關(guān)鍵字：電壓變送器，微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，信號(hào)遠(yuǎn)傳

　　微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常常安裝于露天礦和地下礦山、水壩壩體的環(huán)境中用于監(jiān)測(cè)微震情況，檢波器檢測(cè)到的微震信號(hào)要傳送到采集設(shè)備中進(jìn)行處理，通常檢波器的信號(hào)微弱，很難長(zhǎng)距離傳送，故采集設(shè)備要經(jīng)常安裝在隔爆箱內(nèi)，而笨重的隔爆箱安裝和維護(hù)成本很高，實(shí)際應(yīng)用中需要一種方案來(lái)解決微弱電壓信號(hào)遠(yuǎn)傳的問(wèn)題。

　　1、引言　

    巖體在變形或斷裂過(guò)程中產(chǎn)生微震信號(hào)，通過(guò)埋設(shè)在礦山特定位置的先進(jìn)檢波器裝置，對(duì)礦山在采動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的能量變動(dòng)、能量分布及震源等進(jìn)行快速有效的分析和定位，從而起到預(yù)警的作用，對(duì)礦山安全非常重要。
    在檢波器感知到震動(dòng)后，以毫伏級(jí)電壓信號(hào)的形式，將該信號(hào)傳輸?shù)降V井中的采集裝置。因檢波器輸出信號(hào)微弱，遠(yuǎn)傳受到影響，故采集裝置通常需要安裝在礦井深處，而不能安裝在礦外機(jī)房。
    因采集設(shè)備的笨重，在礦井內(nèi)安裝維護(hù)的成本很高。如果檢波器微弱電壓信號(hào)能不失真的傳輸?shù)?0Km外的地面機(jī)房，那么安裝成本將大幅度降低。因采集設(shè)備和維護(hù)設(shè)備都安裝在地面機(jī)房中，日后其維護(hù)費(fèi)用也將大幅度降低。
 

 
     礦山微震監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)                    微震系統(tǒng)分析，起到有效預(yù)警的作用

　　2、檢波器輸出的微弱電壓信號(hào)處理

　怎樣將檢波器輸出的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行處理遠(yuǎn)傳到10Km之外的分站采集設(shè)備內(nèi)？

　　首先要知道檢波器的工作原理，微震檢波器主要是由外殼、圓柱行磁鋼、環(huán)行彈簧片和線圈等組成。磁鋼被垂直的固定在外殼中央，線圈通過(guò)上下兩個(gè)彈簧片與外殼做軟連接，使它置于磁鋼和外殼之間環(huán)行磁通間隙間，能夠上下移動(dòng)。當(dāng)?shù)卣鸩▊鞯降乇碛^測(cè)點(diǎn)時(shí)，檢波器外殼連同磁鋼隨之發(fā)生震動(dòng)，線圈則由于慣性而滯后于磁鋼，形成二者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這樣的運(yùn)動(dòng)中，線圈切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出與震動(dòng)周期相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào),再經(jīng)過(guò)精密電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，該信號(hào)強(qiáng)度一般為毫伏級(jí)，最大1V左右。

 
檢波器的外觀，垂直固定于巖體上     檢波器測(cè)試震動(dòng)，輸出的電壓波形

按照傳統(tǒng)方法，檢波器輸出的信號(hào)需要收集到隔爆箱內(nèi)，復(fù)雜而且成本高昂

　　常規(guī)電壓傳感器，對(duì)于毫伏級(jí)信號(hào)的測(cè)量難度很大。首先是電壓很低（通常為幾十mV到1V左右），而且被測(cè)波形為震動(dòng)波形（非標(biāo)準(zhǔn)正弦波形），采用常規(guī)互感原理或霍爾原理都不能準(zhǔn)確測(cè)量。最大的挑戰(zhàn)在于如何將測(cè)量到的信號(hào)，實(shí)時(shí)的不失真的傳輸10Km之外。為了達(dá)到預(yù)期目的，可以采用幾個(gè)措施：

1. 信號(hào)傳輸線盡可能粗，減小阻抗。
2. 特殊設(shè)計(jì)，加大變送器的輸出負(fù)載能力。
3. 變送器采用電流環(huán)輸出，恒流電流輸出4-12-20mA。
4. 采用高精度線性光電隔離原理（而不是互感或霍爾原理），該原理通常被用于測(cè)量直流電壓，而此次被用于測(cè)量交流震動(dòng)信號(hào)。
  經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)過(guò)程后，新產(chǎn)品用于實(shí)際測(cè)試，達(dá)到了預(yù)期效果。

傳感器輸出的波形與實(shí)際檢波器輸出的波形完全一致并同步。

　　3、GU1-C51系列交直流電壓傳感器的工作原理

               
導(dǎo)軌型交直流通用電壓傳感器GU1-C51 外形  GU1-C51交直流通用型電壓傳感器原理圖

    導(dǎo)軌型GU1-C51交直流通用型電壓傳感器，可同時(shí)測(cè)量交流和直流電壓信號(hào)，尤其適用于微弱的電壓信號(hào)測(cè)量 。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入處理電路后，被轉(zhuǎn)換成能被線性光電隔離器件（起到原付邊隔離作用并具有線性關(guān)系）接受的信號(hào)，在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)換電路后，調(diào)整為各種信號(hào)，（如跟隨型電流環(huán)信號(hào)，跟隨型電壓信號(hào)等），該信號(hào)可以精確的反映原邊電壓信號(hào)的波形，做到實(shí)時(shí)而不失真。      
    該系列產(chǎn)品具有很多優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：測(cè)量交直流電壓信號(hào)，尤其是微電壓信號(hào)，負(fù)載能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快 ，線性度高

　　4、結(jié)束語(yǔ)

　　微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)近年來(lái)發(fā)展迅速，該系統(tǒng)能對(duì)采礦活動(dòng)起到安全預(yù)警的作用，其廣泛應(yīng)用會(huì)極大的提高我國(guó)采礦業(yè)的安全水平。使用GU1-C51系列變送器后，以前繁重的井下（或隧道內(nèi)）的作業(yè)被地面上的活動(dòng)替代，調(diào)試、維護(hù)工作變得簡(jiǎn)單易行。安全是一切工作的前提，柏艾斯秉承長(zhǎng)期做高品質(zhì)產(chǎn)品提供商的理念，能為中國(guó)采礦業(yè)安全生產(chǎn)盡一份力是我們的榮幸。