爆破振动远程监测系统及应用-中科测控4850N无线网络测振仪

ABSTRACT: The age of the Internet providesstrong support for blasting vibration remote real-time monitoring, the newestdevelopment of TC-4850N wireless network measurement system realizes the remotecontrol and real-time data transmission, not only to improve the workingconditions of vibration monitoring, but also make the vibration monitoring ismore efficient, objective and justice. Example validates TC-4850N wirelessnetwork vibration monitoring system is very effective, and has goodpopularization and application prospect.

KEYWORDS: Blasting vibration；remote monitoring；3Gnetwork；Realtime transmission

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TC-4850N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，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TC-4850N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 vibrationremote 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TC4850N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

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

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TC4850N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器的工作状态，并可进行采集参数设置和调整，振动波输入后仪器会自动记录和传输到远端服务器上。当天由于检测中心领导需要去成都出差，无法全程在爆破现场值守，但是爆破时刻出差人员正好在机场候机，利用机场无线上网条件第一时间就查看到爆破振动数据和波形，并根据振动波形分析即刻电话通知现场，2号测点振动最大，5号测点处有飞石落地影响。

图3 烟囱拆除爆破测点布置示意图

Fig.3 The monitoring points arrangement of demolition blasting of a chimney

2号测点X向振动 2号测点Y向振动

2号测点Z向振动 2号测振点现场图

图4 烟囱拆除爆破2号测点振动波形图

Fig.4 The vibration waveform of 2# measurement points ofdemolition blasting of chimney

通过波形图可以看出测试效果非常理想，检测结果见表1。三向振动波形完整，可以通过检测结果实时分析所需的结果，如爆破振动大小、触地时间、触地振动大小、倾倒总时间、振动频率等相关参数，为爆破安全评价和积累工程经验资料提供了很好的依据。更为重要的是如果一旦发生振动超标，检测、监理和公安管理部门可立即采取补救措施，避免民扰和扰民事件的扩大。

表1 各检测点的爆破振动测试结果

Table 1 Test data of blasting vibration

测点号

距烟囱水平距

径向

cm/s

横向

cm/s

垂向

cm/s

171

0.29

0.35

0.59

164

2.79

2.35

3.42

0.30

0. 46

0.36

191

0.47

0.28

0.40

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