[發明專利]一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統及方法有效
| 申請號： | 201910172760.3 | 申請日： | 2019-03-07 |
| 公開（公告）號： | CN109765610B | 公開（公告）日： | 2019-11-29 |
| 發明（設計）人： | 陳炳瑞;朱新豪;李華方;符啟卿 | 申請（專利權）人： | 中國科學院武漢巖土力學研究所;湖北海震科創技術有限公司 |
| 主分類號： | G01V1/28 | 分類號： | G01V1/28;G01V1/22;G01V1/20 |
| 代理公司： | 42001 武漢宇晨專利事務所 | 代理人： | 李鵬;王敏鋒<國際申請>=<國際公布>= |
| 地址： | 430071 湖北省*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 防爆保護裝置 采集 螺母 無線發射 傳感 脹片 微震監測系統 無線發射單元 開口端 連接環 彈片 內翼 外翼 推行 微震傳感器 無線發射器 布置位置 傳感單元 柔性天線 微震監測 微震信號 無線傳輸 耦合效果 采集儀 活動套 摩擦齒 支撐臺 承重 環周 孔壁 外壁 收縮 電源 張開 傳輸 靈活 | ||
1.一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統，包括傳感單元，其特征在于，還包括采集-無線發射單元，
傳感單元包括微震傳感器(5)，微震傳感器(5)設置在鉆孔(3)的孔底，鉆孔(3)開設在隧洞(2)的內壁，
采集-無線發射單元包括防爆保護裝置(12)、采集儀(7)、電源(8)、無線發射器(9)和柔性天線(10)，電源(8)分別與采集儀(7)和無線發射器(9)連接，
采集儀(7)、電源(8)以及無線發射器(9)均設置在防爆保護裝置(12)內，
防爆保護裝置(12)為設置在鉆孔(3)的孔口處的圓柱筒體，防爆保護裝置(12)朝向鉆孔(3)孔底的一端為封閉端且設置有防爆格蘭頭(13)，防爆保護裝置(12)朝向隧洞(2)的一端為開口端，開口端密封設置有密封蓋(14)，密封蓋(14)上設置有防爆格蘭頭(13)，采集儀(7)通過防爆保護裝置(12)的封閉端設置的防爆格蘭頭(13)與數據傳輸線(6)一端連接，數據傳輸線(6)另一端與微震傳感器(5)連接，無線發射器(9)通過密封蓋(14)上設置的防爆格蘭頭(13)與柔性天線(10)連接，
防爆保護裝置(12)的開口端設置有開口端外螺紋，推行螺母(18)通過螺紋套設在開口端外螺紋上，防爆保護裝置(12)外壁位于開口端外螺紋與封閉端之間的部分套設有支撐臺(16)，連接環(17011)活動套設在防爆保護裝置(12)的開口端，推行螺母(18)與連接環(17011)連接，連接環(17011)周向設置有多個內翼彈片(17012)，內翼彈片(17012)分別與對應的脹片外翼(1702)連接，脹片外翼(1702)外側設置有摩擦齒紋，各個內翼彈片(17012)與連接環(17011)連接處所在的圓環的直徑小于支撐臺(16)的外徑。
2.根據權利要求1所述的一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統，其特征在于，所述的防爆保護裝置(12)的開口端設置有開口端內螺紋，密封蓋(14)上設置有與防爆保護裝置(12)的開口端內螺紋適配的外螺紋。
3.根據權利要求1所述的一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統，其特征在于，所述的支撐臺(16)整體呈環狀，支撐臺(16)的剖面為三角狀。
4.根據權利要求1所述的一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統，其特征在于，所述的防爆保護裝置(12)的內壁設置有凸起條，凸起條的延伸方向與防爆保護裝置(12)的中心軸線平行，同時采集儀(7)外壁、電源(8)外壁和無線發射器(9)外壁均設置有與凸起條適配的軌道卡槽(19)。
5.一種利用權利要求1-4的任意一種傳感-采集-無線發射綜合集成微震監測系統的監測方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1、根據已知的不同類型的微震信號，建立不同類型的微震信號數據庫，微震信號包括巖石破裂信號；
步驟2、根據已建立的微震信號數據庫，確定STA/LTA閾值，使得通過STA/LTA算法對微震信號數據庫中的各個微震信號進行處理后保留的微震信號中的巖石破裂信號是95％以上的微震信號數據庫中的巖石破裂信號，
本步驟中通過STA/LTA算法對微震信號數據庫中的各個微震信號進行處理包括以下步驟：通過STA/LTA算法對微震信號數據庫中的各個微震信號進行計算，若計算結果大于等于STA/LTA閾值，則保留對應的微震信號；
步驟3、計算各類型微震信號的持續時間、上升時間、P-S波到時差、最大振幅、主頻和最大頻譜值，并根據各類型微震信號的持續時間、上升時間、P-S波到時差、最大振幅、主頻和最大頻譜值訓練BP神經網絡，建立用于識別各類型微震信號的BP神經網絡微震信號識別模型；
步驟4、將STA/LTA算法、STA/LTA閾值和訓練好的BP神經網絡微震信號識別模型嵌入至采集儀(7)中；
步驟5、采集儀(7)現場實時采集微震信號，對微震傳感器(5)實時傳輸的采集信號使用STA/LTA算法進行計算，并將計算結果與STA/LTA閾值進行比較：
若小于STA/LTA閾值，則舍棄采集信號；否則，對該采集信號使用BP神經網絡微震信號識別模型進行識別：
如果識別為巖石破裂信號，則將巖石破裂信號寫入存儲卡，當存儲量達到事先設定的無線發射器開啟閾值，開啟無線發射器將巖石破裂信號進行發送到外部接收設備，發送結束后，關閉無線發射器；
如果識別不是巖石破裂信號，則放棄采集信號。
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