[實用新型]爆破振動監測數據采集設備

無效

• 申請號: 200720153145.0
• 申請日: 2007-06-24
• 公開（公告）號: CN201047741Y
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 趙晨光;孫立言;鐘少龍;雷振山
• 申請（專利權）人: 唐山學院
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;G08C17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本實用新型涉及一種爆破振動監測數據采集設備，尤其是能用無線通信方式遠程控制所有監測點同步進行數據采集、完整記錄波形的數據采集設備。

背景技術：

進行爆破振動監測時，需要在爆破產生的振動所波及的范圍內布置多個監測點。為了了解振動波傳播的特性，這些監測點必須同步采集數據。為了測試振動的波形，必須高速采集數據，這就會在短時間內采集大量數據，因此不僅要有大容量數據存儲裝置，而且要在爆破前盡可能短的時間內開始數據采集，以避免浪費數據存儲空間。記錄的波形要帶有精確的時間標尺，便于查找不同振幅所處的時刻。為了保證安全，要能夠遠離爆破點對數據采集設備進行操作。

使用傳統的磁帶記錄儀和光線示波器做波形記錄設備基本上不能滿足爆破振動監測的要求；二十世紀末期進入爆破振動監測領域的數字記錄儀解決了單臺設備各通道采樣的同步問題，但是多臺設備采樣同步精度還比較低，使用設備內部時鐘做采樣數據時間標尺精度不夠，特別是用模擬觸發方式控制振動信號采集很容易因外界環境干擾造成誤觸發，同時會丟掉振動波頭的重要信息。

發明內容：

為了克服現有爆破振動監測用數據采集設備采樣同步精度低、觸發不可靠的問題，本實用新型提供一種新型爆破振動監測數據采集設備，使任意多個監測點采集數據的同步精度達到1ms，能夠完整記錄爆破振動的波形數據，充分利用數據存儲空間，而且可以遠離爆破危險區域進行操作。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：采用集散式設備結構，每個爆破振動監測點放置一臺數據采集器，用一臺筆記本電腦，在爆破開始前通過無線數傳模塊向各個數據采集器發送數據采集指令。根據無線電波傳播的速度，在800m范圍內各個數據采集器收到開始采集數據指令的時間誤差小于1ms，因此能夠保證同步進行數據采集。采集的數據全部附加全球定位系統(GPS，Global?Position?System)衛星時鐘的時間信息，存儲到移動數據存儲器。數據采集完成后通過軟件讀取各個數據存儲器的數據，按照時間標記對齊，可以得到任意時刻爆破振動的波形及其傳播與分布的信息。

數據采集器采用嵌入式計算技術，型號為AT91RM9200的微處理器及外圍設備集成在印刷電路板上。型號為AD7655AST的模數轉換芯片與型號為IDT72V235L15PF的先進先出(FIFO，First?Input?First?Output)存儲器芯片相連，型號為EPM7256AETC144的復雜可編程邏輯器件(CPLD，Complex?ProgramableLogic?Device)分別與模數轉換芯片和FIFO芯片相連，進行數據采集控制。微處理器與CPLD相連啟動數據采集；與FIFO芯片相連讀取采集的數據。型號為SRWF-501的無線數傳模塊通過串行總線與微處理器相連，用于接收數據采集開始指令。型號為LASSEN?iQ的GPS衛星接收器將標準時間信號通過串行總線傳輸給微處理器。移動數據存儲裝置通過通用串行總線掛接在數據采集器外部。

本實用新型的有益效果是，采用無線數據傳輸模塊發送數據采集控制指令，避免了爆破現場連接信號線的困難；能夠保證各監測點在爆破開始前的瞬間同時開始數據采集，既不會丟失振動波頭信息，又不會采集冗余數據；組成該設備的數據采集器數量無限制；采樣數據用GPS衛星信號加時間標尺，時標精度高；采用通用串行總線外掛大容量數據存儲器，讀寫速度快，存取數據方便。

附圖說明：

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的整體結構原理圖。

圖中1.數據采集器，2.數據采集器，3.數據采集器，4.無線通信模塊，5.筆記本電腦。

圖2是本實用新型的單臺數據采集器結構原理圖。

圖中1.模數轉換芯片，2.模數轉換芯片，3.控制線，4.控制線，5.控制線，6.控制線，7.CPLD芯片，8.控制線，9.GPS接收器，10.時間信號線，11.微處理器，12.移動數據存儲器，13.數據線，14.通信線，15.無線數傳模塊，16.數據線，17.數據線，18.FIFO芯片，19.FIFO芯片，20.數據線，21.數據線，22.印刷電路板。

具體實施方式：

爆破振動監測數據采集設備根據監測布點的需要，由多臺數據采集器組成監測網。筆記本電腦通過無線數傳模塊向所有采集器發出數據采集指令。

每個數據采集器開機后不斷偵聽無線數傳模塊的信息，一旦收到開始采集數據的指令，微處理器就通過CPLD芯片啟動模數轉換芯片開始數據采集。CPLD芯片控制兩片模數轉換芯片同步進行數據采集，模數轉換芯片為雙通道同步，16位分辨率，100kS/s采樣率。4個通道同步采集數據，可以連接1個3向振動傳感器和1個聲音傳感器。在CPLD控制下采集的數據寫進先進先出數據存儲器。微處理器由先進先出存儲器讀取數據，從GPS接收機讀取時間信息，附加到振動數據上，然后將帶有時間標尺的數據通過V2.0標準的通用串行總線存入移動數據存儲器。數據采集結束后由移動數據存儲器輸出數據給信號分析軟件得到爆破監測的結果。