微震监测系统数据采集仪的研究

发布时间：2017-11-11 11:16

  本文关键词：微震监测系统数据采集仪的研究

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【摘要】：20世纪的30年代末,美国L.阿伯特及W.L.杜瓦尔发现微震(声发射)现象,研究表明矿山动力灾害,无论是煤矿,还是其它矿山,开采过程中可能造成矿山的动力灾害的主要因素有微破裂萌发、贯通、发展和断裂等,这些是应力场的扰动诱发的,属于失稳的岩石破坏过程。矿山动力灾害发生前,会有一定的前兆,微震就是非常重要的预兆,微震监测技术作为监测矿山在开采过程中所引发的动力灾害的主要的一种方法,能够做到有效地对矿山动力灾害进行预报。他的主要手段是利用微震监测系统,在进行监测的区域周围,布置一定个数的地震波传感器(布置的密度要合理),组成传感器三维几何台阵,当发生微震在监测区域内时,传感器即可对信号拾取,并将这种物理量进行电压量的转化,然后可以通过多点采集的同步数据,判断各个传感器对信号拾取的时间,与各个传感器的坐标和测得的波速一并带入到方程来求解,就可以把发射源的时间和空间参数确定出来,以取得定位的目标。要实现微震定位的高精确性,非常重要的是微震信号的采集,本文所研究的主要内容就是微震监测的数据采集系统开发,以STM32F407作为主控芯片,整个系统的具体工作为：首先采用高灵敏度的地震波传感器拾取微震信号,并在前端的信号调理电路将采集的信号进行一系列放大和滤波的处理,随后送入信号到A/D转换电路,采用精度较高的A/D转换器进行模拟量到数字量的转换,转换过的微震信号送到FPGA进行缓存、去噪等数据的处理,经过处理的数据通过SPI送到STM32F407中,最后由STM32F407控制数据通过以太网传送到上位机。整个系统在完成微震信号的采集传输工作方面,采用FPGA对采集数据进行了处理,提高了数据处理的速度和精度,并在FPGA中实现了改进的小波阈值去噪,使去噪效果更好,信号采集的精确度进一步提高,最后采集的数据采用基于TCP/IP协议的以太网来实现到上位机的传送,可以实现采集数据的远距离传送。最后,本文对设计的系统做了试验测试和仿真,介绍了调试方法和部分波形的仿真,包括陷波电路、低通滤波电路的仿真图和改进的小波阈值去噪仿真图,在论文的结束部分,总结了本文的工作,并提出了展望。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274.2

【参考文献】

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本文编号：1171161