專利名稱：振動測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及爆破振動監測領域，尤其涉及對一種可實時監控 爆破振動效果的振動測試儀的改進。
背景技術：
隨著爆破技術在城市高層建筑的巖石地基開挖、巖體中地鐵隧道 和站場施工、其他地下結構的建設以及各種拆除工程中的廣泛采用， 爆破對環境的影響日益突出。爆破振動嚴重時可能使建筑物受到影 響，甚至導致建筑物的損壞。因此，對爆破振動的分析研究也成為人 們日益重視的問題。
Profound的VIBRA系統是一種能監測爆破產生的振動、并可對 振動造成的建筑物和敏感設備的損害進行風險評估的系統。專利申請 文件200810018785.X提供了一種應用于土木結構領域的、可對高聳 結構進行無線遠程監測的裝置。該裝置可通過GPRS將高聳結構在地 震或風荷載作用下產生的振動數據實時的傳送到數據中心進行分析。
上述兩種技術方案的結合，可實現對爆破產生的振動數據的記錄 與遠程實時傳輸。但仍然無法對爆破點的地理位置信息進行收集，這 就無法結合爆破區域的地質條件、周邊建筑等環境信息對爆破振動情 況進行全面的分析，從而其數據分析結果存在一定的漏洞，并無法為 類似爆破的爆破方案提供修正依據。除此之外，由于測振裝置只將振 動數據傳輸到數據中心，因此，數據中心無法自動區分各個測振裝置 傳回的振動數據，這就導致數據中心無法同時監測多個爆破點的振動 情況，從而無法形成大規模、網絡化的爆破振動監測系統。 發明內容
本實用新型的目的在于解決上述現有技術的缺陷，提供一種可記 錄并實時傳輸爆破點特征信息的振動測試儀，旨在結合爆破區域的特 征信息對爆破的振動情況進行全面的分析，為完善爆破方案提供依據；并利用這些特征信息區分各爆破點的振動測試儀傳輸到爆破振動 監測數據中心的振動數據，為實現大規模、網絡化的爆破振動監測系 統提供技術支持。
本實用新型的技術目的可通過以下技術方案一實現 該振動測試儀包括電源系統、控制模塊、人機交互模塊、信號采 集模塊、網絡傳輸模塊、和一個或多個振動傳感器。其中，控制模塊 與電源系統、信號采集模塊、人機交互模塊、和網絡傳輸模塊分別連 接，并與上述諸模塊進行雙向通訊。電源系統的工作電壓輸出端同時 連接控制模塊、人機交互模塊、信號采集模塊、和網絡傳輸模塊，向 上述諸模塊供電。網絡傳輸模塊其余一端通向振動測試儀外部，與振 動測試儀外部的爆破振動監測數據中心進行雙向竭訊。信號采集模塊 其余的端與一個或多個振動傳感器相連。
上述振動測試儀尤其還包含定位裝置。定位裝置的一端連接電源 管理模塊的工作電壓輸出端；另一端連接控制模塊，與控制模塊進行 雙向通訊。
該技術方案的好處在于，引入定位裝置用于獲取爆破點的地理位 置信息，為結合地質條件等環境信息綜合分析爆破振動數據提供了技 術手段，進而為爆破方案的修正與完善提供了依據。并且，將定位裝 置采集到的地理位置信息與振動傳感器采集到的振動數據對應起來， 使得振動監控數據中心得以區分各爆破點的振動測試儀傳回的振動 數據，這就為實現規模化、網絡化爆破振動監測系統提供了技術手段。 本實用新型的技術目的還可通過以下技術方案二實現 該振動測試儀包括電源系統、控制模塊、人機交互模塊、信號采 集模塊、網絡傳輸模塊、和一個或多個振動傳感器。其中，控制模塊 與電源系統、信號采集模塊、人機交互模塊、和網絡傳輸模塊分別連 接，并與上述諸模塊進行雙向通訊。電源系統的工作電壓輸出端同時 連接控制模塊、人機交互模塊、信號采集模塊、和網絡傳輸模塊，向 上述諸模塊供電。網絡傳輸模塊其余一端通向振動測試儀外部，與振 動測試儀外部的爆破振動監測數據中心進行雙向通訊。信號采集模塊 其余的端與一個或多個振動傳感器相連。 .上述振動測試儀尤其還包含定位裝置和照相裝置。定位裝置的一 端連接電源管理模塊的工作電壓輸出端；另一端連接控制模塊，與控 制模塊進行雙向通訊。照相裝置的一端連接電源管理模塊的工作電壓 輸出端；另一端連接控制模塊，與控制模塊進行雙向通訊
該技術方案基于技術方案一，在振動測試儀包含定位裝置的基礎 上，還包含照相裝置。照相裝置可選取爆破點周邊的標志性建筑，例 如高塔、高樓等，來獲取爆破點影像信息。這些影像信息可作為地理 位置信息的佐證，補充說明爆破區域的地質條件、周邊建筑等環境信 息。并且，將影像信息與獲取影像信息的時刻對應，還能從直觀上輔 助說明爆破振動的效果。
上述兩種技術方案中的定位裝置進一步可包含電子開關、定位信 息接收裝置、和接口電路。其中，電子開關一端連接電源系統的工作 電壓輸出端， 一端連接控制模塊，其余一端連接定位信息接收裝置。 定位信息接收裝置一端連接電子開關，另一端連接接口電路。接口電 路一端連接定位信息接收裝置，另一端連接控制模塊。這就實現了控 制模塊對定位裝置工作過程的控制、以及與定位裝置的數據交互。該 技術方案的好處在于 一方面，所述控制模塊通過對所述電子開關的 控制，實現了對定位裝置供電電源的控制，從而避免了在無需定位裝 置工作時，定位裝置對振動測試儀電能的損耗，提高了振動測試儀所 儲能量的有效利用率；另一方面，通過所述接口電路將定位信息接收 裝置中采集到的地理位置信息輸出到所述控制模塊，實現了對爆破點 地理位置信息的記錄。
上述技術方案二中的照相裝置進一步可包含電子開關、影像采集 裝置、和接口電路。其中，電子開關一端連接電源系統的工作電壓輸 出端， 一端連接控制模塊，其余一端連接影像采集裝置。影像采集裝 置一端連接電子開關，另一端連接接口電路。接口電路一端連接影像 采集裝置，另一端連接控制模塊。這就實現了控制模塊對照相裝置工 作過程的控制、以及與照相裝置的數據交互。該技術方案的好處在于 一方面，控制模塊通過對電子開關的控制，實現了對照相裝置供電電 源的控制，從而避免了在無需照相裝置工作時照相裝置對振動測試儀電能的損耗，提高了振動測試儀所儲能量的有效利用率；另一方面， 接口電路將影像采集裝置采集到的模擬的影像信息，轉換為數字信號 輸出到控制模塊，實現了振動測試儀對爆破點影像信息的記錄。
圖1為本實用新型包含定位裝置的振動測試儀的組成框圖； 圖2為本實用新型中定位裝置的構瑪框圖3為本實用新型包含定位裝置和照相裝置的振動測試儀的組成 框圖4為本實用新型中照相裝置的構成框圖5為包含本實用新型振動測試儀的爆破振動監測系統的總體組 成框圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案做進一 步詳細說明。
本實用新型提供一種可記錄并實時傳輸爆破點特征信息的振動 測試儀。該振動測試儀100包含電源系統103、控制模塊101、人機 交互模塊102、信號采集模塊105、網絡傳輸模塊106、定位裝置107、 和一個或多個振動傳感器104，如圖1所示。其中，控制模塊101與 電源系統103、信號采集模塊105、人機交互模塊102、網絡傳輸模塊 106、和定位裝置107分別連接，并與上述諸模塊進行雙向通訊。電 源系統103的工作電壓輸出端31同時連接控制模塊101、人機交互模 塊102、信號采集模塊105、網絡傳輸模塊106、和定位裝置107，向 上述諸模塊供電。網絡傳輸模塊106的其余一端通向振動測試儀100 外部，與其外部的爆破振動監測數據中心300進行雙向通訊。信號采 集模塊105其余的端與一個或多個振動傳感器104相連。
定位裝置107的引入，實現了對爆破點地理位置信息的獲取，為 結合地質條件等環境信息綜合分析爆破振動數據提供了技術手段，進 而為爆破方案的修正與完善提供了依據。并且，將定位裝置107采集 到的地理位置信息與振動傳感器104采集到的振動數據對應起來，使 得振動監控數據中心得以區分各爆破點的振動測試儀IOO傳回的振動
7數據，這就為實現規模化、網絡化爆破振動監測系統提供了技術手段。
上述定位裝置107進一步可包括電子開關71、定位信息接收裝置 72、和接口電路73，如圖2所示。其中，電子開關71的一端連接電 源系統103的工作電壓輸出端31， 一端連接控制模塊101，其余一端 連接定位信息接收裝置72。定位信息接收裝置72 —端連接電子開關 71，另一端連接接口電路73。接口電路73—端連接定位信息接收裝 置72，另一端與控制模塊101相連，向控制模塊101發送爆破點的地 理位置信息。
上述定位裝置107的工作過程可描述為-
電子開關71由控制模塊101控制。當控制模塊101控制使得電 子開關71閉合時，電源系統103向定位信息接收裝置72持續地供電， 定位裝置107開始工作。控制模塊101通過接口電路73向定位信息 接收裝置72發送控制信號，使其開始獲取爆破點的地理位置信息。 當上述地理位置信息獲取完畢后，定位信息接收裝置72將該信息通 過接口電路73發送到控制模塊101內的緩存單元中。
上述定位信息接收裝置72可取為手機基站定位信息接收裝置、 蜂窩式定位信息接收裝置、GPS定位信息接收裝置、北斗定位信息接 收裝置、伽利略定位信息接收裝置、或者GLONASS定位信息接收裝 置中的一種或若干種。不同的爆破場所，對應的適用的定位信息接收 裝置也有所不同；不同的監測需求，對所選定位信息接收裝置72的 定位精度的要求也不同。該技術方案使得本實用新型包含定位裝置 107的振動測試儀具有更廣泛的適用范圍。
本實用新型的振動測試儀100還可包含電源系統103、控制模塊 101、人機交互模塊102、信號采集模塊105、網絡傳輸模塊106、定 位裝置107、照相裝置108、和一個或多個振動傳感器104，如圖3 所示。其中，控制模塊101與電源系統103、信號采集模塊105、人 機交互模塊102、網絡傳輸模塊106、定位裝置107、和照相裝置108 分別連接，并與上述諸模塊進行雙向通訊。電源系統103的工作電壓 輸出端31同時連接控制模塊101、人機交互模塊102、信號采集模塊 105、網絡傳輸模塊106、定位裝置107、和照相裝置108，向上述諸
8模塊供電。網絡傳輸模塊106的其余一端通向振動測試儀100外部， 與其外部的爆破振動監測數據中心300進行雙向通訊。信號采集模塊 105其余的端與一個或多個振動傳感器104相連。
該技術方案基于圖1所示技術方案，在振動測試儀IOO包含定位 裝置107的基礎上，還包含照相裝置108。照相裝置108可選取爆破 點周邊的標志性建筑，例如高塔、高樓等，來獲取爆破點影像信息。 這些影像信息可作為地理位置信息的佐證，補充說明爆破區域的地質 條件、周邊建筑等環境信息。并且，將影像信息與獲取影像信息的時 刻對應，還能從直觀上輔助說明爆破振動的效果。
上述照相裝置108進一步可包括電子開關81、影像采集裝置82、 和接口電路83，如圖4所示。其中，電子開關81 —端連接電源系統 103的工作電壓輸出端31， 一端連接控制模塊IOI，其余一端連接影 像采集裝置82。影像采集裝置82—端連接電子開關81，另一端連接 接口電路83。接口電路83—端連接影像采集裝置82，另一端與控制 模塊101相連。
上述照相裝置108的工作過程與定位裝置107的工作過程類似， 照相裝置108內部的電子開關81在控制模塊101的控制下對影像采 集裝置82供電。當控制模塊101控制使得電子開關81閉合時，電源 系統103向影像采集裝置82持續地供電，照相裝置108開始工作。 控制模塊101通過接口電路83向影像采集裝置82發送控制信號，使 其開始獲取爆破點的影像信息。當上述影像信息獲取完畢后，影像采 集裝置82將該信息通過接口電路83發送到控制模塊101內的緩存單 元中。
本實用新型的振動測試儀100，其工作過程可簡述如下 一個或諸個振動傳感器104獲取各振動監測點的振動信息，并發 送到信號采集模塊105;信號采集模塊105對振動信息進行采樣，將 振動傳感器104發送來的模擬信號轉換成數字信號發送到控制模塊 101暫存。并且，控制模塊101向定位裝置107和照相裝置108 (如 果有)分別發送控制信號，使其進入工作狀態，定位裝置107和照相 裝置108(如果有)即開始采集爆破點的地理位置信息和影像信息(如果有)；采集到的信息被定位裝置107和照相裝置108 (如果有)內 部的接口電路轉換為數字信號后發送到控制模塊101暫存。控制模塊 101將其暫存的振動信息數據、地理位置信息數據和影像信息數據(如 果有)發送至網絡傳輸模塊106，由網絡傳輸模塊106發送至振動測 試儀外部的爆破振動監測數據中心。
上述振動傳感器104可根據應用需要，選用有源振動傳感器或者 無源振動傳感器。上述網絡傳輸模塊106可選為無線網絡傳輸模塊或 者有線網絡傳輸模塊。在不同的爆破場所，適用不同的網絡傳輸單元， 這就使得振動測試儀100具有更廣泛的適用范圍。.除此之外，振動測 試儀100中還可包含黑匣子模塊，用以實現傳輸網絡不通暢時對振動 信息數據、地理位置信息數據和影像信息數據(如果有)的存儲，以 便待網絡通暢時再傳輸到振動測試儀外部。
基于本實用新型的振動測試儀，可賣現一種爆破振動監測系統。 該系統包括一個或多個振動測試儀100、 一個或多個用戶終端200、 以及爆破振動監測數據中心300，如圖5所示。其中，諸個振動測試 儀IOO通過網絡與爆破振動監測數據中心300連接，進行通訊；爆破 振動監測數據中心300與用戶終端200通過網絡連接，進行雙向通訊。
以上述爆破振動監測系統用于爆破振動監測時的工作過程為例， 描述該系統的工作過程
(1) 振動測試儀100通過其內部的一個或多個振動傳感器104 采集爆破監測點的振動數據、通過其內部的定位裝置107采集地理位 置信息數據、通過其內部的照相裝置108采集影像信息數據(如果有)， 并將這些數據以及與這些數據相對應的時間信息，通過振動測試儀 100內部的網絡傳輸模塊106，發送到爆破振動監測數據中心300。這 些振動傳感器104采集到的振動數據、定位裝置107采集到的地理位 置信息數據、照相裝置108采集到的影像信息數據(如果有)，以及 與這些數據相對應的時間信息，構成了振動測試儀100向爆破振動監 測數據中心300發送的爆破點特征信息。
(2) 爆破振動監測數據中心300內部的中央處理器接收到振動 測試儀100發送來上述數據后，結合上述地理位置信息和影像信息(如果有)對振動數據進行分析，得到振動速度、地震波主頻率等指標的
分析結果。爆破振動監測數據中心300內部的中央處理器還通過地理 位置信息和影像信息(如果有)、及其對應的時間信息，得到振動監 測的時間和地點信息。中央處理器將對振動數據的分析結果、以及該 次振動監測的時間和地點信息相對應地保存至爆破振動監測數據中 心300內部的中央數據庫，從而在中央數據庫中完備地記錄了振動發 生的時間、地點和效果，為振動效果的監測提供了全面的數據支持和 完備的監控信息。 '
(3) 中央處理器依據中央數據庫中存儲的諸指標的要求值，判 斷上述振動數據的分析結果是否均達標，并將振動數據及判斷的結果 發送到用戶終端200。若分析結果均達標，則向用戶終端200發送信 號，向操作人員提示本次爆破的振動效果合格。若分析結果不達標， 則向用戶終端200發送信號，向操作人員提示本次爆破的振動效果不 合格，并提示操作人員修改爆破方案以滿足爆破振動要求。
(4) 中央處理器還向用戶終端200發送信號，提示操作人員選 擇是否對爆破數據進行深層分析，即是否結合更多的與該次爆破相關 的信息，對振動數據進行再次分析與挖掘。若操作人員選擇繼續對爆 破數據進行深層分析，則結合例如起爆N路的網路布設、各孔的延期 時間和用藥量、爆破點的地形和地質條件、該次爆破的破碎度等信息， 對爆破振動數據進一步分析，并將分析結果存儲至爆破振動監測數據 中心300內部的專家數據庫中。這些深層分析的結果可作為修改爆破 方案的參考。
權利要求1.一種振動測試儀，包含電源系統、控制模塊、人機交互模塊、信號采集模塊、網絡傳輸模塊、以及一個或多個振動傳感器，所述控制模塊與所述電源系統、所述信號采集模塊、所述人機交互模塊、和所述網絡傳輸模塊分別連接，與上述諸模塊進行雙向通訊；所述電源系統的工作電壓輸出端同時連接所述控制模塊、所述人機交互模塊、所述信號采集模塊、和所述網絡傳輸模塊；所述網絡傳輸模塊其余一端通向所述振動測試儀外部，與振動測試儀外部的爆破振動監測數據中心進行雙向通訊；所述信號采集模塊其余的端與一個或多個所述振動傳感器相連；其特征在于所述振動測試儀還包含定位裝置，所述定位裝置一端連接到所述工作電壓輸出端；一端連接所述控制模塊，與所述控制模塊進行雙向通訊。
2. —種振動測試儀，包含電源系統、控制模塊、人機交互模塊、 信號采集模塊、網絡傳輸模塊、以及一個或多個振動傳感器，所述控制模塊與所述電源系統、所述信號采集模塊、所述人機交 互模塊、和所述網絡傳輸模塊分別連接，與上述諸模塊進行雙向通訊；所述電源系統的工作電壓輸出端同時連接所述控制模塊、所述人 機交互模塊、所述信號采集模塊、和所述網絡傳輸模塊；所述網絡傳輸模塊其余一端通向所述振動測試儀外部，與振動測 試儀外部的爆破振動監測數據中心進行雙向通訊；'所述信號采集模塊其余的端與一個或多個所述振動傳感器相連；其特征在于所述振動測試儀還包含所述定位裝置和照相裝置， 所述定位裝置一端連接到所述工作電壓輸出端； 一端連接所述控 制模塊，與所述控制模塊進行雙向通訊；所述照相裝置一端連接到所述工作電壓輸出端； 一端連接所述控制模塊，與所述控制模塊進行雙向通訊。
3. 按照權利要求1或2所述的振動測試儀，其特征在于 所述定位裝置包含電子開關、定位信息接收裝置、和接口電路，所述電子開關一端連接所述電源系統的所述工作電壓輸出端；一 端連接所述控制模塊；其余一端連接所述定位信息接收裝置；所述定位信息接收裝置一端連接所述電子開關；另一端連接所述 接口電路；所述接口電路一端連接所述定位信息接收裝置；另一端連接所述 控制模塊。 -
4. 按照權利要求2所述的振動測試儀，其特征在于 所述照相裝置包含電子開關、影像采集裝置、和接口電路， 所述電子開關一端連接所述電源系統的所述工作電壓輸出端，一端連接所述控制模塊，其余一端連接所述影像采集裝置；所述影像采集裝置一端連接所述電子開關，另一端連接所述接口 電路；所述接口電路一端連接所述影像采集裝置，另一端連接所述控制 模塊。
專利摘要本實用新型提供一種振動測試儀，包含電源系統、控制模塊、人機交互模塊、信號采集模塊、網絡傳輸模塊和一個或多個振動傳感器。尤其還包括定位裝置一端連接電源系統，一端連接控制模塊。該振動測試儀還可包含照相裝置一端連接電源系統，一端連接控制模塊。本實用新型的特征信息包括振動傳感器采集的爆破振動數據、定位裝置采集的地理位置信息、照相裝置采集的影像信息，這些信息由網絡傳輸模塊發送至爆破振動監測數據中心供分析。這就實現了對爆破點特征信息的實時收集和傳輸，從而實現了對振動效果的全面分析，并得以區分各爆破點傳到數據中心的數據，既為完善爆破方案提供了依據，又為實現大規模、網絡化的爆破振動監測系統提供技術支持。
文檔編號G01H17/00GK201331378SQ200920000510
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月6日 優先權日2009年1月6日
發明者星 劉, 張憲玉, 李風國, 顏景龍 申請人:北京銥缽隆芯科技有限責任公司