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1、爆破振动远程监测系统及应用爆破振动远程监测系统及应用 杨年华1 薛里1 林世雄2(1 中国铁道科学研究院 2 成都中科测控有限公司)摘要：互联网时代为爆破振动远程实时监测提供了有力支持，最新开发的 TC4850N 无线网络测振系统实现了远程遥控和数据实时传输，不仅改善了振动监测工作条件，还使振动监测更加高效、客观、公正。实例验证了 TC4850N 无线网络测振系统非常有效，具有良好的推广应用前景。关键词：爆破振动，远程监测，3G 网络，实时传输BLASTING VIBRATION REMOTE MONITORING SYSTEM AND APPLICATION Yang nian-hua1,X
2、ue li1,Lin Shi-xiong2(1.China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China;2.Chengdu Zhongke Monitoring and control Co.,Ltd.,Chengdu,610041,China)ABSTRACT:The age of the Internet provides strong support for blasting vibration remote real-time monitoring,the newest development of TC-4850N wireles
3、s network measurement system realizes the remote control and real-time data transmission,not only to improve the working conditions of vibration monitoring,but also make the vibration monitoring is more efficient,objective and justice.Example validates TC-4850N wireless network vibration monitoring
4、system is very effective,and has good popularization and application prospect.KEY WORDS:Blasting vibration；remote monitoring；3G network；Real time transmission 1.远程爆破振动监测系统原理 1.远程爆破振动监测系统原理 随着现代无线网络技术的飞速发展，人在舒适、安全的办公室，仪器在数千公里外的矿山甚至井下、隧道深处无人值守的恶劣现场，通过 TC4850N 无线网络测振系统就能把遥远的测振现场拉进办公室，无论您在何地出差，只要能接入互联网，
5、您就能在授权范围内查询振动测试数据或操控测振仪器，真正实现超远程遥测、遥控和高速网络测振。本系统由 TC4850N 无线网络测振仪、高精度三向振动速度传感器、专用数据服务器组成，搭载手机网络和因特网。系统原理如图 1 所示：图 1 爆破振动远程监测原理图 Fig.1 The principle diagram of blasting vibration remote monitoring 与普通爆破测振仪不同的是系统还内设 3G 网络设备，可在任何有手机信号（3G 或 GPRS）的地方实现无线上网（Inter 网）可以瞬间将系统采到的爆破振动数据与波形（甚至现场视频画面）传到互联网上专用的大型
6、服务器内，用户可在全球任何地方经互联网登录到服务器并立即看到数据、波形及现场图像。本仪器还内置 Wi-Fi 模块可在现场无手机信号情况下（如：井下、隧道深处）先经 Wi-Fi 网络将数据传至有手机信号的地方再经 3G 终端上传互联网到专用服务器，亦可通过 Wi-Fi 网络将数据传至能连接因特网的地方再上传到专用服务器。数据通过专用 VPN 通道传输，并且在传输过程中有加密处理，保证了数据的安全性。也就是说TC4850 N测振仪除具有普通TC4850爆破测振仪的数据采集与存储功能外还具有无线信号发射与接收功能，即 3G 通讯和 Wi-Fi 功能，其中 3G 网络传输速度可达上行 450k、下行
7、280k（WCDMA 网络）而 Wi-Fi 网速可达数兆/秒，系统传输速率极高，整个过程几乎是瞬间完成，经密码授权后，监测人员无论身处何地，爆破后一两秒钟的延时能实时看到爆破振动数据和爆破现场画面。尽管 3G 网络传输数据需要一定流量费用，但通过集团采购预订流量费用很低，对于测振要求完全可以轻松承受。用户在查看现场数据和画面的同时，也可以通过上网计算机软件远程控制仪器，如：调整采集参数、控制仪器开始/停止采集、查看采集波形图、删除文件、远程开关机等。2 远程爆破振动监测系统功能介绍 2 远程爆破振动监测系统功能介绍 图 2 为仪器计算机远程控制软件操作界面，通过输入用户名和密码，可在授权范围内
8、执行不同操作，一般用户可查看相关仪器的运行状态，调整仪器的测振采集参数、查看振动波形图、对波形分析处理、其他文件管理、打印波形等功能。不同用户也可同时查看振动波形，例如：监测单位、施工单位、监理单位甚至业主或公安局得到不同授权密码后，都可在第一时间查看监测仪器参数和振动波形，振动监测做到实时跟踪，提高了振动监测的客观性、公正性和权威性。图 2 测试系统计算机操作界面 Fig.2 The computer interface of test system 3 现场爆破振动监测的应用实例现场爆破振动监测的应用实例 本系统于2011年7月调试成功，已经在多个爆破工程中得到了成功的应用，取得了良好的效
9、果，现以其中两例来进行介绍。3.1 京丰电厂拆除爆破振动远程遥测京丰电厂拆除爆破振动远程遥测 京丰电厂一座 150m 高烟囱于 2011 年 10 月 24 日进行了拆除爆破，北京铁科检测中心受业主委托开展爆破振动监测。根据当天爆破振动的特点和对振动控制的要求，有侧重性的在爆区周边重要设施和建（构）筑物旁边分别布设了 6 个测点，测点位置见图 3，每个测点安放 1 台 TC4850 N 测振仪。检测参数主要是 XYZ 三个方向的爆破振动速度、主振频率等，以便合理评价爆破安全。所用传感器用快干石膏粉牢固粘结在地表，各测点传感器 X 方向指向爆区中心。爆破前 2 小时，将所有测点布设完毕并开机，进
10、入开机等待检测状态，此时将计算机联入英特网，通过密码认证后可以查看到各台仪端服务器差人员正动波形分F通过结果实时相关参数动超标，仪器的工作状器上。当天由正好在机场候分析即刻电话Fig.3 T 22 号Fig.4 The vib过波形图可以时分析所需的数，为爆破安检测、监理状态，并可进由于检测中心候机，利用机话通知现场，The monitorin号测点 X 向振号测点 Z 向振动图bration wavef以看出测试效的结果，如爆安全评价和积理和公安管理进行采集参数心领导需要去机场无线上网2 号测点振动图 3 烟囱拆ng points arra动 动 4 烟囱拆除form of 2#me效果非常
11、理想爆破振动大小积累工程经验理部门可立即表 1 各检测Table 1 Test数设置和调整去成都出差，网条件第一时动最大，5 号拆除爆破测点angement of d 除爆破 2 号测easurement p 想，检测结果小、触地时间验资料提供了即采取补救措 测点的爆破振t data of blast整，振动波输无法全程在时间就查看到号测点处有飞点布置示意图demolition bl 测点振动波形points of demo果见表 1。三间、触地振动了很好的依据施，避免民扰振动测试结果ting vibration输入后仪器会爆破现场值爆破振动数据飞石落地影响图 lasting of a ch2
12、 号测点 Y 向振2 号测振点现形图 olition blastin向振动波形完大小、倾倒。更为重要扰和扰民事件果 n 自动记录和传守，但是爆破据和波形，并响。himney 振动 现场图 ng of chimne完整，可以通总时间、振动的是如果一旦件的扩大。传输到远破时刻出并根据振 y 通过检测动频率等旦发生振测点号距烟囱水平距m 径向cm/s横向cm/s垂向cm/s11710.290.350.5921642.792.353.423900.300.460.3641910.470.280.4051491.420.530.9762800.550.860.57 3.2 怀柔水泥厂石灰石矿电子雷管爆破
13、的振动遥测 怀柔水泥厂石灰石矿电子雷管爆破的振动遥测 近期国内一些省市在大力推广电子雷管的使用，北京市的电子雷管推广工作也进入实质阶段。目前北京电子雷管推广需要结合现场爆破试验验证其可靠性及减震效果，通过电子雷管逐孔延时爆破试验，分析振动特性的基础上寻找合适的逐孔延期时差。为此我们受爆破单位委托对爆破振动进行了检测分析。2011 年 11 月 25 日，怀柔兴发水泥厂矿山进行电子雷管爆破试验，爆破共 2 排 20个孔，孔内间隔装药，同一炮孔上下药包延时 5ms，相邻炮孔间延时 17ms，前后排间延时 128ms，每孔装药量约 150kg，总药量 3t。我们在爆区左后方布设了一条测线，距离从 6
14、5m 到 246m 间共设 5个测点，测点布设位置如图 5 所示，通过分析距爆区不同距离测点的波形参数，得到电子雷管爆破振动的传播特性和衰减规律。由于该套系统是最新开发的无线实时传输设备，为了验证其可靠性，爆破当时在北京检测的技术人员通知了深圳有关领导，深圳的相关管理部门得到了授权密码，进行了跟踪查看。上午 11:30 准时爆破，北京、深圳两地同时在第一时间得到了检测结果，检测结果见表 2。电子雷管装药爆破试验现场 3G 网络爆破振动测试现场（3#测点）图 5 爆破区和测点布设位置示意图 Fig.5 The Blasting area and monitoring points arrange
15、ment 图 6较好地反析提供了 4 远程4 远程爆爆TC4义的平面仪器有异切换到该随着平台进行仪器的工参考文参考文1 杨年2 熊代3 戈鹤道出测点6 为 1#测点的反映了近距离了便利。1 号爆爆破振动破振动监监4850 N 测振仪面图上，每个异常，图标会该仪器的操作着 3G 智能手行统一管理，工作状态和检献：献：年华，林世雄代余，顾毅成鹤川,杨年华.版社，2000点号距爆12345的检测波形，离地表振动情号测点 X 向振Fig.6 The v监监测系统发测系统发展展仪未来将引入个图标可以显会闪烁，这样作界面。手机应用的普利用移动设检测结果，这.“爆破振动测.主编 岩石爆“爆破振动测年 8 月
16、 表 2 各检测Table 2 Test爆区水平距m 5685121168210从波形来看情况，测试数振动 1 号图 6 电子vibration wav展展前景及前景及设设入 GIS 系统，显示仪器当前样可以一目了及，下一步会设备的支持系这样可以使现测试技术探讨爆破理论与技测试技术与安测点的爆破振t data of blast径向cm/s6.447.223.711.641.21看振动持续时数据传输非常 号测点 Z 向振子雷管爆破振veform of elec设设想 想，将仪器以图前状态（包括采了然地了解所会将 iPhone、系统开发更新现场测振更为讨”爆破 20技术新进展.冶安全评价问题振动测
17、试结果ting vibration横向cm/s6.34.014.553.221.49时间与电子雷常快速，波形 1 号动波 振动波形图 ctronic detona图标的方式自采集状态，信所有仪器的状、iPad、And新操作软件，方便，检测数00 年 Vol.17冶金工业出版题探讨”第六届 n 垂向cm/10.495.945.043.741.41雷管设置的延完整符合实号测点 Y 向振 ator blasting 动分布在电信号状态，报状态，用鼠标droid 系统智通过手机上数据也能发挥7,No.3版社,北京,200届全国铁路爆向s94441延期相吻合，检际情况，为后振动 子地图或者客报警状态等等点图标，便可能手机全部纳网可以随时查挥更大效用。02爆破学术会议检测波形后期的分 客户自定等），如果可以直接纳入操作查看测振。议文集 铁