信号增强型波速测试分析仪制造技术

一种用于工程勘察用的信号增强型波速测试分析仪，由检波器、显示器、锤击开关及由主机控制部分、采样电路、锤击触发电路、放大器电路构成的主机组成。本实用新型专利技术由于采用了微机技术，可对微弱信号多次叠加，最大可允许做２５５次信号叠加，经叠加处理后的数据，大大消减了背景噪声，提高了信噪比，并可通过显示器和打印机进行现场监控及硬拷贝，达到了自动测试、存取、自动标绘，并对所测结果进行初步解释与处理。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于工程勘察用的波速测试仪表。随着高层建筑物的不断涌现，弹性波速度的测试已成为岩土工程中必不可少的原位测试手段。目前，我国所使用的测试波速的仪器大都是由光线记录仪及工程测振放大器组成，使用中，将检波器置于测速孔中，振源放在离孔口不远的地方，采用压板技术，靠人工用锤水平敲击压板而产生水平剪切波，在孔中的检波器收到振源传来的信号，经过放大，由记录仪将波型结果记录下来，然后根据这些在不同深度记录下来的波型，确定每一波型的初至时间，再用公式计算出剪切模量，为工程建筑设计提供必要的抗震设计参数。这些设备没有叠加功能，对弱信号进行检测，只能靠增加放大器的增益来获得，这使背景噪音大大增加，对判断波的初至时间有一定的困难；更主要的是自动化程度很低，捕捉波动信号依赖人工操作，往往需要超前记录，造成大量光线记录纸的浪费；由这种仪器记录的波形图，在资料整理计算时，只能由手工完成，需要首先用尺子量下波的初至时间，然后再计算波速，依此绘出报告图，这种方法的人工读数误差大，精度低，效率差。本技术的目的是，改善我国目前波速测试设备陈旧及数据处理手段落后的现状，研制一种具有智能化的增强型波速测试分析仪，以满足野外测试自动化，数据处理及解释智能化。本技术的结构由主机1、显示器2、检波器3、锤击开关4组成，如附图说明图1所示。主机担负着整机自动测试、控制及数据处理的功能，它是由主机控制部分、线性放大部分、采样电路、锤击触发电路组成。其中主机控制部分如图2所示以计算机5为中央处理机，采用大规模集成芯片构成门阵列控制电路6，并设计有CTC(时间器)7、PIO(并行口)8、SIO(串行口)9，存贮器10和随机存贮器EPROM11采用物理地址和逻辑地址相结合的技术，使最大选址空间可达256K，由门阵列集成电路控制键盘扫描电路12、显示驱动电路13、软盘驱动电路14、打印驱动电路15；线性放大部分由ADOP－27运算放大器和AD741有源滤波器构成6通道放大器，其在整机中担负放大由检波器拾取的微弱信号，并将放大的信号输给采样电路，如图3所示；采样电路由A／D变换器和采样保持芯片582组成，其在主机中担负着将由放大器传来的模拟信号转变为CPU可接受的二进制数据，并等待CPU读取，如图4所示；锤击触发电路由LM324低功耗运算和一开关及与非门组成，本电路是用来产生同步启动信号作为整机的中断源，一旦外部锤击动作(或其它振源开关动作)，同过本电路便可产生一5V左右的脉冲信号，使得CPU产生中断而进入数据采样，如图5所示。显示器2担负着波型显示及现场监控的作用，3是检波器，4是锤击开关。主机面板(如图7所示)上安有打印机16、软盘驱动器17、标准打字键盘18、串行口19、并行输入输出口20、监控器输出口21、磁带输入输出口22、电视信号输出口23、差动输入口24、动态信号输入口25、信号触发输入口26、放大增益调节钮27。本技术的工作过程是，通过人工锤击或其它振源(如爆破等)产生振动波，同时锤击开关电路将产生一个同步脉冲信号，触发启动采样电路，检波器将传来的振动波拾取后进行放大、滤波、采样，最后由主机CPU进行数据处理，将数据结果贮存，显示或打印出来。以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述。图1为本技术的结构示意图。其中主机1结构尺寸为400×300×400mm，主机面板上安有PP－40四色打印绘图仪16，软盘驱动部分17采用市面上标准单面5寸软盘驱动器，用来存贮测试的数据及系统软件，软盘最大读写量为160K字节，操作键盘18为标准计算机键盘，用来输入命令及数据；板面上还安有串行口19、并行口输入输出口20、监控器输出口21、磁带输入输出口22、电视信号输出口23、差动输入口24、动态信号输入口25、信号触发输入口26、放大增益调节钮27；显示器2为天津产的HM－2233单色显示器，分辩率为640×200点阵，它起着波形显示及现场监控的作用；锤击开关4为一锤子和一个压电陶瓷开关组成；检波器3为市场出售的任何一种地震检波器或波速探头。图2为主机控制部分电原理框图。主机控制部分的中央处理机5采用Z－80A芯片，存贮器10采用ROM32K，随机存贮器11采用RAM64K，主振频率为3.7MHZ，大规模门阵控制集成芯片6具有开关电路、地址选通、视频输出等功能，用来驱动外围接口的串行口9、并行口8、CTC7接口、打印驱动电路15、键盘扫描电路12、显示驱动电路13、软盘驱动电路14。CTC时间器用来计数及提供串行输入输出的时间脉冲，PIO并行口用来控制模拟开关、A／D采样选通及并行输入输出，SIO串行口用来构成标准的RS－232C串行输入输出电路，随机存贮器用来存贮采样数据，以便进行数据叠加显示等处理。图3为线性放大器电路图。其中，线性放大部分选用ADOP－27运算放大器作为6路放大器的主芯片，采用差动输入技术来构成放大线路，设计了输入阻抗＞90K，放大器动态范围为80分贝，分9档调节，其温漂不大于0.3μV／C，固有噪声峰值为100ηV，整个放大器由四级运放组成，前两级为信号放大，后两级为滤波电路，用来滤波不需要的外来信号，滤波电路采用二阶比雪夫高通、低通滤波器组合技术，组成0.5HZ至100HZ、1000HZ及5HZ、100HZ、100HZ的有源带能滤波器。图4为采样电路。本采样电路选用6片高速8位A／D变换器(AD7574)和采样保持(AD582)，采用双极性输入技术，高精度基准源为±5V，工作时6路采样电路同时采样变换，CPU依次读取数据，采样率由软件设定为83μS至2000μS，分6档可调，如果采用单道采样，则采样率最快可达25μS。图5为锤击触发电路。本电路采用LM324低功耗运算和一开关管及与非门组成，图中二极管为隔离及保护作用，电路设计成允许正、负脉冲均可触发的触发电路，灵敏度为0.3V至0.6V可调，最大延迟不超过10μS。图7为主机面板示意图。本技术利用微机与软件相结合，将每次外部锤击信号经过变换，由CPU读取，做一些数据处理，对微弱信号可多次叠加，它可最大允许做255次信号叠加，经叠加处理后的数据，大大消减了背景随机噪声，提高了信噪比，增强了信号，并可通过显示器和打印机进行现场监控及硬拷贝，达到了自动测试、存取、自动标绘，对所测结果进行初步解释与处理。本技术可用于静力触探、电测动力触探、桩及测试及其它类似的工程中，是一机多用的测试设备。权利要求1.一种信号增强型波速测试分析仪，其特征在于由主机1、显示器2、检波器3、锤击开关4组成，主机由主机控制部分、线性放大器部分、采样电路、锤击触发电路组成，主机控制部分由中央处理机5，集成电路6、外围接口CTC7、PIO8、SIO9、存贮器10和随机存贮器11及键盘扫描电路12、显示驱动电路13、软盘驱动电路14、打印驱动电路15组成；线行放大器部分由ADOP-27运算放大器和AD741有源滤波器器构成6个通道；采样电路由A/D变换器和采样保持AD582组成；锤击触发电路由LM324低功耗运算和一开关及与非门组成。2.如权利要求1所述的信号增强型波速测试分析仪，其特征在于主机面板上设有串行口、并行输出输入口、软盘驱动器。3.如权利要求1所述的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号增强型波速测试分析仪，其特征在于：由主机１、显示器２、检波器３、锤击开关４组成，主机由主机控制部分、线性放大器部分、采样电路、锤击触发电路组成，主机控制部分由中央处理机５，集成电路６、外围接口ＣＴＣ７、ＰＩＯ８、ＳＩＯ９、存贮器１０和随机存贮器１１及键盘扫描电路１２、显示驱动电路１３、软盘驱动电路１４、打印驱动电路１５组成；线行放大器部分由ＡＤＯＰ—２７运算放大器和ＡＤ７４１有源滤波器器构成６个通道；采样电路由Ａ／Ｄ变换器和采样保持ＡＤ５８２组成；锤击触发电路由ＬＭ３２４低功耗运算和一开关及与非门组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建闽，饶恕，孙晓元，
申请(专利权)人：建设部综合勘察研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]