Назначение
Системы сейсмоакустические измерительные Релос-Р/Ш-64 предназначены для измерения виброскорости микросейсмических и сейсмоакустических колебаний.
Применяются при исследовании и мониторинге микросейсмических и сейсмоакустических колебаний, возникающих при динамических проявлениях горного давления в массивах горных пород, мониторинге потенциально опасных шахтных полей и их участков и прогнозировании степени их удароопасности.
Описание
Система сейсмоакустическая измерительная Релос-Р/Ш-64 функционально состоит из аппаратной и программной частей.
Система обеспечивает в рамках единого комплекса аппаратно-программных и методических средств, следующие функции:
- преобразование вертикальной и горизонтальной компоненты сейсмических колебаний в электрические сигналы;
- усиление электрических сигналов, поступающих с первичных преобразователей, их частотное преобразование, уплотнение, передачу по телеметрическому каналу и кабельным линиям связи в наземные обрабатывающие блоки системы;
- частотную фильтрацию, демодуляцию и аналого-цифровое преобразование сигналов;
- селекцию измеряемых сигналов на фоне технологических и электрических помех;
- отображение, накопление и хранение измерительной информации и её автоматизированную обработку;
- управление режимами измерения с помощью персональной электронновычислительной машины (ПЭВМ);
- расчет дополнительных характеристик микросейсмических и сейсмоакустических сигналов и явлений;
- контроль удароопасности участков шахтных полей.
Аппаратная часть системы по условиям эксплуатации подразделяется на наземный и подземный комплексы технических средств (далее - КТС).
Подземная часть КТС включает в себя:
- преобразователи упругих колебаний (сейсмоприемники или геофоны);
- передающие блоки телеметрической аппаратуры передачи и приема сигналов ТАППС-М (блоки АСПИ/III-M);
- кабельные линии связи;
Наземная часть КТС, эксплуатируемого в нормальных условиях для закрытых помещений, включает в себя:
- приемные блоки телеметрической аппаратуры передачи и приема сигналов ТАППС-М (блоки АПИ-М);
- блоки электропитания и трансляции сигналов аппаратуры передачи и приема сигналов ТАППС-М (блоки БПТС);
- аппаратура селекции и накопления АСН-7/Ш-64;
- ПЭВМ;
- сервисное и вспомогательное оборудование.
Принцип действия системы основан на преобразовании, с помощью геофонов микро-сейсмических и сейсмоакустических сигналов в электрический сигнал, его первичной обработке, передаче по кабельной линии связи для дальнейшей оцифровки, и вторичной цифровой обработки.
Г еофоны преобразуют вертикальную и горизонтальную компоненты упругих механических колебаний, возникающих в массиве горных пород, в электрические сигналы.
Блоки сбора и передачи информации (АСПИ-М/Ш из состава ТАППС-М/Ш) системы обеспечивают усиление электрических сигналов, поступающих с геофонов, частотное преобразование, уплотнение и передачу по кабельным линиям связи в блоки приема сигналов (АПИ-М из состава ТАППС-М/Ш), в которых производится частотная фильтрация и демодуляция сигналов.
Рисунок 3 - Блоки АСПИ-М/Ш и БПТС (в стойке, вид спереди и сзади)
Аппаратура АСН-7/Ш-64 обеспечивает аналого-цифровое преобразование сигналов, поступающих с блоков АСПИ-МУШ, их распознавание и селекцию на фоне технологических и электрических помех, регистрацию, накопление и передачу результатов измерений в ПЭВМ.
Посредством ПВЭМ и прикладных программных средств организуется автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора-интерпретатора и производится управление режимами работы аппаратуры АСН-7/Ш-64, расчет характеристик и параметров микросейсмических и сейсмоакустических сигналов, автоматизированная обработка, накопление и хранение информации.
Кроме того АРМ оператора позволяет производить расчеты маркшейдерских координат и энергий зарегистрированных микросейсмических и сейсмоакустических сигналов, построение трехмерных карт гипоцентров и карт сейсмоактивности с определением степени удароопасно-сти контролируемых участков шахтных полей.
Программное обеспечение
системы представляет собой программный комплекс (ПК) «Программа первичной обработки сигналов и управления базой данных автоматического сейсмокомплекса RELOS-64». Программная часть системы функционирует в аппаратной среде ПЭВМ.
Метрологически значимой частью ПО является файл Relos.exe, выполняющий функции сбора и математической обработки информации, и является неотъемлемой частью системы сейсмоакустической измерительной Релос-Р/Ш-64.
ПО системы и ее функциональные программные средства включают в себя:
- программные средства сбора информации;
- программные средства транспортировки информации;
- программные средства хранения, преобразования и обработки информации;
- программные средства представления информации.
Функциональные программные средства ПО обеспечивают автоматизированную генерацию управляющих команд и настройку существующего программного обеспечения на выполнение функций системы в конкретной информационной обстановке.
Прикладные программы ПО обеспечивают целевое назначение системы и образовывают:
- средства обработки измерительной информации;
- средства формализации априорных данных;
- средства управления базой данных;
- средства комплексного анализа и интерпретации измерительной информации;
- средства визуального представления результатов измерений и их обработки. Программное обеспечение автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора-
интерпретатора функционирует под управлением операционной системы Windows 2000/Windows XP Professional, Windows 7. Идентификационные данные метрологически значимой части ПО приведены в табл. 1.
аблица 1 - Идентификационные данные метрологически значимой части ПО
Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
ПО «Программа первичной обработки сигналов и управления базой данных автоматического сейсмокомплекса RE-LOS-64» | Relos.exe | 2.59 | ce664aef2265ccac 1bbd6bee5943540d | MD5 |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с Р 50.2.077-2014 высокий. Влияние ПО на метрологические характеристики измерения виброскорости отсутствует.
Технические характеристики
Количество измерительных каналов ....................................................64 (максимальное)
Рабочий диапазон частот, Гц...............................................................от 15 до 430
Диапазон измерения виброскорости, мм/с.................................................от 1 до 100
Номинальное значение коэффициента преобразования напряжения, В в скорость перемещения, мм/с (чувствительности) измерительных каналов на частоте 160 Гц, при коэффициенте усиления 60 дБ,.................................................................................................19 200
Отклонение от поминального значения коэффициента преобразования измерительного канала
при коэффициенте усиления 60 дБ, на частоте 160 Гц........................................ ±10 %
Уровень собственных шумов, приведённых к входу, м/с, не более.......................2,8*10"
Максимальный входной сигнал (при коэффициенте гармоник не более 1 %),
м/с, не менее.........................................................................................1,8 * 10-4
Динамический диапазон, дБ, не менее............................................................... 50
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики, дБ, не более.......................6
Диапазон регулировки коэффициента усиления, дБ........................................60 до 120
Дискретность переключения коэффициента усиления в диапазоне от 60 до 120, дБ..........6
Пределы допускаемой относительной погрешности установки чувствительности, дБ......±0,5
Коэффициент переходного затухания между измерительными каналами, дБ,
не более................................................................................................... минус 30
Номинальное значение частоты дискретизации, Гц............................................... 2000
Отклонение от номинального значения частоты дискретизации, %................не более ± 0,002
Границы допускаемой относительной погрешности измерения виброскорости для доверительной вероятности Р = 0,95 на частоте 160 Гц, %....................................................±15
Напряжение питания сети переменного тока, В.................................................. (220± 22)
Г абаритные размеры:
отдельных блоков, мм, не более (ДШВ).......................................................500 х 230 х 270
стоек ССОД , мм не более масса (ДШВ)............................................................600 х 600 х 1800
Масса отдельных переносных блоков, кг, не более..........................................................30
Масса стоек ССОД, кг, не более .................................................................................70
Электрическое сопротивление защитного заземления, Ом, не более ..............................0,1
Сопротивление электрической изоляции для наземной части системы:
- в нормальных условиях, МОм не менее........................................................20
- при температуре окружающей среды 30 °С и относительной влажности 80 %, не менее......................................................................................................5
- при температуре окружающего воздуха 25 °С и относительной влажности 90 %.. ..2 Степень защиты оболочек по ГОСТ 14254-96:
- подземных блоков телеметрической аппаратуры ТАППС-М .......................1Р65
- поверхностных блоков АПИ-М/Ш телеметрической аппаратуры ..................1Р20
- аппаратуры селекции и накопления с/сигналов АСН-7/Ш-64 ........................1Р42
Время восстановления, ч, не более ...........................................................................6
Время наработки на отказ, ч, не менее.................................................................35 000
Средник срок службы, лет..................................................................................10
Рабочие условия эксплуатации системы сейсмоакустической измерительной Релос-Р/Ш-64:
для подземной части системы:
температура окружающей среды, °С.......................................................от 0 до плюс 30
относительная влажность воздуха, %..........................................................90 при 30 °С
напряжение питания сети постоянного тока, В..................................................±(12± 0,5)
пульсации напряжения, мВ , не более.......................................................................20
для наземной части системы:
температура окружающей среды, °С..............................................от плюс 10 до плюс 30
относительная влажность воздуха %,............................................................90 при 25 °С
атмосферное давление, кПа ......................................................................от 70 до 106,7
Знак утверждения типа
выполняется на специальном шильдике фотоспособом и крепится на лицевой панели аппаратуры селекции и накопления (АСН-7/Ш-64), входящей в состав системы, а также на титульном листе руководства по эксплуатации НТЦА2 909.120 РЭ типографским способом.
Комплектность
Комплектность системы сейсмоакустической измерительной Релос-Р/Ш-64 приведена в таблице 2.
Наименование | Обозначение | Кол-во |
Система сейсмоакустическая измерительная: | РЕЛОС-Р/Ш-64 | 1 |
1. Преобразователи упругих колебаний (геофоны) | GS-20DX | не более 66* |
2. Телеметрическая аппаратура передачи и приема сигналов; | ТАППС-М/Ш | 1* |
3. Аппаратура селекции и накопления сигналов | АСН-7/Ш-64 | 1* |
4. Комплекты кабельных линий связи | КЛС-2 | не более 64* |
5. Кабельные линии связи | КЛС-3 | не более 9* |
6. ПЭВМ типа IBM PC | | 1 |
7. Шкаф 19" 42U | | 2 |
8. ИБП 2000 VA, IPPON | | 2 |
9. ПО Relos-64 | НТЦА 2 909. 120 ПО | 1 |
10. Комплект ЗИП (указывается при заказе) | | - |
11. Руководство по эксплуатации | НТЦА2 909.120 РЭ | 1 |
12. Формуляр | НТЦА2 909.120 ФО | 1 |
13. Ведомость эксплуатационных документов | НТЦА2 909.120 ВЭ | 1 |
14. Паспорт | НТЦА2 909.120 ПС | 1 |
15. Методика поверки | 18-18/012 МП | 1 |
* определяется заявляемым комплектом при заказе |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом 18-18/012 МП «Система сейсмоакустическая измерительная Релос-Р/Ш-64. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФБУ «Красноярский ЦСМ» 04.09.2015 г.
Основные средства поверки:
- калибратор 8003, № по Гос. реестру 25732-03;
- осциллограф С1-83, № по Гос. реестру 6979-86;
- генератор прецизионный низкочастотный ГЗ-122 с диапазоном частот от 0,001 до 1999999,999 Гц и погрешностью ± 5 10-7;
- аттенюатор образцовый ступенчатый АО-4 с диапазоном устанавливаемых ослаблений от 0 до 111 Дб с дискретностью 0,1 дБ и погрешностью установки ± 0,02 дБ;
- вольтметр универсальный цифровой В7-39, № по Гос. реестру 9542-84.
Сведения о методах измерений
Методика измерений содержится в документе «Руководство по эксплуатации» НТЦА2 909.120 РЭ, раздел 2.6 «Порядок работы».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системам сейс-моакустическим измерительным Релос-Р/Ш-64
1. ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
2. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
3. ТУ 4012-003-10171731-2014.