TOPBOX-508振动自记仪在爆破振动测试中的应用<BR> <P><STRONG>摘 要</STRONG> TOPBOX-508振动自记仪是一种新型、轻巧、携带方便的振动测试仪器，它不需要现场布线，能自动记录振动信号，断电信号也不会丢失。在现场可直接与台式或笔记本电脑连接，显示波形，分析和处理数据。本文结合现场爆破振动测试实例，介绍该仪器应用情况。</P> <P><STRONG>关键词</STRONG> 测振仪 振动测试 爆破 中图分类号 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，由于爆破规模、方法和环境不同，爆破所引起的振动、空气冲击波，飞石、噪音和有毒气体对周围的建筑物、设施和人员产生不同程度和范围的影响。其中爆破振动所产生的危害比较突出，因爆破而引起的民事纠纷大多数都是因为振动对建筑物结构产生了不良影响。因此，通过对爆破振动进行测试，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对建筑物的影响、破坏机理等；二是根据测试结果可及时调整爆破参数和施工方法，制定防震措施，指导爆破安全作业，避免或减少爆破振动的危害作用。</P> <P>过去常用的爆破振动测试系统主要由三部分组成：第一部分为感受振动信号并输出信号的传感器（拾振器）；第二部分为完成信号放大或衰减的二次仪表(放大器测振仪)；第三部分为记录信号的记录装置（光线示波器、磁带记录仪，瞬态记录仪等）。记录装置记录下信号再由人工或专门仪器对波形进行分析处理。这一测试系统在振动测试领域中发挥了很大的作用，但也存在一些问题。如采用光线示波器作为记录仪器，采集的波形后期量化处理难度大，误差也大，而且记录下的波形保存时间短；磁带记录仪和瞬态记录仪在波形处理上也需要配接专用的分析仪器，使得该测试系统价格太高。另外，传感器与放大器之间需用几十米或几百米的信号传输电缆连接，在测试准备工作中，不仅时间长、工作量大，而且由于敷设线路过长，也易出现系统误差。</P> <P>随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，测振仪器也有了较大的进展。国内外一些厂家和科研单位都研究和开发出了新一代的测振仪器，它克服了现有测试系统的许多缺点。其中四川拓普数字设备有限公司在多年来从事动态测试产品开发的基础上，根据现场爆破振动对测试仪器的要求，通过优化设计，研制出了TOPBOX-508振动信号自记仪。该仪器具有体积小，重量轻、灵敏度高、功能多、使用方便、自动化程度高、内存容量大等优点。</P> <P><STRONG>2. 测振仪器系统主要技术性能指标</STRONG></P> <P>2.1 TOPBOX-508振动信号自记仪主要技术性能指标</P> <P>采样率：100Hz～50KHz，分12档可设置。</P> <P>测量误差：<1%</P> <P>记录深度：每通道16K—24K点</P> <P>输入信号带宽：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>输入阻抗：200KΩ</P> <P>输入电容：小于25pF。</P> <P>触发方式：上升沿、下降沿内触发，外触发，手动触发，提前、滞后触发。</P> <P>触发电平：内触发电平在量程范围之内可调，外触发电平是TTL电平。</P> <P>数据记录起点：触发前预记录和触发后延时记录，长度可设置。</P> <P>通信接口：RS232接口。</P> <P>输入通道：2通道/台。</P> <P>外部尺寸：15cm×10cm×5cm。</P> <P>重量：0.8kg。</P> <P>供电：2节9V电池或外接直流电源。</P> <P>工作温度：-10℃～60℃。</P> <P>工作湿度：<90%，无结露。</P> <P>2.2 速度传感器主要性能指标</P> <P>现场爆破振动测试仪器系统所采用的速度传感器，也是由四川拓普数字设备有限公司加工制作的，它与自记仪配套使用，传感器的主要技术性能指标见表1。</P> <P>速度传感器主要技术性能指标</P> <P>指标THS—1（水平） TSV—1型（垂直）</P> <P>速度灵敏度 330mv/cm/s±5% 310mv/cm/s±5%</P> <P>频率响度 28Hz～1000Hz±10% 4Hz～1000Hz±10%</P> <P>幅值线性度 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. 测振系统的应用</STRONG></P> <P>3.1 四川二滩电站采场爆破振动监测</P> <P>四川二滩电站采石场位于攀钢集团公司二滩粘土矿附近，距矿区建筑物约300~500m。由于采石场每天频繁爆破，已影响到矿区建筑物的安全。1997年10月至12月我们对爆破振动进行了监测，每次布置4~6个测点，分别布置在建筑物的每个楼层。通过近三十次爆破监测，实际测量到的最大垂直振动速度为0.33cm/s，根据国家GB6722—86《国家爆破安全规程》有关规定，该速度值没有超过建筑物的允许振动值，但实际上我们对建筑物裂缝观测结果表明，有一部分裂缝已出现扩展和延伸，这主要是采石场近两年来频繁爆破所造成的。由于较长时间的重复爆破振动，部分建筑物出现了不均匀沉降，导致建筑物部分裂缝的扩展和延伸。监测期间，采石场的工作已接近尾声，每天的爆破次数和起爆药量较以往大大减少。本次测试的物理量为质点振动速度，振动方向为垂直和水平两个方向，所用测试系统为TOPBOX-508振动信号自记仪和磁电式振动速度传感器。</P> <P>3.2 昆明市区两幢住宅楼房爆破拆除振动监测</P> <P>因一家房地产公司昆明市闹市区金碧路修建高层楼房，有两幢七层楼房需要爆破拆除，设计总药量为90kg，两幢楼房一次起爆，共分5个段别。此次爆破振动监测采用TOPBOX-508振动信号自记仪和TSV—1型速度传感器，测点布置在距爆破区12m的一幢楼房内，从一楼至六楼每层布置一个测点，测振结果见表2。</P> <P><STRONG>4. 结论</STRONG><BR>（1） TOPBOX-508振动信号自记仪使用简单，工作稳定、可靠，抗干扰能力强。</P> <P>（2） 该仪器在数据采集方面，测量精度高，有多种采集速率可选，信号记录时间较长，可扩展通道。</P> <P>（3） 该仪器提供了方便、直观的操作和完善的数据处理功能，具有高度的软、硬件兼容性，通过提供的DOS和Windows采集接口程序，用户可自己编程控制采集，开发专用程序。DOS和Windows95两个版本软件具有汉字图形界面，适用性较好。</P> <P>（4） TOPBOX-508振动信号自记仪的开发，进一步推动了振动测试仪器向智能化与小型化的发展，使爆破动态测量技术发展提高到一个新阶段。 <BR><BR></P>
