【摘要】：礦產(chǎn)資源是我國寶貴的財(cái)富,在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求非常旺盛,導(dǎo)致礦山開采活動日益頻繁。隨著礦山開采活動的進(jìn)行,礦山巖體的穩(wěn)定性發(fā)生變化,可能導(dǎo)致巖體冒落,對井下作業(yè)人員生命安全帶來直接威脅。聲發(fā)射技術(shù)作為一種新興的動態(tài)無損檢測技術(shù),可以用來監(jiān)測礦山巖體的穩(wěn)定性,能夠預(yù)測預(yù)報(bào)礦山巖體塌方、冒頂、滑坡等現(xiàn)象,避免事故的產(chǎn)生,對促進(jìn)礦山安全生產(chǎn)和保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著重大的意義。本文設(shè)計(jì)了一套基于DSP的多通道、便攜式礦山巖體聲發(fā)射檢測系統(tǒng),主要工作如下：(1)本系統(tǒng)主要應(yīng)完成數(shù)據(jù)采集、信號處理、數(shù)據(jù)傳輸和特征參數(shù)提取等功能。根據(jù)功能需求,選擇TMS320VC5402為DSP芯片,ADS7864為A/D轉(zhuǎn)換器芯片,CY7C68013A為USB通信接口芯片,并給出了聲發(fā)射檢測系統(tǒng)的硬件與軟件總體設(shè)計(jì)方案。(2)在硬件設(shè)計(jì)方面,設(shè)計(jì)了TMS320VC5402最小系統(tǒng)、TMS320VC5402存儲器擴(kuò)展電路、ADS7864與TMS320VC5402接口電路、CY7C68013A與 TMS320VC5402接口電路。硬件設(shè)計(jì)在電路設(shè)計(jì)軟件Cadence 16.5上完成,PCB設(shè)計(jì)采用多種抗干擾措施。(3)在軟件設(shè)計(jì)方面,在CCSv5.2上設(shè)計(jì)A/D采樣程序和FIR濾波程序,采集原始巖體聲發(fā)射信號并進(jìn)行FIR濾波處理。通過USB固件程序,將濾波后的聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)通過USB接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。在上位機(jī)上,執(zhí)行小波閾值去噪和特征參數(shù)提取程序,對濾波后的信號進(jìn)行小波閾值去噪處理,并在去噪后的信號上提取聲發(fā)射時(shí)域和頻域特征參數(shù)。最后,搭建測試平臺,進(jìn)行了聲發(fā)射檢測系統(tǒng)測試。測試結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求,達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目的。
[Abstract]:Mineral resources are precious wealth of our country and play an important role in the development of national economy. With the development of national economy, the demand for mineral resources is very strong, which leads to more and more mining activities. With the development of mining activities, the stability of rock mass changes, which may lead to rock mass caving and bring direct threat to the life and safety of underground operators. As a new dynamic nondestructive testing technology, acoustic emission technology can be used to monitor the stability of rock mass in mines, to predict and forecast the phenomena of rock mass collapse, roof fall and landslide, and to avoid accidents. It is of great significance to promote mine safety production and protect people's life and property safety. In this paper, a multi-channel, portable mine rock mass acoustic emission detection system based on DSP is designed. The main work is as follows: (1) data acquisition, signal processing, data transmission and feature parameter extraction should be completed in this system. According to the function requirement, TMS320VC5402 is chosen as DSP chip, ADS7864 as A / D converter chip, CY7C68013A as USB communication interface chip. The hardware and software design scheme of acoustic emission detection system is given. (2) in hardware design, TMS320VC5402 minimum system, TMS320VC5402 memory expansion circuit, ADS7864 and TMS320VC5402 interface circuit, CY7C68013A and TMS320VC5402 interface circuit are designed. The hardware design is completed on the circuit design software Cadence 16.5, and the PCB design adopts a variety of anti-interference measures. (3) in the software design, we design the A / D sampling program and FIR filter program on CCSv5.2 to collect the acoustic emission signal from the original rock mass and process the FIR filter. Through the USB firmware program, the filtered acoustic emission signal data is transmitted to the host computer through the USB interface. On the host computer, wavelet threshold denoising and feature parameter extraction are performed, and wavelet threshold de-noising is performed on the filtered signal, and acoustic emission time domain and frequency domain characteristic parameters are extracted from the de-noised signal. Finally, the testing platform is built and the acoustic emission testing system is tested. The test results show that the system design meets the design requirements and achieves the desired design goal.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD326

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2262432