Цифровой автоматический измеритель скорости распространения упругих волн

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

437924

Срюэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.07.72 (21) 1815126/18-10 (51) М. Кл. G Olh 5!00 с присоединением заявки _#_e

Гасударетаенный камитет

Савета Министрав СССР по делам иЪебретений и OTKpbACH (32) Приор итствЂ

Опубликовано 30.07.74, Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 03.07.75 (53) УДК 620.179.16:

:534.22 (088,8) (72) Авторы изобретения

О. А, Байкоиуров, А. У. Умирьяев, Е. А. теин, В. Г. Иосевич и В. К. Мустафин

Институт горного дела АН Казахской ССР и Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявители (34) ЦИФРОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для изучения физико-механических свойств горных пород методом измерения скоростями распространения упругих волн в их среде.

Известно устройство, содержащее блок управления (сброса в исходное состояние), ударный блок, сейсмодатчик, усилитель, пороговый каскад, формирователь импульса, оконечный каскад со схемой совпадения и преобразователь временных интервалов в код.

Однако известное устройство характеризуется низкой точностью,и достоверностью результатов измерения свойств горных пород методом упругих волн в горном массиве. Известное устройство не предусматривает также непосредственного измерения скорости упругих волн в горном массиве.

Известное устройство выполнено двухканальным, позволя|ощим измерять скорость распространения ультразвуковых колебаний только одного участка образца, расположенного между двумя пьезодатчиками. Для определения скорости распространения волн на нескольких участках образца требуются дополнительные затраты времени, а при определении ее непосредственно в горном массиве необходима большая проникающая спосооность волн. Так как данное устройство

2 использует ультразвуковые волны, обладаю щие малои проникающей способностью, то оно не может быть использовано для определения скорости распространения упругих

5 волн на значительных расстояниях в массиве горных пород. Отсутствие помехозащищепности при появлении помех искажает точность и достоверность результатов измерения.

1О Целью изобретения является определение скорости распространения упругих волн нспосредствеиио в горном массиве, для нескольких участков профиля одновременно и повышение точности и достоверности полученных

i5 результатов измерения.

Зто достигается тем, что в предлагаемый измеритель скорости введены частотный фильтр между сейсмодатчиком и усилителем, фильтр амплитудHых помех с блоком индиео капни помехи и настройки фильтра амплитудных помех — между усилителем и пороговым каскадом, линейный распределитель между формирователем импульса и оконечным каскадом, генератор счетных импульсов, подключенный к оконечному каскаду, и блок индикации помехи — между преобразователем временных интервалов в код и блоком. управления. Измеритель скорости содержит п таких каналов с общими для всех кази палов блоками управления, индикаиии поме437924

l c>

2, >

I;) С )

65 и, ударным блоком и генератором счетных импульсов.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого цифрового измерителя.

Цифровой автоматический измеритель скорости состоит из и параллельных кана;1о8. Каждый канал состоит из сейсмодатчика 1, частотного фильтра 2, усилителя 3 в режиме ограничения, фильтра 4 амплитудных помех с блоком 5 индикации помехи в канале и настройки фильтра амплитудных llo«ex, порогового каскада 6, блока формироIIaTeëÿ 7 опорного импульса, линейного распределителя 8, оконечного каскада 9, генератора 10 счетных импульсов, преобразователя 11 временных интервалов в код, печатающего устройства 12, блока 13 индикации помехи в процессе измерения скорости, блока 14 управления запуском.

Запуск упругих колебаний осуществляется импульсным источником упругих волн — ударным блоком 15, расположенным в горном массиве 16.

Исследуемый участок массива 16 разбивается на и отдельных профилей, вдоль которых с постоянным шагом устанавливаются сейсмодатчики 1. Из определенной точки ударным блоком 15 возбуждаются волны звуковой ",àñòîòû. Сейсмодатчик 1 преобразует колебания горных пород в электрические сигналы, которые проходят через частотпып фильтр 2 помех и усиливаются усилителем 3. Для увеличения крутизны фронта первого колебания и уменьшения влияния этого фронта на точность показания усилитель 3 при усилении колебаний работает в режиме амплитудного ограничения.

Сигнал с выхода усилителя 3 поступает на фильтр 4 амплитудных помех, настроенный таким образом, чтобы не проходили сигналы помехи, сходные по частоте с полезным сигналом, но меньше его по амплитуде. Затем полезный сигнал поступает на блок 5 индикации помехи и настройки фильтра 4 амплитудных помех и на пороговый каскад 6, который выдает прямоугольный импульс в момент прихода полезного сигнала.

Формирователь 7 опорного импульса выдает короткий треугольный импульс на вход линейного распределителя 8 по переднему фронту прямоугольного импульса порогового каскада 6. Опорные импульсы, пришедшие от всех и каналов формирователей 7 опорного импульса, последовательно запускают линейный распределитель 8. На выходах распределителя 8 получаются прямоугольные импульсы, длительность каждого из которых пропорциональнa временному интервалу между двумя последующими опорными IDIпульсами (т. е. времени распространения волны от датчика к датчику).

Прямоугольные импульсы с выходов распределителя 8 поступают на один из входов оконечного каскада 9 (схемы «И»). На втоpoll вход оконечного каскада 9 пост1 пают треуголшгые импульсы от генератбра 10 счетных импульсов. 1 аким образом, число импульсов на входе каждого оконечного каскада 9 llpollopulloIIa;II IIO соответствующей длительности импульса с выхода распределителя 8.

Преобразователь 11 временных интервалов в код преобразует число импульсов соответствующего временного интервала в код, который характеризует скорость распространения упругой волны и подается, например, па цифровое табло или записывается печатающим устройством 12 на бумажную ленту.

Ьлок 14 управления запуском перед каж дым измерением приводит в исходное состояние пороговые каскады 6 и преобразователи 11 временных интервалов в код, а затем подает команду на запуск импульсного источника упругих волн звукового диапазона— дарного блока 15.

Блок 13 индикации помехи в случае помех, сходных по амплитуде и частоте с полезным сигналом, запрещает показание их на цифровом табло преобразователя 11 и запись показаний на печатающем устройстве 12. После запрещения показаний блок 13 индикации выдает команду блоку 14 управления запуском на повторный процесс измерения. После этого блок 14 управления снимает запрет с показаний, выдавая соответствующую команду на блок 13 индикации.

Данный процесс происходит автоматически до появления результатов измерений на цифровых табло и печатающем устройстве 12, Предмет изобретения

1. Цифровой автоматический измеритель скорости распространения упругих волн, содержащий последовательно соединенные блок управления, ударный блок, сейсмодатчик, усилитель, пороговый каскад, формирователь импульса, оконечный каскад и преобразователь временных интервалов в код, отличаюи1иися тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерения, в него введены частотный фильтр между сейсмодатчиком и усилителем, фильтр амплитудных помех с блоком индикации помехи и настройки фильтра амплитудных помех между усилителем и пороговым каскадом, липе1гный распределитель между формирователем импульса и оконечным каскадом, генератор счетных импульсов, подключенный к оконечному каскаду, и блок индикации помехи между преобразователем временных интервалов в код и блоком управления, подключенным также к пороговому каскаду и преобразователю временных интервалов в код.

2. Измеритель скорости по п. 1, отличаюишйся тем, что, с целью непосредственного определения скорости распространения упругих волн в горном массиве, оН содержит

437924

3 и идентичных каналов с общими для всех каналов блоками управления, индикации

C" )

3 -: > 6 -!?

Сосгавитель А. Матвеев

Текред T. Курилко

Редактор Е. Караулова

Корректор О. Тюрина

Заказ 2!89 Изд. ¹ 1855 Тирани 760 Подписное

Ц!!ИИП!! Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобрегсний и открытий мо .ва, )К-35, Раугиская иап., д. 4/5

Л10Т, Загорский филиал! !

1!

1 ! ! !

3 . !

4 помехи, ударным блоком и генератором счетных импульсов.