专利名称：岩体声发射能量等级报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种岩体声发射能量等级报警系统，属于矿山地压监测技术领域。
背景技术：
岩体稳定性监测技术中，声发射监测技术是较为有效的手段之一。常用的岩体声发射信号参数(包括振铃数、事件数、大事件数、能量率)通常通过采用各种声发射仪器以视觉信息形式提供，另外声发射全波形信号的采集、存储、分析也多有研究，但这些仪器均具有较强的专业性、使用的复杂性以及较昂贵的价格，实际使用中大都离不开专业技术人员，这一问题在很大程度上阻碍了声发射技术在岩体稳定性监测方面的有效应用。在岩体声发射监测方面，曾经出现过使用较为简单的地音仪，仅需操作人员通过 耳机以听觉方式获取岩体声发射信息，根据声音的大小，判断岩体声发射强度，使用方便，但由于通过传感器获取的声发射信号除放大外，未作进一步处理，操作人员对岩体声发射强度的判断需具备相当多的经验方能胜任。
发明内容针对上述问题，本实用新型提供一种岩体声发射监测仪器，以便更好地监测岩体声发射，操作简单，并且可具一定的人性化和趣味性因素。本实用新型采用的技术方案岩体声发射监测仪器包括声发射传感器I、信号放大滤波单兀2、报警提不音存储器3、单片机系统4、放音单兀5 ;声发射传感器I的输出端口接在信号放大滤波单元2的输入端口，放大滤波单元2的输出端口单片机系统4相连接；报警提示音存储器3与单片机系统4双向互通连接，单片机系统4通过单片机的IO端口与放音单元5的输入端口相连接。声发射传感器I米用频响在音频范围的声发射传感器。信号放大滤波单元2的增益可根据现场情况调整，并采用上限截止频率为IOkHz的低通滤波器。报警提示音存储器3采用可分段音频录放模块；也可以采用USB存储器。报警提示音存储器3预先存储报警提示音，具体的等级报警提示音可根据个人偏好选择不同类型的声音，如各种动物的鸣叫声或乐器声。本实用新型的有益效果是本实用新型除采用传统的声发射信号检测单元外，主要是在声发射能量参数测试结果的表达方式上，采用了适合于现场非专业人员使用的能量等级声响报警形式，将难以听觉辨识的岩体声发射强度信号转换为听觉容易辨识的简单提示语音信号，使岩体声发射监听不需长期经验；特别有利于声发射技术在矿山地压监测方面的推广应用。
[0011]图I为本实用新型的原理框图。图中1_声发射传感器、2-信号放大滤波单元、3-报警提示音存储器、4-片机系统、5-放音单元。
具体实施例
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。如图I所示岩体声发射监测仪器包括声发射传感器I、信号放大滤波单元2、报警提示音存储器3、单片机系统4、放音单元5 ;声发射传感器I的输出端口接在信号放大滤波单元2的输入端口，放大滤波单元2的输出端口与单片机系统4相连接；报警提示音存储器3与单片机系统4双向互通连接，单片机系统4通过单片机的IO端口与放音单元5相连 接。由于是针对岩体介质的声发射，其频率范围通常较低，一般在几十赫兹到几千赫兹，因此采用频响在音频范围的声发射传感器1，即可满足要求，并可降低成本；信号放大滤波单元2的增益可根据现场情况调整在4(T80分贝，并采用上限截止频率为IOkHz的低通滤波器。报警提示音存储器3预先存储报警提示音，具体的等级报警提示音可根据个人偏好选择不同类型的声音，如各种动物的鸣叫声或乐器声。其中信号采集、处理、能量等级判别、报警提示音输出等，可由简单的单片机编程加以实现。实施例I按照图I所示，连接好装置，其中报警提示音存储器3采用已有技术的可分段音频录放模块，可直接通过单片机系统4自身的I/O接口实现与可分段音频录放模块的连接，以通过放音单元5输出相应等级报警提示音。实施例2按照图I所示，连接好装置，其中报警提示音存储器3采用USB存储器，可通过单片机系统4自带的USB存储器接口连接，并将相应等级报警提示音数据通过D/A转换器进行数/模转换。本实用新型具体工作过程当声发射传感器I接受到的微弱岩体声发射信号后，通过连接于输出端的信号放大滤波单元2进行放大并滤除高频噪声的前置处理，信号放大滤波单元2的输出信号再送入单片机系统4内的A/D转换器进行模/数转换，并进行分时段采样数据累加处理，以其累加值代表声发射信号相对能量值，并以预先设定的能量等级值与事先录制存储在存储器中的相应报警提示音进行匹配，，再通过放音单元5输出相应等级报警提示音。本实用新型是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
权利要求1.一种岩体声发射能量等级报警系统，其特征在于岩体声发射监测仪器包括声发射传感器、信号放大滤波单元、报警提示音存储器、单片机系统、放音单元；声发射传感器的输出端口接在信号放大滤波单元的输入端口，放大滤波单元的输出端口与单片机系统相连接；报警提示音存储器与单片机系统双向互通连接，单片机系统通过单片机的IO端口与放音单元相连接。
2.根据权利要求I所述的一种岩体声发射能量等级报警系统，其特征在于声发射传感器采用频响在音频范围的声发射传感器。
3.根据权利要求I所述的一种岩体声发射能量等级报警系统，其特征在于信号放大滤波单元的增益可根据现场情况调整，并采用上限截止频率为IOkHz的低通滤波器。
4.根据权利要求I所述的一种岩体声发射能量等级报警系统，其特征在于报警提示音存储器预先存储报警提示音，具体的等级报警提示音可根据个人偏好选择不同类型的声曰
5.根据权利要求I所述的一种岩体声发射能量等级报警系统，其特征在于报警提示音存储器采用可分段音频录放模块；也可以采用USB存储器。
专利摘要本实用新型涉及一种岩体声发射能量等级报警系统，属于矿山地压监测技术领域。岩体声发射监测仪器声发射传感器的输出端口接在信号放大滤波单元的输入端口，放大滤波单元的输出端口通过单片机的IO端口与单片机系统相连接；报警提示音存储器与单片机系统双向互通连接，单片机系统通过单片机的IO端口与放音单元相连接。本实用新型除采用传统的声发射信号检测单元外，主要是在声发射能量参数测试结果的表达方式上，采用了适合于现场非专业人员使用的能量等级声响报警形式，将难以听觉辨识的岩体声发射强度信号转换为听觉容易辨识的简单提示语音信号，使岩体声发射监听不需长期经验；特别有利于声发射技术在矿山地压监测方面的推广应用。
文档编号G01V1/00GK202512246SQ20122012692
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者李心一 申请人:昆明理工大学