TOPBOX-508振動自記儀在爆破振動測試中的應(yīng)用<BR> <P><STRONG>摘 要</STRONG> TOPBOX-508振動自記儀是一種新型、輕巧、攜帶方便的振動測試儀器，它不需要現(xiàn)場布線，能自動記錄振動信號，斷電信號也不會丟失。在現(xiàn)場可直接與臺式或筆記本電腦連接，顯示波形，分析和處理數(shù)據(jù)。本文結(jié)合現(xiàn)場爆破振動測試實(shí)例，介紹該儀器應(yīng)用情況。</P> <P><STRONG>關(guān)鍵詞</STRONG> 測振儀 振動測試 爆破 中圖分類號 TD235. 14</P> <P>Application of TOPBOX-508 Vibration Monitor in Blasting Measurement</P> <P>Zhang Zhi yu Miao Yan gang<BR>(Kunming University of Science and Techeology, Yunnan 650093)</P> <P>Yang Min<BR>(TOP Digital Equipment Co.Ltd, Sichuan 610051)</P> <P><STRONG>Abstract</STRONG><BR>TOPBOX vibration monitor is a new, delicate and portable monitor which need, not to fix up lines on the tielet and can record vibration data automatically. The record- ed data will not lost after the monitor is turned off. Book computer or personal compute can be linked with it on the spot and show vibration wave, analvse and deal with wibm- tion data. The monitoring methods are introduced with its application examples in blast- ing measurement.</P> <P><STRONG>Key words</STRONG> Vibration monitor；vibration measurement；blasting</P> <P><STRONG>1. 概述</STRONG></P> <P>在工程爆破施工中，由于爆破規(guī)模、方法和環(huán)境不同，爆破所引起的振動、空氣沖擊波，飛石、噪音和有毒氣體對周圍的建筑物、設(shè)施和人員產(chǎn)生不同程度和范圍的影響。其中爆破振動所產(chǎn)生的危害比較突出，因爆破而引起的民事糾紛大多數(shù)都是因?yàn)檎駝訉ㄖ锝Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生了不良影響。因此，通過對爆破振動進(jìn)行測試，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、傳播規(guī)律以及對建筑物的影響、破壞機(jī)理等；二是根據(jù)測試結(jié)果可及時調(diào)整爆破參數(shù)和施工方法，制定防震措施，指導(dǎo)爆破安全作業(yè)，避免或減少爆破振動的危害作用。</P> <P>過去常用的爆破振動測試系統(tǒng)主要由三部分組成：第一部分為感受振動信號并輸出信號的傳感器（拾振器）；第二部分為完成信號放大或衰減的二次儀表(放大器測振儀)；第三部分為記錄信號的記錄裝置（光線示波器、磁帶記錄儀，瞬態(tài)記錄儀等）。記錄裝置記錄下信號再由人工或?qū)ｉT儀器對波形進(jìn)行分析處理。這一測試系統(tǒng)在振動測試領(lǐng)域中發(fā)揮了很大的作用，但也存在一些問題。如采用光線示波器作為記錄儀器，采集的波形后期量化處理難度大，誤差也大，而且記錄下的波形保存時間短；磁帶記錄儀和瞬態(tài)記錄儀在波形處理上也需要配接專用的分析儀器，使得該測試系統(tǒng)價格太高。另外，傳感器與放大器之間需用幾十米或幾百米的信號傳輸電纜連接，在測試準(zhǔn)備工作中，不僅時間長、工作量大，而且由于敷設(shè)線路過長，也易出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。</P> <P>隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，測振儀器也有了較大的進(jìn)展。國內(nèi)外一些廠家和科研單位都研究和開發(fā)出了新一代的測振儀器，它克服了現(xiàn)有測試系統(tǒng)的許多缺點(diǎn)。其中四川拓普數(shù)字設(shè)備有限公司在多年來從事動態(tài)測試產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場爆破振動對測試儀器的要求，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制出了TOPBOX-508振動信號自記儀。該儀器具有體積小，重量輕、靈敏度高、功能多、使用方便、自動化程度高、內(nèi)存容量大等優(yōu)點(diǎn)。</P> <P><STRONG>2. 測振儀器系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)</STRONG></P> <P>2.1 TOPBOX-508振動信號自記儀主要技術(shù)性能指標(biāo)</P> <P>采樣率：100Hz～50KHz，分12檔可設(shè)置。</P> <P>測量誤差：<1%</P> <P>記錄深度：每通道16K—24K點(diǎn)</P> <P>輸入信號帶寬：0HZ—20KHZ</P> <P>量程：10mV，20mV，50mV，100mV，200mV，400mV，1V，2V，4V，8V，20V，40V。</P> <P>耦合：交流、直流</P> <P>輸入阻抗：200KΩ</P> <P>輸入電容：小于25pF。</P> <P>觸發(fā)方式：上升沿、下降沿內(nèi)觸發(fā)，外觸發(fā)，手動觸發(fā)，提前、滯后觸發(fā)。</P> <P>觸發(fā)電平：內(nèi)觸發(fā)電平在量程范圍之內(nèi)可調(diào)，外觸發(fā)電平是TTL電平。</P> <P>數(shù)據(jù)記錄起點(diǎn)：觸發(fā)前預(yù)記錄和觸發(fā)后延時記錄，長度可設(shè)置。</P> <P>通信接口：RS232接口。</P> <P>輸入通道：2通道/臺。</P> <P>外部尺寸：15cm×10cm×5cm。</P> <P>重量：0.8kg。</P> <P>供電：2節(jié)9V電池或外接直流電源。</P> <P>工作溫度：-10℃～60℃。</P> <P>工作濕度：<90%，無結(jié)露。</P> <P>2.2 速度傳感器主要性能指標(biāo)</P> <P>現(xiàn)場爆破振動測試儀器系統(tǒng)所采用的速度傳感器，也是由四川拓普數(shù)字設(shè)備有限公司加工制作的，它與自記儀配套使用，傳感器的主要技術(shù)性能指標(biāo)見表1。</P> <P>速度傳感器主要技術(shù)性能指標(biāo)</P> <P>指標(biāo)THS—1（水平） TSV—1型（垂直）</P> <P>速度靈敏度 330mv/cm/s±5% 310mv/cm/s±5%</P> <P>頻率響度 28Hz～1000Hz±10% 4Hz～1000Hz±10%</P> <P>幅值線性度 3% 3%</P> <P>位移 0.1μm～2200μm 0.1μm～2200μm</P> <P>速度 0.01μm～30cm/s 0.01μm～30cm/s</P> <P>加速度10g 10g</P> <P>外形尺寸φ50×65mm φ32×70 mm</P> <P>重量0.3kg 0.25kg</P> <P><STRONG>3. 測振系統(tǒng)的應(yīng)用</STRONG></P> <P>3.1 四川二灘電站采場爆破振動監(jiān)測</P> <P>四川二灘電站采石場位于攀鋼集團(tuán)公司二灘粘土礦附近，距礦區(qū)建筑物約300~500m。由于采石場每天頻繁爆破，已影響到礦區(qū)建筑物的安全。1997年10月至12月我們對爆破振動進(jìn)行了監(jiān)測，每次布置4~6個測點(diǎn)，分別布置在建筑物的每個樓層。通過近三十次爆破監(jiān)測，實(shí)際測量到的最大垂直振動速度為0.33cm/s，根據(jù)國家GB6722—86《國家爆破安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，該速度值沒有超過建筑物的允許振動值，但實(shí)際上我們對建筑物裂縫觀測結(jié)果表明，有一部分裂縫已出現(xiàn)擴(kuò)展和延伸，這主要是采石場近兩年來頻繁爆破所造成的。由于較長時間的重復(fù)爆破振動，部分建筑物出現(xiàn)了不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物部分裂縫的擴(kuò)展和延伸。監(jiān)測期間，采石場的工作已接近尾聲，每天的爆破次數(shù)和起爆藥量較以往大大減少。本次測試的物理量為質(zhì)點(diǎn)振動速度，振動方向?yàn)榇怪焙退絻蓚�方向，所用測試系統(tǒng)為TOPBOX-508振動信號自記儀和磁電式振動速度傳感器。</P> <P>3.2 昆明市區(qū)兩幢住宅樓房爆破拆除振動監(jiān)測</P> <P>因一家房地產(chǎn)公司昆明市鬧市區(qū)金碧路修建高層樓房，有兩幢七層樓房需要爆破拆除，設(shè)計(jì)總藥量為90kg，兩幢樓房一次起爆，共分5個段別。此次爆破振動監(jiān)測采用TOPBOX-508振動信號自記儀和TSV—1型速度傳感器，測點(diǎn)布置在距爆破區(qū)12m的一幢樓房內(nèi)，從一樓至六樓每層布置一個測點(diǎn)，測振結(jié)果見表2。</P> <P><STRONG>4. 結(jié)論</STRONG><BR>（1） TOPBOX-508振動信號自記儀使用簡單，工作穩(wěn)定、可靠，抗干擾能力強(qiáng)。</P> <P>（2） 該儀器在數(shù)據(jù)采集方面，測量精度高，有多種采集速率可選，信號記錄時間較長，可擴(kuò)展通道。</P> <P>（3） 該儀器提供了方便、直觀的操作和完善的數(shù)據(jù)處理功能，具有高度的軟、硬件兼容性，通過提供的DOS和Windows采集接口程序，用戶可自己編程控制采集，開發(fā)專用程序。DOS和Windows95兩個版本軟件具有漢字圖形界面，適用性較好。</P> <P>（4） TOPBOX-508振動信號自記儀的開發(fā)，進(jìn)一步推動了振動測試儀器向智能化與小型化的發(fā)展，使爆破動態(tài)測量技術(shù)發(fā)展提高到一個新階段。 <BR><BR></P>
