關(guān)鍵詞 測振儀 振動測試 爆破 中圖分類號 TD235. 14
1. 概述
    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)都是因為振動對建筑物結(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。
     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。
     隨著電子技術(shù)和計算機技術(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。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，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。
2. 測振儀器系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標(biāo)
2.1 TOPBOX-508振動信號自記儀主要技術(shù)性能指標(biāo)
采樣率：100Hz～50KHz，分12檔可設(shè)置。
測量誤差：<1%
記錄深度：每通道16K—24K點
輸入信號帶寬：0HZ—20KHZ
量程：10mV，20mV，50mV，100mV，200mV，400mV，1V，2V，4V，8V，20V，40V。
耦合：交流、直流
輸入阻抗：200KΩ
輸入電容：小于25pF。
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)。
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。
數(shù)據(jù)記錄起點：觸發(fā)前預(yù)記錄和觸發(fā)后延時記錄，長度可設(shè)置。
通信接口：RS232接口。
輸入通道：2通道/臺。
外部尺寸：15cm×10cm×5cm。
重量：0.8kg。
供電：2節(jié)9V電池或外接直流電源。
工作溫度：-10℃～60℃。
工作濕度：<90%，無結(jié)露。
2.2 速度傳感器主要性能指標(biāo)
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。
速度傳感器主要技術(shù)性能指標(biāo)
指標(biāo)THS—1（水平） TSV—1型（垂直）
速度靈敏度 330mv/cm/s±5% 310mv/cm/s±5%
頻率響度 28Hz～1000Hz±10% 4Hz～1000Hz±10%
幅值線性度 3% 3%
位移 0.1μm～2200μm 0.1μm～2200μm
速度 0.01μm～30cm/s 0.01μm～30cm/s
加速度10g 10g
外形尺寸φ50×65mm φ32×70 mm
重量0.3kg 0.25kg
3. 測振系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1 四川二灘電站采場爆破振動監(jiān)測
四川二灘電站采石場位于攀鋼集團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，分別布置在建筑物的每個樓層。通過近三十次爆破監(jiān)測，實際測量到的******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)點振動速度，振動方向為垂直和水平兩個方向，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。
3.2 昆明市區(qū)兩幢住宅樓房爆破拆除振動監(jiān)測
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，測振結(jié)果見表2。
4. 結(jié)論
（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。
（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，可擴展通道。
（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。
（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。

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