基于超聲波的圍巖松動(dòng)圈實(shí)時(shí)監測系統設計
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單發(fā)單收和單發(fā)雙收均需要不斷地改變測試深度才能完成測試。本文結合單發(fā)單收和單發(fā)雙收方法，利用式(4)提出了一種單發(fā)多收的測試方案，如圖2所示。此結構不需要多次移動(dòng)測試器，甚至可以固定到巖層中實(shí)現實(shí)時(shí)的監測。
2 圍巖松動(dòng)圈監測系統硬件設計
圍巖松動(dòng)圈監測系統硬件結構框圖如圖3所示。
主控芯片產(chǎn)生40 kHz的矩形波，高壓電路將其放大，經(jīng)過(guò)超聲波發(fā)送換能器與其產(chǎn)生共振發(fā)出最大功率的超聲波。在主控芯片STM32F103產(chǎn)生40 kHz的矩形波的同時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計數。當超聲波換能器接收到超聲波的首波之后，濾波電路判斷并濾除非40 kHz的超聲波，經(jīng)放大電路將其放大，信號整形電路對40 kHz的高低電平進(jìn)行轉換后發(fā)送給主控芯片。主控芯片依此來(lái)記錄超聲波經(jīng)過(guò)每一個(gè)接收傳感器的時(shí)刻，并根據傳播時(shí)間計算出每一段巖層中超聲波的速度，然后將這些信息通過(guò)GPRS模塊上傳給后方監控室。
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