本文關(guān)鍵詞：微震監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集儀的研究

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【摘要】：20世紀(jì)的30年代末,美國L.阿伯特及W.L.杜瓦爾發(fā)現(xiàn)微震(聲發(fā)射)現(xiàn)象,研究表明礦山動力災(zāi)害,無論是煤礦,還是其它礦山,開采過程中可能造成礦山的動力災(zāi)害的主要因素有微破裂萌發(fā)、貫通、發(fā)展和斷裂等,這些是應(yīng)力場的擾動誘發(fā)的,屬于失穩(wěn)的巖石破壞過程。礦山動力災(zāi)害發(fā)生前,會有一定的前兆,微震就是非常重要的預(yù)兆,微震監(jiān)測技術(shù)作為監(jiān)測礦山在開采過程中所引發(fā)的動力災(zāi)害的主要的一種方法,能夠做到有效地對礦山動力災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報。他的主要手段是利用微震監(jiān)測系統(tǒng),在進(jìn)行監(jiān)測的區(qū)域周圍,布置一定個數(shù)的地震波傳感器(布置的密度要合理),組成傳感器三維幾何臺陣,當(dāng)發(fā)生微震在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)時,傳感器即可對信號拾取,并將這種物理量進(jìn)行電壓量的轉(zhuǎn)化,然后可以通過多點(diǎn)采集的同步數(shù)據(jù),判斷各個傳感器對信號拾取的時間,與各個傳感器的坐標(biāo)和測得的波速一并帶入到方程來求解,就可以把發(fā)射源的時間和空間參數(shù)確定出來,以取得定位的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)微震定位的高精確性,非常重要的是微震信號的采集,本文所研究的主要內(nèi)容就是微震監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā),以STM32F407作為主控芯片,整個系統(tǒng)的具體工作為：首先采用高靈敏度的地震波傳感器拾取微震信號,并在前端的信號調(diào)理電路將采集的信號進(jìn)行一系列放大和濾波的處理,隨后送入信號到A/D轉(zhuǎn)換電路,采用精度較高的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換過的微震信號送到FPGA進(jìn)行緩存、去噪等數(shù)據(jù)的處理,經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)通過SPI送到STM32F407中,最后由STM32F407控制數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送到上位機(jī)。整個系統(tǒng)在完成微震信號的采集傳輸工作方面,采用FPGA對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,提高了數(shù)據(jù)處理的速度和精度,并在FPGA中實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的小波閾值去噪,使去噪效果更好,信號采集的精確度進(jìn)一步提高,最后采集的數(shù)據(jù)采用基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)到上位機(jī)的傳送,可以實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳送。最后,本文對設(shè)計的系統(tǒng)做了試驗(yàn)測試和仿真,介紹了調(diào)試方法和部分波形的仿真,包括陷波電路、低通濾波電路的仿真圖和改進(jìn)的小波閾值去噪仿真圖,在論文的結(jié)束部分,總結(jié)了本文的工作,并提出了展望。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274.2

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本文編號：1171161