[发明专利]一种测量岩土剪切波速的方法和系统

权利要求书

1.一种测量岩土剪切波速的方法，其特征在于：首先，由振源在时刻t0产生频率为f1的剪切波；在时刻t0+tc触发计数器开始计数，所述计数器的触发脉冲的频率为f2，其中，tc为预设的触发计数延时；将位于井孔内位置n处的检波探头输出的包含所述剪切波的检测信号进行抗干扰处理，得到输入至剪切波接收处理电路的输出频率为f1的方波，其中，n≥0，n值为0时表示所述检波探头与振源之间的直线距离为0，n值越大表示所述检波探头距离振源的直线距离越远；所述计数器在剪切波接收处理电路接收到所述方波的时刻t1(n)时停止计数；

所述振源到达位置n处的行程综合剪切波速的计算公式如下，其中，时间的单位均为ms，所述频率的单位为MHz：

Vs(n)‾=D(n)N(n)/(f2×103)+tc-(t1(0)-t0)]]>

其中，D(n)为位于位置n处的所述检波探头与振源之间的直线距离；N(n)为所述计数器在时刻t0+tc至时刻t1(n)期间的计数值。

2.根据权利要求1所述的测量岩土剪切波速的方法，其特征在于：所述振源产生剪切波的过程如下，频率为f0的占空比为50％的原始方波经分频器进行分频得到频率为f1的基础方波，所述基础方波经过整形放大后形成频率为f1的正弦波，所述正弦波在开关管的作用下在时刻t0使超磁喇叭输出所述剪切波。

3.根据权利要求1或2所述的测量岩土剪切波速的方法，其特征在于：所述检波探头在配谐电容的作用下，使其谐振频率也为f1，所述检测信号的抗干扰处理的过程如下，所述检测信号依次经过前置放大、选频放大和放大整形后形成上下沿陡峭的所述方波。

4.一种测量岩土剪切波速的系统，其特征在于：包括振源、接收处理单元、识别电路和剪切波接收处理电路；

所述振源包括方波发生器，输出频率为f0的占空比为50％的原始方波；分频器，对所述原始方波进行分频处理，得到频率为f1的基础方波；整形和功率放大单元，对所述基础方波进行整形放大处理，得到频率为f1的正弦波；以及，超磁喇叭，所述超磁喇叭与所述整形和功率放大单元之间连接有控制所述超磁喇叭在时刻t0输出频率为f1的剪切波的开关管；

所述接收处理单元包括检波探头，所述检波探头配并有使其谐振频率为f1的配谐电容，所述检波探头用于接收包括所述剪切波的检测信号；所述接收处理单元用于输出频率为f1的方波至所述剪切波接收处理电路；

所述识别电路包括脉冲发生器，输出频率为f2的触发脉冲；计数器，用于在触发脉冲的作用下进行计数；计算单元，用于计算计数器在时刻t0+tc至时刻t1(n)期间的计数值N(n)，其中，所述时刻t1(n)为所述检波探头位于位置n处时所述剪切波接收处理电路接收到所述方波的时刻，n≥0，n值为0时表示所述检波探头与振源之间的直线距离为0，n值越大表示所述检波探头距离振源的直线距离越远；所述计算单元在时刻t0控制所述开关管导通所述正弦波，其中，所述tc为计算单元预设的触发计数延时；计数控制单元，所述计数控制单元在计算单元的控制下于时刻t0+tc触发计数器开始计数，在所述剪切波接收处理电路的控制下于时刻t1(n)终止计数器计数。