих колебаний вплоть до границы, имеющей форму од- . 55 ной ветви гиперболоида вращения, направленной в сторону датчика 1. При установке тиггера 13 на соответствующем входе элемента И 14, соединен-16 6ном с выходом триггера 13, появляется логический ноль. До этого логический ноль имеется на другом входе, соединенном с выходом формирователя 9. Поэтому в этом случае триггер 16 остается в сброшенном состоянии в течение всего цикла селекции. В том случае, когда источник сигнала находится со стороны датчика 1, сигнал 32 на датчике 2 появляется после окончания временной эоны 34 проверки положения источника сигнала и не вызывает установки триггера 13, так как в момент его появления на входе элемента И 7, соединенном с выходом формирователя 6, присутствует логический ноль, Так как на входе элемента И 14, соединенном с выходом триггера 13, присутствует логическая единица, то при окончании сигнала 34 на выходе формирователя б на входе элемента И 14 появляются логические единицы и этим сигналом устанавливается триггер 1.6, При этом сигналом с его выхода коммутатором 1 в измерение включается второй блок 19 измерения параметров сигналов. Структура коммутатора 17 может быть различной в зависимости от того, какие параметры акустических сигналов измеряются. Если измеряются длительность сигналов и активность акустической эмиссии, то входы блоков, 18 и 19 измерения параметров сигналов соединяются соответственно с выходами триггеров 13 и 16. Если измеряются другие параметры, например интенсивность акустической эмиссии или средняячастота сигналов (частота максимума спектральной плотности), то в коммутаторе 17 сигналами с выходов триггеров 13 и 16 замыкаются соответствующие ключи, соединяющие выход одного из усилителей 3 с входом соответствующего из блоков 18 и 19 измерения параметров сигналов.Устройство может быть реализовано как с двумя каналами усиления, так и с одним. В последнем случае вход элемента И .7 соединяется с выхо" дом другого порогового блока 4, в данном случае соединенного с датчи" ком 1, а датчики 1 и 2 соединяются с входом усилителя 3 через дополнительный коммутатор (не показан), вход управления которого подключают к выходу формирователя 6. Такой вариоант позволяет сократить потребляемый ток (за счет исключения одного из1518516 УР н н с п Устройство селекции акустических гналов в массиве горных пород, со-ржащее последовательно соединейные тчики упругих колебаний, усилители .20 пороговые блоки, формирователь цикселекции, включающий последователь- соединенные пиковый детектор и поговый блок, формирователь временной ны проверки положен я источника 25 гнала, первый элемент И, коммутатор, рвый вход которого соединен с выхом первого усилителя, первый и втой блоки измерения параметров сигнав, отличающееся тем, 30 о, с целью увеличения чувствительсти регистрации слабых упругих кобаний, оно снабжено вторым и треим элементами И,первым, вторым и етьим элементами ИЛИ, первым и вто- З 5 м триггерами, причем выход первого рогового элемента соединен с первым одом первого элемента ИЛИ и вторым одом первого элемента И, первьй, етий и четвертый входы. которого 40 ответственно подключены к инверд д и н р з д Р л ч н т т Р п сс илителей, работающих в непрерывм режиме), что увеличивает время боты от одного комплекта питания, в этом случае схема обладает ньшим динамическим диапазоном, Устройство позволяет осуществлять лекцию даже слабых сигналов, застивших формирователь временной ны проверки положения источника гнала, но не дошедших до датчика гнала проверки. о р м у л а . и з о б р е т е н и я сному выходу формирователя временной зоны проверки положения 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 И соединен с входом формирователя временной эоны проверки положения источника сигнала, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго порогового блока, 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 второй вход первого элемента ИЛИ соединен с прямым выходом формирователя временной зоны проверки положения источника сигнала, выход подключен к входу формирователя цикласелекции.Подписное а ВНИИПИ омитета п осква, Жственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Га а, 101 ро 82(38 Тираж осударственного 113035, ооретениям и открытиям при ГКНТ СРаушская наб д. 4/5