[发明专利]电磁辐射信号监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及电磁测量技术领域，特别涉及一种电磁辐射信号监测装置。

背景技术

混凝土大量使用在桥梁、大坝等结构中，受工作载荷作用，混凝土结构会出现裂纹并伴随出现频率在1MHz以下的电磁辐射信号，监测这种电磁辐射信号有助于监测混凝土结构的完整性。由于混凝土破裂电磁辐射信号微弱，监测系统易受环境电磁干扰而影响正常工作，解决监测装置的电磁屏蔽和工作稳定性是需要解决的重要问题。

《岩石力学与工程学报》2001年第6期797-800页有篇“混凝土受压破裂过程中的电磁信号”的文章介绍为了排除外界电磁干扰，将实验样品和探头放在电磁屏蔽箱内，该文章没有介绍前放的抗干扰和隔离问题，而前放引入的干扰是系统不稳定的重要因素。

2009年中国地震局地质研究所有篇硕士学位论文“岩石变形与电磁辐射的实验研究”采用将线圈传感器和前置放大器放入屏蔽室的办法抗干扰，该论文没有介绍采集设备、二级放大器引入干扰的隔离问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种具有抗干扰能力强、结构简单的电磁辐射信号监测装置。

根据本发明实施例的电磁辐射信号监测装置，包括：监测探头，用于感应监测电磁辐射信号，并感应出电信号；防干扰保护电路，所述防干扰保护电路连接在所述监测探头与放大滤波电路之间，用于防止环境中峰值脉冲干扰；放大滤波电路，所述放大滤波电路的输入端与所述防干扰保护电路相连，用于将所述电信号进行放大和滤波；光电隔离电路，所述光电隔离电路的输入端与所述放大滤波电路的输出端相连，用于将放大和滤波后的电信号进行光电隔离后输出，防止干扰信号从输出端引回放大滤波电路；计算机，所述计算机与所述光电隔离电路的输出端相连，包括信号采集卡、波形显示单元和数据存储单元，所述计算机用于对所述光电隔离电路输出的信号进行采集、显示、存储和分析计算。

在本发明的一个实施例中，所述监测探头与所述防干扰保护电路之间通过屏蔽连接电缆相连。

在本发明的一个实施例中，所述防干扰保护电路包括第一快速二极管和第二快速二极管，所述第一快速二极管与所述第二快速二极管按照正、反的顺序进行并联，并连接在所述放大电路的输入端。

在本发明的一个实施例中，所述放大滤波电路为多级放大滤波电路。

在本发明的一个实施例中，所述信号采集卡具有重触发和预采样功能，并且数据采集的单次最大记录长度不小于1ms。

在本发明的一个实施例中，还包括：屏蔽盒，其中，所述防干扰保护电路、放大滤波电路、光电隔离电路安装在同一个屏蔽盒内；和多个供电电池组，所述供电电池组为所述放大滤波电路和光电隔离电路供电，其中，所述光电隔离电路的隔离前后两部分电路分别用两组不同的所述供电电池组供电。

本发明所设计的电磁辐射信号监测装置结构简单，能有效避免环境噪声对电路稳定性的影响，具有较高信噪比，适用频率范围较广（例如100Hz~1MHz）。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的电磁辐射信号监测装置的结构框图；

图2是本发明实施例的放大电路模块的电路示意图；

图3是本发明实施例的滤波电路模块的电路示意图；

图4是本发明实施例的光电隔离电路的电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。