本发明专利技术提出一种电磁辐射信号监测装置，包括：监测探头，用于感应监测电磁辐射信号，并感应出电信号；防干扰保护电路，用于防止环境中峰值脉冲干扰；放大滤波电路，用于将电信号进行放大和滤波；光电隔离电路，用于将放大和滤波后的电信号进行光电隔离后输出，防止干扰信号从输出端引回放大滤波电路；计算机，该计算机包括信号采集卡、波形显示单元和数据存储单元，计算机用于对光电隔离电路输出的信号进行采集、显示、存储和分析计算。本发明专利技术具有结构简单、抗干扰能力强的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁测量
，特别涉及一种电磁辐射信号监测装置。
技术介绍
混凝土大量使用在桥梁、大坝等结构中，受工作载荷作用，混凝土结构会出现裂纹并伴随出现频率在IMHz以下的电磁辐射信号，监测这种电磁辐射信号有助于监测混凝土结构的完整性。由于混凝土破裂电磁辐射信号微弱，监测系统易受环境电磁干扰而影响正常工作，解决监测装置的电磁屏蔽和工作稳定性是需要解决的重要问题。《岩石力学与工程学报》2001年第6期797-800页有篇“混凝土受压破裂过程中的电磁信号”的文章介绍为了排除外界电磁干扰，将实验样品和探头放在电磁屏蔽箱内，该文 章没有介绍前放的抗干扰和隔离问题，而前放引入的干扰是系统不稳定的重要因素。2009年中国地震局地质研究所有篇硕士学位论文“岩石变形与电磁辐射的实验研究”采用将线圈传感器和前置放大器放入屏蔽室的办法抗干扰，该论文没有介绍采集设备、二级放大器引入干扰的隔离问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的目的在于提出一种具有抗干扰能力强、结构简单的电磁辐射信号监测装置。根据本专利技术实施例的电磁辐射信号监测装置，包括监测探头，用于感应监测电磁辐射信号，并感应出电信号；防干扰保护电路，所述防干扰保护电路连接在所述监测探头与放大滤波电路之间，用于防止环境中峰值脉冲干扰；放大滤波电路，所述放大滤波电路的输入端与所述防干扰保护电路相连，用于将所述电信号进行放大和滤波；光电隔离电路，所述光电隔离电路的输入端与所述放大滤波电路的输出端相连，用于将放大和滤波后的电信号进行光电隔离后输出，防止干扰信号从输出端引回放大滤波电路；计算机，所述计算机与所述光电隔离电路的输出端相连，包括信号采集卡、波形显示单元和数据存储单元，所述计算机用于对所述光电隔离电路输出的信号进行采集、显示、存储和分析计算。在本专利技术的一个实施例中，所述监测探头与所述防干扰保护电路之间通过屏蔽连接电缆相连。在本专利技术的一个实施例中，所述防干扰保护电路包括第一快速二极管和第二快速二极管，所述第一快速二极管与所述第二快速二极管按照正、反的顺序进行并联，并连接在所述放大电路的输入端。在本专利技术的一个实施例中，所述放大滤波电路为多级放大滤波电路。在本专利技术的一个实施例中，所述信号采集卡具有重触发和预采样功能，并且数据采集的单次最大记录长度不小于1ms。在本专利技术的一个实施例中，还包括屏蔽盒，其中，所述防干扰保护电路、放大滤波电路、光电隔离电路安装在同一个屏蔽盒内；和多个供电电池组，所述供电电池组为所述放大滤波电路和光电隔离电路供电，其中，所述光电隔离电路的隔离前后两部分电路分别用两组不同的所述供电电池组供电。本专利技术所设计的电磁辐射信号监测装置结构简单，能有效避免环境噪声对电路稳定性的影响，具有较高信噪比，适用频率范围较广(例如IOOHf 1MHz)。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中 图I是本专利技术实施例的电磁辐射信号监测装置的结构框图；图2是本专利技术实施例的放大电路模块的电路示意图；图3是本专利技术实施例的滤波电路模块的电路示意图；图4是本专利技术实施例的光电隔离电路的电路示意图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本专利技术的目的在于提供一种混凝土破裂电磁辐射信号监测的技术。该装置可以检测微弱的混凝土破裂电磁辐射信号，屏蔽环境干扰噪声，使外界干扰不影响监测系统正常工作。如图I所示，本专利技术提出一种电磁辐射信号监测装置，包括监测探头10、防干扰保护电路20、放大滤波电路30、光电隔离电路40以及计算机50。具体地监测探头10用于感应监测电磁辐射信号，并感应出电信号。在一个实施例中，监测探头采用直径45mm的50匝空心漆包线线圈。根据电磁感应原理，可以将待测的电磁辐射信号感应为电信号。防干扰保护电路20连接在监测探头10与放大滤波电路30之间，用于防止环境中峰值脉冲干扰。在一个实施例中，防干扰保护电路包括第一快速二极管Dl和第二快速二极 管D2，第一快速二极管Dl与第二快速二极管D2按照正、反的顺序进行并联。Dl和D2正反并联组成箝位限压电路，这2个二极管连接在放大电路的输入端，并且距离放大滤波电路的第一级运放输入端尽可能近。该防干扰保护电路的工作原理是假设监测探头接收到环境中的一个峰值脉冲干扰，若该干扰电信号峰值大于二极管的导通电压(例如O. 7V)，二极管导通，干扰信号电压被钳位在二极管正向导通电压(例如O. 7V)，干扰电信号不能传递给后面的放大滤波电路30。需要说明的是，为达到更好地屏蔽结果，监测探头10与防干扰保护电路20之间一般通过屏蔽连接电缆相连。具体的，屏蔽连接电缆可采用2芯铁丝网屏蔽电缆，电缆绝缘层材料为聚乙烯，芯线直径O. 12毫米，屏蔽层直径两毫米，单位长度波阻抗约为70. 887欧姆，线缆长I米。放大滤波电路30的输入端与防干扰保护电路20的输出端相连，用于将所述电信号进行放大和滤波。在本专利技术的一个实施例中放大滤波电路为多级放大滤波电路。图2和图3分别示出了具体的放大电路和滤波电路的实施例。其中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电磁辐射信号监测装置，其特征在于，包括：监测探头，用于感应监测电磁辐射信号，并感应出电信号；防干扰保护电路，所述防干扰保护电路连接在所述监测探头与放大滤波电路之间，用于防止环境中峰值脉冲干扰；放大滤波电路，所述放大滤波电路的输入端与所述防干扰保护电路相连，用于将所述电信号进行放大和滤波；光电隔离电路，所述光电隔离电路的输入端与所述放大滤波电路的输出端相连，用于将放大和滤波后的电信号进行光电隔离后输出，防止干扰信号从输出端引回放大滤波电路；计算机，所述计算机与所述光电隔离电路的输出端相连，包括信号采集卡、波形显示单元和数据存储单元，所述计算机用于对所述光电隔离电路输出的信号进行采集、显示、存储和分析计算。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄松岭，林鹏，赵伟，王珅，魏争，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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