[发明专利]一种用于岩体的多功能声发射监测仪

说明书

 

技术领域

     本发明属于声发射监测仪技术领域，具体涉及一种用于岩体的多功能声发射监测仪。

背景技术

地下岩石的开挖将使周围岩石失去原有的平衡状态，其内部原有应力场将发生改变，其内部贮存的应变能快速释放产生弹性波，这种岩体声发射参数（大事件率、总事件率、能率）与岩体稳定状态密切相关。目前所使用的监测仪中只有单个频段范围，不能适应多种岩体结构的监测，这样就限制了仪器的使用范围。

现使用的声发射监测仪器中只有一路监测通道，不能有效地采集多点数据，使得工作人员的数据采集量增大。当矿井中监测点比较多时人工记录有可能混淆了监测点，使得统计的数据错误。实际下矿监测并不能保证工作人员全天候的实时监测，则可能导致漏掉重要的数据。 

发明内容

    本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种监测数据齐全、能够适应多种岩体、不需要人工现场记录、能长时间无人连续监测和能与PC机通信的用于岩体的多功能声发射监测仪。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该监测仪由第一传感器、第二传感器、第三传感器、数据采集单元、两片端口扩展芯片模块、单片机、PC机、EEPROM存储芯片、人工/自动切换开关和启动按钮组成。

    数据采集单元的输入端2a、2b、2c与第一传感器的输出端Va、第二传感器的输出端Vb、第三传感器的输出端Vc对应连接，数据采集单元的输出端口D0-D7与单片机的数据总线端口P0.0-P0.7对应连接；两片端口扩展芯片模块的数据总线端口D0-D7与单片机的数据总线端口P0.0-P0.7对应连接，两片端口扩展芯片模块的端口/CS1、A0、A1、/CS2、I/O与单片机的端口P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P1.4对应连接；单片机的引脚TXD、引脚RXD通过RS232总线与PC机的COM1口连接，单片机的端口P1.5、P1.6、P3.2、P3.3与EEPROM存储芯片的端口SCL1、SDA1、SCL2、SDA2对应连接；人工/自动切换开关的输出端与单片机的P1.7口相连，启动按钮的输出端与单片机的P1.3口相连。

所述的数据采集单元由第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器、第一采样保持器、第二采样保持器、第三采样保持器、第一电压跟随器、第二电压跟随器、第三电压跟随器、模拟多路开关和A/D转换组成。

第一滤波电路的输出端La、第二滤波电路的输出端Lb、第三滤波电路的输出端Lc与第一仪表放大器的输入端Aia、第二仪表放大器的输入端Aib、第三仪表放大器的输入端Aic对应连接；第一仪表放大器的输出端Aoa、第二仪表放大器的输出端Aob、第三仪表放大器的输出端Aoc与第一采样保持器的输入端Sia、第二采样保持器的输入端Sib、第三采样保持器的输入端Sic对应连接；第一采样保持器的输出端Soa、第二采样保持器的输出端Sob、第三采样保持器的输出端Soc与第一电压跟随器的输入端Fia、第二电压跟随器的输入端Fib、第三电压跟随器的输入端Fic对应连接；第一电压跟随器的输出端Foa、第二电压跟随器的输出端Fob、第三电压跟随器的输出端Foc与模拟多路开关的输入端a、b、c对应连接；模拟多路开关的输出端out与A/D转换的输入端vin连接。

A/D转换的输出端口D0-D7与单片机的数据总线端口P0.0-P0.7对应连接；第一滤波电路的输入端2a、第二滤波电路的输入端2b、第三滤波电路的输入端2c与第一传感器的输出端Va、第二传感器的输出端Vb、第三传感器的输出端Vc对应连接。

所述的两片端口扩展芯片模块由串行时钟芯片、第一端口扩展芯片、第二端口扩展芯片、增益调节旋钮开关、两位拨码盘开关、阈值调节旋钮开关、周期调节旋钮开关、24位数码管显示模块和数码管驱动模块组成。