CN201331378Y - 振动测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种振动测试仪，包含电源系统、控制模块、人机交互模块、信号采集模块、网络传输模块和一个或多个振动传感器。尤其还包括定位装置：一端连接电源系统，一端连接控制模块。该振动测试仪还可包含照相装置：一端连接电源系统，一端连接控制模块。本实用新型的特征信息包括振动传感器采集的爆破振动数据、定位装置采集的地理位置信息、照相装置采集的影像信息，这些信息由网络传输模块发送至爆破振动监测数据中心供分析。这就实现了对爆破点特征信息的实时收集和传输，从而实现了对振动效果的全面分析，并得以区分各爆破点传到数据中心的数据，既为完善爆破方案提供了依据，又为实现大规模、网络化的爆破振动监测系统提供技术支持。

Description

振动测试仪

技术领域

本实用新型涉及爆破振动监测领域，尤其涉及对一种可实时监控爆破振动效果的振动测试仪的改进。

背景技术

随着爆破技术在城市高层建筑的岩石地基开挖、岩体中地铁隧道和站场施工、其他地下结构的建设以及各种拆除工程中的广泛采用，爆破对环境的影响日益突出。爆破振动严重时可能使建筑物受到影响，甚至导致建筑物的损坏。因此，对爆破振动的分析研究也成为人们日益重视的问题。

Profound的VIBRA系统是一种能监测爆破产生的振动、并可对振动造成的建筑物和敏感设备的损害进行风险评估的系统。专利申请文件200810018785.X提供了一种应用于土木结构领域的、可对高耸结构进行无线远程监测的装置。该装置可通过GPRS将高耸结构在地震或风荷载作用下产生的振动数据实时的传送到数据中心进行分析。

上述两种技术方案的结合，可实现对爆破产生的振动数据的记录与远程实时传输。但仍然无法对爆破点的地理位置信息进行收集，这就无法结合爆破区域的地质条件、周边建筑等环境信息对爆破振动情况进行全面的分析，从而其数据分析结果存在一定的漏洞，并无法为类似爆破的爆破方案提供修正依据。除此之外，由于测振装置只将振动数据传输到数据中心，因此，数据中心无法自动区分各个测振装置传回的振动数据，这就导致数据中心无法同时监测多个爆破点的振动情况，从而无法形成大规模、网络化的爆破振动监测系统。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种可记录并实时传输爆破点特征信息的振动测试仪，旨在结合爆破区域的特征信息对爆破的振动情况进行全面的分析，为完善爆破方案提供依据；并利用这些特征信息区分各爆破点的振动测试仪传输到爆破振动监测数据中心的振动数据，为实现大规模、网络化的爆破振动监测系统提供技术支持。

本实用新型的技术目的可通过以下技术方案一实现：

该振动测试仪包括电源系统、控制模块、人机交互模块、信号采集模块、网络传输模块、和一个或多个振动传感器。其中，控制模块与电源系统、信号采集模块、人机交互模块、和网络传输模块分别连接，并与上述诸模块进行双向通讯。电源系统的工作电压输出端同时连接控制模块、人机交互模块、信号采集模块、和网络传输模块，向上述诸模块供电。网络传输模块其余一端通向振动测试仪外部，与振动测试仪外部的爆破振动监测数据中心进行双向通讯。信号采集模块其余的端与一个或多个振动传感器相连。

上述振动测试仪尤其还包含定位装置。定位装置的一端连接电源管理模块的工作电压输出端；另一端连接控制模块，与控制模块进行双向通讯。

该技术方案的好处在于，引入定位装置用于获取爆破点的地理位置信息，为结合地质条件等环境信息综合分析爆破振动数据提供了技术手段，进而为爆破方案的修正与完善提供了依据。并且，将定位装置采集到的地理位置信息与振动传感器采集到的振动数据对应起来，使得振动监控数据中心得以区分各爆破点的振动测试仪传回的振动数据，这就为实现规模化、网络化爆破振动监测系统提供了技术手段。

本实用新型的技术目的还可通过以下技术方案二实现：

该振动测试仪包括电源系统、控制模块、人机交互模块、信号采集模块、网络传输模块、和一个或多个振动传感器。其中，控制模块与电源系统、信号采集模块、人机交互模块、和网络传输模块分别连接，并与上述诸模块进行双向通讯。电源系统的工作电压输出端同时连接控制模块、人机交互模块、信号采集模块、和网络传输模块，向上述诸模块供电。网络传输模块其余一端通向振动测试仪外部，与振动测试仪外部的爆破振动监测数据中心进行双向通讯。信号采集模块其余的端与一个或多个振动传感器相连。

上述振动测试仪尤其还包含定位装置和照相装置。定位装置的一端连接电源管理模块的工作电压输出端；另一端连接控制模块，与控制模块进行双向通讯。照相装置的一端连接电源管理模块的工作电压输出端；另一端连接控制模块，与控制模块进行双向通讯

该技术方案基于技术方案一，在振动测试仪包含定位装置的基础上，还包含照相装置。照相装置可选取爆破点周边的标志性建筑，例如高塔、高楼等，来获取爆破点影像信息。这些影像信息可作为地理位置信息的佐证，补充说明爆破区域的地质条件、周边建筑等环境信息。并且，将影像信息与获取影像信息的时刻对应，还能从直观上辅助说明爆破振动的效果。

上述两种技术方案中的定位装置进一步可包含电子开关、定位信息接收装置、和接口电路。其中，电子开关一端连接电源系统的工作电压输出端，一端连接控制模块，其余一端连接定位信息接收装置。定位信息接收装置一端连接电子开关，另一端连接接口电路。接口电路一端连接定位信息接收装置，另一端连接控制模块。这就实现了控制模块对定位装置工作过程的控制、以及与定位装置的数据交互。该技术方案的好处在于：一方面，所述控制模块通过对所述电子开关的控制，实现了对定位装置供电电源的控制，从而避免了在无需定位装置工作时，定位装置对振动测试仪电能的损耗，提高了振动测试仪所储能量的有效利用率；另一方面，通过所述接口电路将定位信息接收装置中采集到的地理位置信息输出到所述控制模块，实现了对爆破点地理位置信息的记录。

上述技术方案二中的照相装置进一步可包含电子开关、影像采集装置、和接口电路。其中，电子开关一端连接电源系统的工作电压输出端，一端连接控制模块，其余一端连接影像采集装置。影像采集装置一端连接电子开关，另一端连接接口电路。接口电路一端连接影像采集装置，另一端连接控制模块。这就实现了控制模块对照相装置工作过程的控制、以及与照相装置的数据交互。该技术方案的好处在于：一方面，控制模块通过对电子开关的控制，实现了对照相装置供电电源的控制，从而避免了在无需照相装置工作时照相装置对振动测试仪电能的损耗，提高了振动测试仪所储能量的有效利用率；另一方面，接口电路将影像采集装置采集到的模拟的影像信息，转换为数字信号输出到控制模块，实现了振动测试仪对爆破点影像信息的记录。

附图说明

图1为本实用新型包含定位装置的振动测试仪的组成框图；

图2为本实用新型中定位装置的构成框图；

图3为本实用新型包含定位装置和照相装置的振动测试仪的组成框图；

图4为本实用新型中照相装置的构成框图；

图5为包含本实用新型振动测试仪的爆破振动监测系统的总体组成框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

本实用新型提供一种可记录并实时传输爆破点特征信息的振动测试仪。该振动测试仪100包含电源系统103、控制模块101、人机交互模块102、信号采集模块105、网络传输模块106、定位装置107、和一个或多个振动传感器104，如图1所示。其中，控制模块101与电源系统103、信号采集模块105、人机交互模块102、网络传输模块106、和定位装置107分别连接，并与上述诸模块进行双向通讯。电源系统103的工作电压输出端31同时连接控制模块101、人机交互模块102、信号采集模块105、网络传输模块106、和定位装置107，向上述诸模块供电。网络传输模块106的其余一端通向振动测试仪100外部，与其外部的爆破振动监测数据中心300进行双向通讯。信号采集模块105其余的端与一个或多个振动传感器104相连。

定位装置107的引入，实现了对爆破点地理位置信息的获取，为结合地质条件等环境信息综合分析爆破振动数据提供了技术手段，进而为爆破方案的修正与完善提供了依据。并且，将定位装置107采集到的地理位置信息与振动传感器104采集到的振动数据对应起来，使得振动监控数据中心得以区分各爆破点的振动测试仪100传回的振动数据，这就为实现规模化、网络化爆破振动监测系统提供了技术手段。

上述定位装置107进一步可包括电子开关71、定位信息接收装置72、和接口电路73，如图2所示。其中，电子开关71的一端连接电源系统103的工作电压输出端31，一端连接控制模块101，其余一端连接定位信息接收装置72。定位信息接收装置72一端连接电子开关71，另一端连接接口电路73。接口电路73一端连接定位信息接收装置72，另一端与控制模块101相连，向控制模块101发送爆破点的地理位置信息。

上述定位装置107的工作过程可描述为：

电子开关71由控制模块101控制。当控制模块101控制使得电子开关71闭合时，电源系统103向定位信息接收装置72持续地供电，定位装置107开始工作。控制模块101通过接口电路73向定位信息接收装置72发送控制信号，使其开始获取爆破点的地理位置信息。当上述地理位置信息获取完毕后，定位信息接收装置72将该信息通过接口电路73发送到控制模块101内的缓存单元中。

上述定位信息接收装置72可取为手机基站定位信息接收装置、蜂窝式定位信息接收装置、GPS定位信息接收装置、北斗定位信息接收装置、伽利略定位信息接收装置、或者GLONASS定位信息接收装置中的一种或若干种。不同的爆破场所，对应的适用的定位信息接收装置也有所不同；不同的监测需求，对所选定位信息接收装置72的定位精度的要求也不同。该技术方案使得本实用新型包含定位装置107的振动测试仪具有更广泛的适用范围。

本实用新型的振动测试仪100还可包含电源系统103、控制模块101、人机交互模块102、信号采集模块105、网络传输模块106、定位装置107、照相装置108、和一个或多个振动传感器104，如图3所示。其中，控制模块101与电源系统103、信号采集模块105、人机交互模块102、网络传输模块106、定位装置107、和照相装置108分别连接，并与上述诸模块进行双向通讯。电源系统103的工作电压输出端31同时连接控制模块101、人机交互模块102、信号采集模块105、网络传输模块106、定位装置107、和照相装置108，向上述诸模块供电。网络传输模块106的其余一端通向振动测试仪100外部，与其外部的爆破振动监测数据中心300进行双向通讯。信号采集模块105其余的端与一个或多个振动传感器104相连。

该技术方案基于图1所示技术方案，在振动测试仪100包含定位装置107的基础上，还包含照相装置108。照相装置108可选取爆破点周边的标志性建筑，例如高塔、高楼等，来获取爆破点影像信息。这些影像信息可作为地理位置信息的佐证，补充说明爆破区域的地质条件、周边建筑等环境信息。并且，将影像信息与获取影像信息的时刻对应，还能从直观上辅助说明爆破振动的效果。

上述照相装置108进一步可包括电子开关81、影像采集装置82、和接口电路83，如图4所示。其中，电子开关81一端连接电源系统103的工作电压输出端31，一端连接控制模块101，其余一端连接影像采集装置82。影像采集装置82一端连接电子开关81，另一端连接接口电路83。接口电路83一端连接影像采集装置82，另一端与控制模块101相连。

上述照相装置108的工作过程与定位装置107的工作过程类似，照相装置108内部的电子开关81在控制模块101的控制下对影像采集装置82供电。当控制模块101控制使得电子开关81闭合时，电源系统103向影像采集装置82持续地供电，照相装置108开始工作。控制模块101通过接口电路83向影像采集装置82发送控制信号，使其开始获取爆破点的影像信息。当上述影像信息获取完毕后，影像采集装置82将该信息通过接口电路83发送到控制模块101内的缓存单元中。

本实用新型的振动测试仪100，其工作过程可简述如下：

一个或诸个振动传感器104获取各振动监测点的振动信息，并发送到信号采集模块105；信号采集模块105对振动信息进行采样，将振动传感器104发送来的模拟信号转换成数字信号发送到控制模块101暂存。并且，控制模块101向定位装置107和照相装置108(如果有)分别发送控制信号，使其进入工作状态，定位装置107和照相装置108(如果有)即开始采集爆破点的地理位置信息和影像信息(如果有)；采集到的信息被定位装置107和照相装置108(如果有)内部的接口电路转换为数字信号后发送到控制模块101暂存。控制模块101将其暂存的振动信息数据、地理位置信息数据和影像信息数据(如果有)发送至网络传输模块106，由网络传输模块106发送至振动测试仪外部的爆破振动监测数据中心。

上述振动传感器104可根据应用需要，选用有源振动传感器或者无源振动传感器。上述网络传输模块106可选为无线网络传输模块或者有线网络传输模块。在不同的爆破场所，适用不同的网络传输单元，这就使得振动测试仪100具有更广泛的适用范围。除此之外，振动测试仪100中还可包含黑匣子模块，用以实现传输网络不通畅时对振动信息数据、地理位置信息数据和影像信息数据(如果有)的存储，以便待网络通畅时再传输到振动测试仪外部。

基于本实用新型的振动测试仪，可实现一种爆破振动监测系统。该系统包括一个或多个振动测试仪100、一个或多个用户终端200、以及爆破振动监测数据中心300，如图5所示。其中，诸个振动测试仪100通过网络与爆破振动监测数据中心300连接，进行通讯；爆破振动监测数据中心300与用户终端200通过网络连接，进行双向通讯。

以上述爆破振动监测系统用于爆破振动监测时的工作过程为例，描述该系统的工作过程：

(1)振动测试仪100通过其内部的一个或多个振动传感器104采集爆破监测点的振动数据、通过其内部的定位装置107采集地理位置信息数据、通过其内部的照相装置108采集影像信息数据(如果有)，并将这些数据以及与这些数据相对应的时间信息，通过振动测试仪100内部的网络传输模块106，发送到爆破振动监测数据中心300。这些振动传感器104采集到的振动数据、定位装置107采集到的地理位置信息数据、照相装置108采集到的影像信息数据(如果有)，以及与这些数据相对应的时间信息，构成了振动测试仪100向爆破振动监测数据中心300发送的爆破点特征信息。

(2)爆破振动监测数据中心300内部的中央处理器接收到振动测试仪100发送来上述数据后，结合上述地理位置信息和影像信息(如果有)对振动数据进行分析，得到振动速度、地震波主频率等指标的分析结果。爆破振动监测数据中心300内部的中央处理器还通过地理位置信息和影像信息(如果有)、及其对应的时间信息，得到振动监测的时间和地点信息。中央处理器将对振动数据的分析结果、以及该次振动监测的时间和地点信息相对应地保存至爆破振动监测数据中心300内部的中央数据库，从而在中央数据库中完备地记录了振动发生的时间、地点和效果，为振动效果的监测提供了全面的数据支持和完备的监控信息。

(3)中央处理器依据中央数据库中存储的诸指标的要求值，判断上述振动数据的分析结果是否均达标，并将振动数据及判断的结果发送到用户终端200。若分析结果均达标，则向用户终端200发送信号，向操作人员提示本次爆破的振动效果合格。若分析结果不达标，则向用户终端200发送信号，向操作人员提示本次爆破的振动效果不合格，并提示操作人员修改爆破方案以满足爆破振动要求。

(4)中央处理器还向用户终端200发送信号，提示操作人员选择是否对爆破数据进行深层分析，即是否结合更多的与该次爆破相关的信息，对振动数据进行再次分析与挖掘。若操作人员选择继续对爆破数据进行深层分析，则结合例如起爆网路的网路布设、各孔的延期时间和用药量、爆破点的地形和地质条件、该次爆破的破碎度等信息，对爆破振动数据进一步分析，并将分析结果存储至爆破振动监测数据中心300内部的专家数据库中。这些深层分析的结果可作为修改爆破方案的参考。

Claims (4)

1.一种振动测试仪，包含电源系统、控制模块、人机交互模块、信号采集模块、网络传输模块、以及一个或多个振动传感器，

所述控制模块与所述电源系统、所述信号采集模块、所述人机交互模块、和所述网络传输模块分别连接，与上述诸模块进行双向通讯；

所述电源系统的工作电压输出端同时连接所述控制模块、所述人机交互模块、所述信号采集模块、和所述网络传输模块；

所述网络传输模块其余一端通向所述振动测试仪外部，与振动测试仪外部的爆破振动监测数据中心进行双向通讯；

所述信号采集模块其余的端与一个或多个所述振动传感器相连；

其特征在于：

所述振动测试仪还包含定位装置，

所述定位装置一端连接到所述工作电压输出端；一端连接所述控制模块，与所述控制模块进行双向通讯。

2.一种振动测试仪，包含电源系统、控制模块、人机交互模块、信号采集模块、网络传输模块、以及一个或多个振动传感器，

所述控制模块与所述电源系统、所述信号采集模块、所述人机交互模块、和所述网络传输模块分别连接，与上述诸模块进行双向通讯；

所述电源系统的工作电压输出端同时连接所述控制模块、所述人机交互模块、所述信号采集模块、和所述网络传输模块；

所述网络传输模块其余一端通向所述振动测试仪外部，与振动测试仪外部的爆破振动监测数据中心进行双向通讯；

所述信号采集模块其余的端与一个或多个所述振动传感器相连；

其特征在于：

所述振动测试仪还包含所述定位装置和照相装置，

所述定位装置一端连接到所述工作电压输出端；一端连接所述控制模块，与所述控制模块进行双向通讯；

所述照相装置一端连接到所述工作电压输出端；一端连接所述控制模块，与所述控制模块进行双向通讯。

3.按照权利要求1或2所述的振动测试仪，其特征在于：

所述定位装置包含电子开关、定位信息接收装置、和接口电路，

所述电子开关一端连接所述电源系统的所述工作电压输出端；一端连接所述控制模块；其余一端连接所述定位信息接收装置；

所述定位信息接收装置一端连接所述电子开关；另一端连接所述接口电路；

所述接口电路一端连接所述定位信息接收装置；另一端连接所述控制模块。

4.按照权利要求2所述的振动测试仪，其特征在于：

所述照相装置包含电子开关、影像采集装置、和接口电路，

所述电子开关一端连接所述电源系统的所述工作电压输出端，一端连接所述控制模块，其余一端连接所述影像采集装置；

所述影像采集装置一端连接所述电子开关，另一端连接所述接口电路；

所述接口电路一端连接所述影像采集装置，另一端连接所述控制模块。

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