[發(fā)明專利]一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011124305.5
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112415578B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許新驥;馬川義;張慶松;王建森;張寶利;許孝濱;李鐸;解冬東;陳磊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學;山東高速集團有限公司
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：包括采集器和接收器，所述采集器包括多個輸入模擬通道，每個輸入模擬通道通過一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接至第一控制器，所述第一控制器連接第一無線模塊；

所述接收器包括第二無線模塊、第二控制器和多個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、模擬信號緩沖器以及電壓/電流選擇轉(zhuǎn)換器，所述第二無線模塊與第一無線模塊通信，所述第二無線模塊與第二控制器連接，所述第二控制器連接有多個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，每個數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器分別連接有一模擬信號緩沖器，每個模擬信號緩沖器的另一端連接一電壓/電流選擇轉(zhuǎn)換器，電壓/電流選擇轉(zhuǎn)換器連接一模擬輸出通道；

所述模擬輸出通道包括量程轉(zhuǎn)換器，所述模擬信號緩沖器對數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號進行緩沖，再輸送給所述電壓/電流轉(zhuǎn)換電路及量程轉(zhuǎn)換電路進行信號轉(zhuǎn)換，起到前后級阻抗匹配的目的，同時對信號進行適當?shù)脑鲆嬲{(diào)整；所述電壓/電流轉(zhuǎn)換電路及量程轉(zhuǎn)換電路，按照配置要求將模擬信號緩沖器輸出的信號轉(zhuǎn)換為電壓型模擬信號和電流型模擬信號。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述第一控制器連接有一配置接口，通過所述配置接口配置采集器的工作參數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述采集器的工作參數(shù)包括無線頻點、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器采樣率、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器分辨率和輸入模擬信號通道數(shù)。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述第一控制器通過無線模塊接口總線配置第一無線模塊的無線信道；

或，所述第一控制器通過ADC控制總線配置模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣率，所述第一控制器通過ADC數(shù)據(jù)總線讀取模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的信號數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述第一控制器根據(jù)配置的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器采樣率、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器分辨率，對信號數(shù)據(jù)進行重采樣，使輸出數(shù)據(jù)的輸出分辨率和輸出采樣率符合配置要求。

6.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述第一無線模塊和第二無線模塊的結(jié)構(gòu)一致。

7.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：所述第二控制器被配置為接收到第二無線模塊通過無線模塊接口總線給出的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行校驗，校驗正確時，對信號數(shù)據(jù)段編碼進行解碼，作為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種用于隧道地震波信號采集的無線傳感器，其特征是：模擬信號輸出形式包括：電壓型信號和電流型信號；

所述電壓型信號量程為±5V或±10V，雙極性平衡輸出；

所述電流型信號量程為0mA～20mA時，以信號地為參照地，雙極性電流信號輸出，偏置電流為10mA；

所述電流型信號量程為4mA～20mA時，以信號地為參照地，雙極性電流信號輸出，偏置電流為12mA。

9.基于權(quán)利要求1-8中任一項所述的用于隧道地震波信號采集的無線傳感器的工作方法，其特征是：包括：

配置接口接收到配置信息后，第一控制器判斷配置信息是否正確，如果正確，分別配置輸入模擬通道、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和第一無線模塊的參數(shù)；

第一控制器選擇相應的輸入模擬通道進行信號采集，并將采集的信號數(shù)據(jù)進行壓縮，對數(shù)據(jù)進行打包處理并通過第一無線模塊和第二無線模塊的通信，傳輸給接收器；

第二控制器接收到第二無線模塊給出的數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行校驗，校驗正確時，對信號數(shù)據(jù)段編碼進行解碼，選擇輸出通道個數(shù)，進行數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換、緩沖以及電壓/電流選擇轉(zhuǎn)換。