專利名稱：一種聲發(fā)射傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器，具體涉及一種聲發(fā)射傳感器，用于預(yù)測礦井動力 災(zāi)害。
背景技術(shù)：
聲發(fā)射(AE)是指材料或結(jié)構(gòu)在受力變形或破壞過程中以彈性波的形式釋 放應(yīng)變能的現(xiàn)象。強(qiáng)的聲發(fā)射可以直接^LA的耳聽到，例如木結(jié)構(gòu)接近斷裂前 的聲發(fā)射和礦井臨近崩塌前的巖石聲發(fā)射等；弱的聲發(fā)射人耳不能感覺，必須 用精密的聲學(xué)儀器才能監(jiān)聽.目前，聲發(fā)射技術(shù)已在材料試驗(yàn)、無損探傷、切 削過程監(jiān)控和設(shè)備故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。CN87214510U公告的"一種聲發(fā) 射(AE)傳感器"，由壓電陶瓷敏感元件、背襯、支承體和信號輸出等四部分組 成，具有探測頻帶寬、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、使用穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)， 適合于金屬切削過程的監(jiān)控和設(shè)備的在線自動診斷檢測，但其結(jié)構(gòu)和頻率范圍 都不適合于煤礦井下的環(huán)境使用.大量的試驗(yàn)研究表明，煤、巖體微破壞階段 所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的頻率范圍一般在3KHz以內(nèi)，在其后裂縫M以瓦發(fā)生大 量破壞時，所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的頻率范圍一般在2KHz以內(nèi)，主頻在lKHz左 右。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種聲發(fā)射傳感器，它的探測頻率范圍適合于煤 巖體微破壞階段所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號的頻率范圍，外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)
都滿足在井下鉆孔內(nèi)使用的要求，密閉性好，抗干擾能力強(qiáng)，能在爆炸性環(huán)境 下安全使用。
本實(shí)用新型所述的一種聲發(fā)射傳感器，包括傳感器和與其連接的信號處理
電路，其特征在于傳感器和信號處理電路都設(shè)在一密閉的棒狀殼體內(nèi)，波導(dǎo) 桿通過棒狀殼體的一端與傳感器連接。該聲發(fā)射傳感器為一體化結(jié)構(gòu)。使用時， "棒狀殼體內(nèi)傳感器和信號調(diào)理電路一并安裝在鉆孔內(nèi).將傳感器和信號處 理電路安裝在一密閉的棒狀殼體內(nèi)，以增強(qiáng)密閉性，提高抗干擾能力，滿足在 爆炸性環(huán)境下安全使用的要求。
所述的一種聲發(fā)射傳感器，其傳感器為YC32型壓電加速度傳感器，其頻率 范圍在5K Hz以內(nèi)。適合于監(jiān)測煤、巖體微破壞階段所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號。
所述的一種聲發(fā)射傳感器，其信號處理電路包括帶濾波電路、與帶濾波電 路連接的偏置和增益調(diào)節(jié)電路、與偏置和增益調(diào)節(jié)電路連接的限幅電路、與限 幅電路連接的V/I轉(zhuǎn)換電路.
傳感器的信號輸出為正脈沖電流輸出方式，電流輸出方式采用標(biāo)準(zhǔn)的1~ 5mA制式和4 20mA制式.采用1 5mA制式，可與井下監(jiān)測系統(tǒng)掛接；采用4 ~ 20mA制式，可以增加信號傳輸中的抗干擾性能。
本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)增加濾波技術(shù)濾除噪 聲，抗干擾能力強(qiáng)；安裝使用方便，波導(dǎo)桿和傳感器可以根據(jù)實(shí)際使用現(xiàn)場情況 可埋式安裝，也可掛式安裝；密閉性好，防水、防塵，適合用于煤礦井下的環(huán)境.


圖l是本實(shí)用新型的示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
參見圖3，信號處理電路2包括帶通濾波電路2—1、與帶通濾波電路連接 的偏置和增益調(diào)節(jié)電路2—2、與偏置和增益調(diào)節(jié)電路連接的限幅電路2—3、與 限幅電路連接的V/I轉(zhuǎn)換電路2—4;帶通濾波電路由芯片U1A、 U2A、 U2B及其 相應(yīng)外圍電路組成；偏置和增益調(diào)節(jié)電路由電位器RSSA及其相應(yīng)外圍電路組成； 限幅電路由芯片U1B、 U1C及其相應(yīng)外圍電路組成；V/I轉(zhuǎn)換電路由芯片UMA及 其相應(yīng)外圍電路組成。
參見圖1和圖2，將頻響范圍在5K Hz以內(nèi)的YC32型壓電加速度傳感器， 即傳感器l與信號處理電路2連接， 一并安^一密閉的棒狀殼體4內(nèi)，波導(dǎo) 桿3通過棒狀殼體的一端與傳感器相連。該聲發(fā)射傳感器為一體化結(jié)構(gòu)，使用 時，裝在棒狀殼體內(nèi)的傳感器和信號調(diào)理電路一并安裝在鉆孔內(nèi)，YC32型壓電 加速度傳感器將檢測到的聲發(fā)射微小信號傳遞給信號處理電路2的帶通濾波電 路，信號處理電路2的V/I轉(zhuǎn)換電路將標(biāo)準(zhǔn)電流信號傳遞給檢測儀器，
權(quán)利要求1.一種聲發(fā)射傳感器，包括傳感器(1)和與其連接的信號處理電路(2)，其特征在于傳感器(1)和信號處理電路(2)都設(shè)在一密閉的棒狀殼體(4)內(nèi)，波導(dǎo)桿(3)通過棒狀殼體(4)的一端與傳感器(1)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種聲發(fā)射傳感器，其特征在于所述的傳感器 (1)為YC32型壓電加速度傳感器，其頻率范圍在5K Hz以內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種聲發(fā)射傳感器，其特征在于其特征在于 所述的信號處理電路(2)包括帶濾波電路(2—1)、與帶濾波電路連接的偏置 和增益調(diào)節(jié)電路(2—2)、與偏置和增益調(diào)節(jié)電路連接的限幅電路(2—3)、與 限幅電路連接的V/I轉(zhuǎn)換電路(2-4 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種聲發(fā)射傳感器，包括傳感器和與其連接的信號處理電路，其特征在于傳感器和信號處理電路都設(shè)在一密閉的棒狀殼體內(nèi)，波導(dǎo)桿通過棒狀殼體的一端與傳感器連接。所述的傳感器為YC32型壓電加速度傳感器，其頻率范圍在5KHz以內(nèi)。具有以下優(yōu)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)增加濾波技術(shù)濾除噪聲，抗干擾能力強(qiáng)；安裝使用方便，波導(dǎo)桿和傳感器可以根據(jù)實(shí)際使用現(xiàn)場情況可埋式安裝，也可掛式安裝；密閉性好，防水、防塵，適合用于煤礦井下的環(huán)境。
文檔編號E21F17/00GK201074528SQ20072018780
公開日2008年6月18日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者任文賢, 勝 劉, 呂貴春, 李柏均, 娟 楊, 趙旭生, 邸志強(qiáng), 鄒銀輝 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶分院