基于超声波的围岩松动圈实时监测系统设计
单发单收和单发双收均需要不断地改变测试深度才能完成测试。本文结合单发单收和单发双收方法,利用式(4)提出了一种单发多收的测试方案,如图2所示。此结构不需要多次移动测试器,甚至可以固定到岩层中实现实时的监测。
2 围岩松动圈监测系统硬件设计
围岩松动圈监测系统硬件结构框图如图3所示。
主控芯片产生40 kHz的矩形波,高压电路将其放大,经过超声波发送换能器与其产生共振发出最大功率的超声波。在主控芯片STM32F103产生40 kHz的矩形波的同时,定时器开始计数。当超声波换能器接收到超声波的首波之后,滤波电路判断并滤除非40 kHz的超声波,经放大电路将其放大,信号整形电路对40 kHz的高低电平进行转换后发送给主控芯片。主控芯片依此来记录超声波经过每一个接收传感器的时刻,并根据传播时间计算出每一段岩层中超声波的速度,然后将这些信息通过GPRS模块上传给后方监控室。
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