專利名稱：一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巖體聲發(fā)射信號采集裝置，尤其涉及了一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對巖體聲發(fā)射現(xiàn)象研究的深入，越來越多的研究結(jié)果表明:目前廣泛使用的巖體聲發(fā)射信號采集裝置存在以下不足:(I)由于巖體內(nèi)部狀態(tài)變化機(jī)理十分復(fù)雜，聲發(fā)射信號的產(chǎn)生及傳遞受到多種因素影響，現(xiàn)有巖體聲發(fā)射信號采集裝置計(jì)算的少量聲發(fā)射特征參數(shù)存在誤差，且少量聲發(fā)射特征參數(shù)不能完全反映實(shí)際巖體聲發(fā)射信號的變化規(guī)律。(2)現(xiàn)有巖體聲發(fā)射信號采集裝置一般使用有線電纜連接位于現(xiàn)場的采集裝置和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，當(dāng)現(xiàn)場采集裝置和監(jiān)控計(jì)算機(jī)距離較遠(yuǎn)、監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量較多、監(jiān)測點(diǎn)經(jīng)常變動時，布線、供電、維護(hù)等變得困難且成本急劇增加。(3)實(shí)際巖體聲發(fā)射信號頻率變化范圍約為20Hz 80KHz，而現(xiàn)有巖體聲發(fā)射信號采集裝置的頻率響應(yīng)范圍僅為20Hz 20KHz，難以滿足不同巖體工程需要；同時，現(xiàn)有巖體聲發(fā)射信號采集裝置使用數(shù)據(jù)傳輸速率僅為2.4 38Kbit/s的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，難以巖體聲發(fā)射信號完整采樣數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算的少量聲發(fā)射特征參數(shù)存在誤差、成本高、完整采樣數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸?shù)牟蛔?，提供了一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決:一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，包括主板、傳感器模塊和電源，所述的傳感器模塊包括傳感器探頭、濾波器和主放大電路，主板包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接電源，傳感器模塊通過多通道傳感器模塊接口與主板連接。作為優(yōu)選，所述的數(shù)字信號處理器連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊、外部擴(kuò)展存儲器、備用擴(kuò)展接口及外圍部件，電源連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊和備用擴(kuò)
展接口。作為優(yōu)選，所述的數(shù)字信號處理器通過ADC接口與多通道傳感器模塊接口連接，數(shù)字信號處理器通過SPI接口與ZigBee通訊模塊連接，數(shù)字信號處理器通過SCI接口與WCDMA通訊模塊連接。作為優(yōu)選，所述的傳感器探頭包括聲/電傳感器、前置放大器，傳感器探頭通過濾波器與主放大電路連接，前置放大器通過同軸電纜與濾波器電路連接。作為優(yōu)選，聲/電傳感器采用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷環(huán)。本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果:不僅可傳輸聲發(fā)射特征參數(shù)，也可傳輸完整的聲發(fā)射信號原始測量數(shù)據(jù)，提高了裝置性能，增加了裝置靈活性，減少了實(shí)際使用時的安裝、維護(hù)工作量，使得該裝置可廣泛應(yīng)用于不同類型巖體工程中。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:實(shí)施例1一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，如圖1所示，包括主板、傳感器模塊和電源，所述的傳感器模塊包括傳感器探頭、濾波器和主放大電路，主板包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接電源，傳感器模塊通過多通道傳感器模塊接口與主板連接。數(shù)字信號處理器連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊、外部擴(kuò)展存儲器、備用擴(kuò)展接口及外圍部件，電源連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊和備用擴(kuò)展接口。數(shù)字信號處理器通過ADC接口與多通道傳感器模塊接口連接，數(shù)字信號處理器通過SPI接口與ZigBee通訊模塊連接，數(shù)字信號處理器通過SCI接口與WCDMA通訊模塊連接。傳感器探頭包括聲/電傳感器、前置放大器，傳感器探頭通過濾波器與主放大電路連接，前置放大器通過同軸電纜與濾波器電路連接。聲/電傳感器采用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷環(huán)。聲/電傳感器收集聲音信號,并將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號；前置放大器輸出信號，同時進(jìn)行阻抗變換，以便信號可以經(jīng)過15 IOOm的同軸電纜傳送到濾波器電路；在實(shí)際應(yīng)用時，可在巖體上鉆I 12m深的圓孔，將傳感器探頭放入孔底，且與孔底、孔壁耦合良好，以便盡可能接近聲源點(diǎn)。傳感器探頭的輸出信號經(jīng)過4階Butterworth帶通濾波器后送入增益可程控的主放大器LMV822，主放大器將輸入信號放大到伏特級，以便送入主板模塊上的多通道傳感器模塊接口中。通過TMS320F2812的外部存儲器接口擴(kuò)展一片CY7C1061，使得主板SRAM容量增加到2M字節(jié)；利用軟件模擬SPI接口并擴(kuò)展一片32K字節(jié)高速EEPR0M25LC256，使得主板支持?jǐn)?shù)據(jù)永久存儲。各模塊電路所需電源全部由主板提供，支持12 36V電池或外部電源兩種供電方式，當(dāng)使用外部電源時，可對電池進(jìn)行充電；為了提高電源轉(zhuǎn)換效率，所有電源變換使用DC/DC芯片完成，WCDMA模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時的瞬間電流可達(dá)到1.6A，供給WCDMA模塊的電源使用了 LDO芯片MIC29302 ;利用LM393構(gòu)建了欠壓保護(hù)電路，當(dāng)電池或外部電源電壓過低時，以中斷方式提醒處理器保存重要數(shù)據(jù)到EEPROM且發(fā)送報警信號給監(jiān)控主機(jī)?？傊?，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，包括主板、傳感器模塊和電源，其特征在于:所述的傳感器模塊包括傳感器探頭、濾波器和主放大電路，主板包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接電源，傳感器模塊通過多通道傳感器模塊接口與主板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，其特征在于:所述的數(shù)字信號處理器連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊、外部擴(kuò)展存儲器、備用擴(kuò)展接口及外圍部件，電源連接ZigBee通訊模塊、WCDMA通訊模塊和備用擴(kuò)展接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，其特征在于:所述的數(shù)字信號處理器通過ADC接口與多通道傳感器模塊接口連接，數(shù)字信號處理器通過SPI接口與ZigBee通訊模塊連接，數(shù)字信號處理器通過SCI接口與WCDMA通訊模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，其特征在于:所述的傳感器探頭包括聲/電傳感器、前置放大器，傳感器探頭通過濾波器與主放大電路連接，前置放大器通過同軸電纜與濾波器電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，其特征在于:聲/電傳感器采用鋯鈦酸鉛壓電陶瓷環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及巖體聲發(fā)射信號采集裝置，公開了用于巖體的聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，一種聲發(fā)射信號遠(yuǎn)程無線采集裝置，包括主板、傳感器模塊和電源，所述的傳感器模塊包括傳感器探頭、濾波器和主放大電路，主板包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器連接電源，傳感器模塊通過多通道傳感器模塊接口與主板連接。本實(shí)用新型不僅可傳輸聲發(fā)射特征參數(shù)，也可傳輸完整的聲發(fā)射信號原始測量數(shù)據(jù)，提高了裝置性能，增加了裝置靈活性，減少了實(shí)際使用時的安裝、維護(hù)工作量，使得該裝置可廣泛應(yīng)用于不同類型巖體工程中。
文檔編號G01V1/00GK202948136SQ20122055455
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者韓安太, 郭小華 申請人:杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 郭小華