[发明专利]一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法

说明书

本公开提供了一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法，包括采集器和接收器，采集器包括多个输入模拟通道，每个输入模拟通道通过一模拟/数字转换器连接至第一控制器，所述第一控制器连接第一无线模块；接收器包括第二无线模块，第二无线模块与第二控制器连接，第二控制器连接有多个数字/模拟转换器，每个数字/模拟转换器分别连接有一模拟信号缓冲器，每个模拟信号缓冲器的另一端连接一电压/电流选择转换器，电压/电流选择转换器连接一模拟输出通道，避免有线形式的模拟信号采集系统布线不便的弊端，同时兼顾了无线仪器体积小、重量轻的优点。

技术领域

本公开属于无线传感器技术领域，具体涉及一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

通常隧道空间狭窄、环境噪声大、电磁干扰严重等各种不利因素，使得在隋道中使用仪器有很大的局限性，比如现场施工机械的移动对布设的电缆可能造成破坏，又比如通过有线方式传输电压型信号远传后信噪比变差；再比如因为像TBM、盾构机等是移动的施工设备，故探测点必须随着它们移动，要求检波器随时安装/拆卸，对于有线方式仪器的使用，工作量很大。

为了在隧道施工中使用，常将地面用的地震波探测仪器进行改造，作为隧道地震波超前探测技术仪器使用，这类仪器多为有线模拟信号传输方式，即使采用无线方式的仪器也多为单通道仪器，或模拟信号通道数少且数量固定不能修改；在用单通道仪器组合为多通道仪器使用时，结构复杂不易实现数据采集的同步和系统的一致性。

其中，对于有线仪器，检波器输出的模拟信号要经过数十米(最长的检测点的距离能够达到70米以上)的电缆传输到采集系统的模拟输入端，为提高信号的传输质量，通常要采用截面面积较大的多芯屏蔽电缆，电缆本身的重量很大，对于施工人员来说收/放电缆操作极为不便，工作量大效率低。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器，本公开基于无线数字传输技术，通过采集器将地震波信号转换为数字信号，并通过无线信道传输给接收器，接收器将数字信号还原为模拟信号。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种用于隧道地震波信号采集的无线传感器，包括采集器和接收器，所述采集器包括多个输入模拟通道，每个输入模拟通道通过一模拟/数字转换器连接至第一控制器，所述第一控制器连接第一无线模块；

所述接收器包括第二无线模块、第二控制器和多个数字/模拟转换器、模拟信号缓冲器以及电压/电流选择转换器，所述第二无线模块与第一无线模块通信，所述第二无线模块与第二控制器连接，所述第二控制器连接有多个数字/模拟转换器，每个数字/模拟转换器分别连接有一模拟信号缓冲器，每个模拟信号缓冲器的另一端连接一电压/电流选择转换器，电压/电流选择转换器连接一模拟输出通道。

作为可选择的实施方式，所述第一控制器连接有一配置接口，通过所述配置接口配置采集器的工作参数。

作为可选择的实施方式，所述采集器的工作参数包括无线频点、模拟/数字转换器采样率、模拟/数字转换器分辨率和输入模拟信号通道数。

作为可选择的实施方式，所述第一控制器通过无线模块接口总线配置第一无线模块的无线信道。

作为可选择的实施方式，所述第一控制器通过ADC控制总线配置模拟/数字转换器的采样率，所述第一控制器通过ADC数据总线读取模拟/数字转换器输出的信号数据。

作为可选择的实施方式，所述第一控制器根据配置的模拟/数字转换器采样率、模拟/数字转换器分辨率，对信号数据进行重采样，使输出数据的输出分辨率和输出采样率符合配置要求。

作为可选择的实施方式，所述第一无线模块和第二无线模块的结构一致。