振动监测

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振动监测范文第1篇

【关键词】直升机；震动；HUMS；EC225

1.直升机振动形式

由于直升机设计及工作特性，转动部件很多，不可避免地存在振动。振动来自各种活动件，桨叶、传动机构、发动机、这些振动对机体结构产生应力，缩短部件的使用寿命，影响直升机的舒适程度，对安全威胁很大.本文主要分析来自于主桨及尾桨振动。

振动为一种快速的振荡运动。这样的振荡运动可以表述为：如左下图振动曲线，位移或振幅、频率。直升机描述旋翼系统中的振动水平，常用振动频率与旋翼旋转速率相比较。每圈一振：在旋翼旋转一周发生振动5个循环，也就是5R振动或者比率为5：1。

现代直升机通常使用了震动监控系统，可以采集到整机不同部位震动的频谱。这对于分析全机震动很直观。如右上图，可以在不同的震动频率看到振幅大小，不同频率通常指向不同的部件，震动值的突变，常可以发现部件的功能损伤失效。

2.引起振动的原因

转动部件的振动频率一般与部件的转动速度有关，而直升机上部件的转动速度各不相同，因此振动频率是识别振动来源主要指标。振动按频率一般分三类：低频振动，主要来自于主桨系统，中频振动，主要来自于尾桨系统，高频振动，主要来自于发动机和高速传动轴，一些固定频率的震动也指向特定转动附件。根据振动的幅度大小，再辅助以转动速度、飞行速度等其他因素，可以准确地找到振动的原因。

2.1低频振动

对各种主桨系统来说，最常见的振动原因是桨叶锥体偏差。锥体是指直升机所有桨叶叶尖转动轨迹都在一个平面内，首先应该在地面进行桨叶锥体的检查，合格后，再进行悬停状态的检查。一般振动可以分为两种形式：

垂直振动：是由于桨叶产生的升力不相等，即主桨锥体超标而引起，与飞行速度有直接关系，飞行速度越大，振动越大。如果振动发生在低速状态下可以通过调节变距拉杆长度来减小振动；如果振动发生在高速度状态下，调节桨叶调整片角度来减小振动值。频率匹配器失效也可产生意外震动。

横向振动：因主桨系统平衡超标而引起，与主桨转速有直接关系。如果振动随着旋翼转速的增大而增加，是展向平衡超标，应该在轻的一端加配重，通常有重量平衡片或铅沙。如果振动随着转速减小而增大，是弦向平衡超标引起桨叶后掠过大。频率匹配器设定及相位不正确，也会产生横向震动。

2.2中频振动

尾桨转速高，中频振动一般由尾桨引起。尾桨出现缺陷，中频振动值很可能超标。以下列举一些常见起因： 尾桨组件不平衡、尾减速器传动轴同轴度偏离设计值、 水平安定面连接点松动、 减速箱齿轮磨损。

2.3高频振动

高频振动是由高速运转部件产生，如发动机，有一些传动部件的转速与发动机相同，如：自由轮、飞轮机构、连接发动机与主减速箱的输入轴，进行高频振动分析时，这些部件也应被考虑为潜在起因。

3.主桨锥体校正

“打锥体”的定义就是尽量使所有主桨叶片翼尖轨迹在转动中处于同一平面上的过程。

锥体调整可以采用以下两种方法中的一种，或者同时两种：

地面锥体调整一般是通过调整变距杆的长度来实现。通常情况下的做法是将飞行控制系统以及变距杆恢复到其基准状态下，重新进行锥体检查。维护手册中通常会给出每个变距杆调整量相对于翼尖轨迹的移动变化量。调整量的单位通常为“圈“，维护手册还会注明变距杆伸长或缩短的最大允许长度。如下图欧直EC225飞机旋翼给出的固定Δi值，就是转动变距拉杆i/10圈，调整翼尖轨迹的同时还有调整了桨叶的攻角。经过这个粗调，翼尖旋转轨迹基本在同一平面了。

飞行锥体通常通过调整固定安装的调整片来实现，进行微小的锥体调整。主桨叶通常会有6到9片调整片，有二片是用来进行飞行锥体调整的，其它的都是不可调的，保持出厂时设定的状态。维护手册中会给出调整片的最大允许调整量，如EC225直升机最大调整量是正负7度。下图所示，左面的桨叶当将调整片向下扳动调整后，将会使桨叶迎角变大；右面的桨叶当将调整片向上扳动调整后，桨叶迎角变小。

桨叶后缘调整片

使用“弯板器”和量角器对调整片进行调整。弯板器必须与需要进行调整的调整片尺寸长度是一致的，这样调整时整个调整片都被扳动，而不会造成变形或裂纹。

4.尾桨叶锥体校正

应用于主桨叶锥体检查中的方法也可以应用于尾桨叶锥体检查中。尾桨叶片一般没有桨叶后缘调整片，锥体调整一般通过改变变距杆长度来实现，通过调整置于偏心的重量调整片，也能达到一定效果。

5.机载震动监控系统

大型现代直升机加装了直升机应用及监控系统（HUMS）。该系统是用来监控一些影响飞行安全的参数。其中的一部分就是探测及记录桨叶、传动机构和机体的振动水平。

图示欧直EC225，有多达23个加速度计来探测传动机构振动的幅度，频率，方向。3个探测主桨；2探测尾桨，4个探测发动机上，另外有11个探测机体振动，主要探测各个减速器、传动轴、滑油散热风扇轴的震动。

飞行后的报告对分析振动很必要，数据通常包含（下转第186页）（上接第142页）振动出现位置、振动的频率、幅度、发生的阶段、飞行速度等、有无直接后果等。下载机载CMDR上的数据至地面站分析，可以看到振动水平，与设定的阈值比较，常可以发现潜在的故障，可以大大节省排故时间，提高直升机维护的质量。如上图0.25ips黄色的提示阈值，0.35ips的红色警告阈值。一旦震动指标跨越了红色警告区，必须仔细检查飞机，判断出失效部件，进行必要的维修处理。 [科]

【参考文献】

[1]EUrocopterEC225MMAR24，2013，8.

振动监测范文第2篇

关键词 轴振动 检测点 传感器

1引言

鼓风机是大型旋转型工业设备，转轴是其核心部件，由于转速高，负荷大，是故障易发区。一旦发生故障，将危及设备和附近工作人员的安全，并造成整个生产流程的中断，带来巨大的经济损失。

振动是转轴故障的主要表现形式，在其故障发生初期，即可出现振动异常的情况。因此设置在线监测系统，对轴振动进行24小时监测，可及时发现故障，避免重大事故发生，减小事故危害性。

要保证监测系统的正常、高效的工作，检测点的正确设置就显得非常重要。选择最佳的测量点，并选用合适的测振动的传感器，才能够获取充足、可靠地设备运行状态信息，对转轴的运行状态进行正确判断。如果所得的检测信号不真实、不典型，或不能客观的、充分的显示设备的实际状态，那么整个监测系统的运行的可靠性将无法保证。

2振动的特征和测量部位

高炉鼓风机是大型旋转型机械设备，它具有转速高、转速恒定、负荷相对平稳等特征，其转轴的振动具有以下特征：1.机组轴系只有两种转速，即低速轴系的电动机转速，和高速轴系的风机转速，因此振动分析针对这两个轴系即可；2.鼓风机是一种透平机械，它的工作介质为空气，正常工作时载荷平稳，因此正常工作状态下冲击振动较少；3.鼓风机属于大功率设备，设备庞大，因此机组发生故障时，振动会表现出极强的非线性特征，一些振动故障用线性分析理论难于解释；4.鼓风机振动受高炉工况影响较大，高炉工况波动较大时，会造成风机机组剧烈振动，甚至引发设备故障；5.由于工作转速在第一临界转速以上，当一些自激频率接近机组固有频率，会引起机组的自激振动。

转轴的线性振动数学模型为：

式中 k —— 整个支座的刚度系数，N/m；

c —— 系统阻尼， N/（m/s）；

m —— 转子质量，kg。

这是一个二阶常系数线性非齐次微分方程，其解由通解和特解两项组成，即：

式中 （1）为通解，对应衰减自由振动。

（2）为特解，对应稳态强迫振动。

衰减自由振动随时间推移迅速消失，而强迫振动则不受阻尼影响，是一种振动频率和激振力同频的振动。

风机机组的振动频率与转轴转动频率的关系十分密切，因此转动频率是设备故障诊断中很重要的一个参数。机组发生故障时，根据振动频率的高低，可以粗略地判断出故障的部位。

能造成机组转轴振动失稳的因素很多，如动压轴承失稳、密封失稳、动静摩擦失稳等，失稳具有突发性，往往会带来严重危害。机组的稳定性在很大程度上决定于滑动轴承的刚度和阻尼。当系统具有正阻尼时，对振动具有抑制作用，振动会逐渐减弱；当系统具有负阻尼时，则具有激振作用；系统阻尼为零时，系统处于稳定临界状态。

为保证尽早发现故障迹象，尽量避免故障停机造成的经济损失，必须正确选择测量部位，以获得客观、真实、充分的检测信息。

通过对风机系统的构成，工作特性的分析，故障易发区及故障表现形式的分析，可将风机转轴、变速箱、电动机转自转轴确定为重点监测部位。

3测量点的确定

当设备发生故障时，其往往以一定的状态表现出来，而这些状态又包含在特定的信号中，对设备进行状态监测主要是通过获取这些信号然后进行分析，从而确定设备的故障。而要正确及时的获取这些信息，必须通过安装在测量点的传感器来完成，因此测量点选择的正确与否，传感器的选择是否合适，关系到能否对设备故障做出正确的诊断。

确定测量点数量及方向时考虑了以下几方面：（1）应是设备振动的敏感点；（2）能对设备振动状态做出全面的描述；（3）应是离机械设备核心部位最近的关键点；（4）应是容易产生劣化现象的易损点；（5）不能对设备的原工作状态产生影响。

经过对监测要求、设备结构、安装维修等方面的考虑，确定测量点分布如图所示，对于高炉鼓风机组，可以在风机转子轴径部位安装电涡流传感器，测量转子的轴振动；在电机侧安装键相传感器，测量转速；在变速箱、主电动机的轴承座部位安装加速度传感器，测量这些部位的振动加速度。

测轴振动是在一个平面内相互垂直的两个方向分别安装的两个涡流传感器，测转速的键相传感器也是涡流传感器，在电机的转轴上开出健相槽即可。

温度、油压等相关工艺参数的测量，风机制造厂家在出厂前已经设计安装好，无需另外设置。

涡流传感器选用美国本特利公司的3300 XL传感器（8mm 电涡流探头），加速度传感器选用美国PCB公司的产品，型号为608A11。将设备的振动信号检测出来后，经过抗干扰的延伸电缆，将信号传送至信号调理仪进行后续处理。

4结论

妥善设置各检测点，建立鼓风机在线监测系统，以达到监测设备运行，减少故障的目的。其所得各项数据信息，还可进一步传递到工控机，建立在线故障诊断系统，以达到了解设备的运行状态、预知故障、杜绝事故、延长设备运行周期、缩短维修时间、最大限度的发挥设备的生产潜力，节约成本的目的。

参考文献：

[1]杨国安.机械设备故障诊断实用技术[M].北京：中国石化出版社，2007，8.

振动监测范文第3篇

关键词 汽轮机轴系；振动监测系统；防干扰

中图分类号TM311 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）68-0066-02

0 引言

汽轮机轴系振动监测系统能够实时监测机组轴系在各种冲击下的振动故障、分析引起振动的原因、评判振动对轴系造成的损伤程度等，该装置是分析轴系振动干扰因素以及确保机组轴系安全运行的重要工具。

1 汽轮机轴系振动监测系统概述

1.1 汽轮机轴系振动监测系统的基本运行原理

系统运行时连续在线监测机组轴系的振动状态，同时显示汽轮机大轴的膨胀和位移等。当监测部分确定振动、位移、胀差等幅值或状态参数超过设定的阈值时，在声光报警的同时，记录各采集通道扭振发生前后的数据，并进行振动响应和安全分析。分析过程包括故障形式判定、轴系温度状态确定、轴系材料特性预调、机械力矩及电磁力矩合成、振动模型仿真和应力损伤分析等。其中振动响应的准确程度是由实测振动信号进行自适应在线调整来加以保证的，轴系两端实测值与计算值的偏差作为反馈，经参数辩识可得正确的响应模型。

1.2 汽轮机轴系振动监测系统的特点

汽轮机轴系振动监测系统主要具有如下几个方面的特点：

第一，采用多微机技术实现全部自动监测，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、免维护、测量结果显示形象直观等优点；

第二，振动直接测量部分具有高速数据采集处理及干扰自动识别消除功能；

第三，振动响应模型具有良好的参数预调和自适应特性；

第四，采用雨流法简化载荷历程、循环计数、局部应力应变及疲劳损伤分析准确性高；

第五，原始数据永久保留，可供重复分析，另外数据管理系统提供及时查询服务；

第六，系统自动完成各种操作，无需运行人员介入。

2 汽轮机轴系的干扰因素剖析

汽轮机轴系的干扰因素可以概括归纳为人为因素、机器因素两个方面的干扰。其中人为因素多表现为人员现场经验不足，考虑不够周全以及电缆敷设走向不合理、不规范等；机器因素主要表现为轴系设备接地，其中包括现场电缆接地、信号电缆屏蔽多点接地、TSI轴系设备内部接地 、轴系设备机柜处电缆屏蔽接地以及探头延伸电缆外皮接地等。以下就分别对汽轮机轴系的干扰因素的确认进行说明。

1）现场电缆接地。将每个通道至就地电缆接线甩开,用摇表测电缆对地绝缘，检查有无接地现象；2）探头延伸电缆外皮接地。利用停机机会，检查延伸电缆外观情况，做好绝缘包扎，重新固定延伸电缆，改变电缆走向，检测电缆外皮有无接地现象；3）电缆敷设走向不合理、不规范。检查电缆走向，下面或周围是否有动力电缆存在；4）轴系框架设备、机柜接地。检查框架设备及机柜接地情况；5）TSI轴系设备内部接地。测试TSI各接地端接地情况；6）轴系设备机柜处电缆屏蔽接地。检查每个通道电缆屏蔽焊接情况，接地是否牢固可靠，检查接地情况；7）轴系设备附近存在大的干扰源。调历史趋势，设备受到干扰时，是否有相关设备正在启停；8）前置器外壳接地。现场检查测试每个前置器，检测是否存在接地情况；9）设备电源干扰。采用UPS单独供电，检测干扰情况是否仍然存在；10）信号电缆屏蔽多点接地。将电缆屏蔽接地甩开，摇电缆屏蔽是否有接地现象。

3 汽轮机轴系振动监测系统的防干扰应用分析

3.1 探头延伸电缆外皮接地干扰的处理

利用汽轮机轴系振动监测系统检测延伸电缆接头部位热缩管老化、松动，部分延伸电缆接头露出与汽轮机金属部位接触等状况。将所有延伸电缆旧的热缩管去掉，清理接头内的积油，清理干净后，延伸电缆接头重新用耐油热缩管缩封，防止热缩管在高温和油的浸泡下老化，外部采用绝缘带缠绕。检查测量延伸电缆是否有磨破、划伤部位，发现及时处理。将探头电缆重新固定，防止电缆振动或在油的冲刷下磨破绝缘，再次出现接地。固定电缆时远离高温部位和转动部位，防止烧坏电缆或转动部位磨坏电缆。

3.2 轴系设备附近存在大的干扰源的处理

首先对TSI系统监测参数值报警原因进行现场深入分析排查,通过分析历史站趋势数据及做大量的干扰试验，在排除监测参数实际越限报警，确定是TSI系统存在干扰的情况下。利用汽轮机轴系振动监测系统确定干扰源是否主要来自安全门保护上线圈失电时产生的长时间继电器接点拉弧干扰和当操作凝结水再循环到除氧器电动门时干扰。通过检查凝结水再循环到除氧器电动门电缆走向发现其动力电缆与TSI电缆相距很近，组织人员重新布置电缆，远离TSI电缆。根据安全门控制回路的实际情况，对安全门控制回路进行了改造，消除接点拉弧现象。

3.3 轴系设备、机柜接地干扰的处理

用多种方法测量机柜接地情况，如果发现机柜与相邻的继电器柜相连，而且测定的电阻值非常小的话，说明轴系设备与固定机柜的槽钢相通。采用环氧树脂板将机柜与继电器柜隔开，在TSI机柜底部垫绝缘胶皮将机柜与槽钢，隔开。在轴系设备底部垫绝缘胶皮与机柜隔开，然后用摇表对机柜与槽钢、机柜与继电器柜、TSI装置与TSI机柜的绝缘状况进行测量，看其是否符合单端接地的要求。

3.4 TSI轴系设备内部接地干扰的处理

利用汽轮机轴系振动监测系统对每个通道接地端进行检测，检查每块板件的接地端与汽轮机轴系框架的接地端是否相连通，检测各通道的电缆屏蔽是否接地和处于悬浮状态以及是否符合电缆屏蔽单端接地的要求。

4 结论

利用汽轮机轴系振动监测系统可以对汽轮机轴系振动的相关干扰因素进行有效的分析，在确定汽轮机轴系振动干扰因素的基础上，采取有针对性的举措来有效控制这些干扰因素对汽轮机轴系振动的影响，从而有效确保汽轮机轴系安全稳定的运行。

参考文献

[1]李宏斌.汽轮机轴系振动在线监测与故障诊断系统[J].汽轮机技术，2007(11).

振动监测范文第4篇

由不同原因和不同部位而产生的故障，这些故障产生的振动反映了不同的特征，或者频率成分变化，相位差别、波形形状和能量分布状况等。通过检测振动信号，我们发现振动性质和特征不仅与故障有关，还与系统的固有属性有关，比如同一故障发生在不同部位，故障激励传递通道不同，这样就导致其振动特征和响应会有不同，这样我们可以建立不同的响应算法，最后能得到较准确地判断故障位置。

轧钢机械的常见故障及其诊断方法

旋转机械常见的故障,根据转子式和振动性质的不同,可以分为:转子不平衡、转子不对,基部或组装松散、转子和定子摩擦,感应电机振动、滚动轴承故障，齿轮机构的振动等等。

旋转机械中最常见的故障就是不平衡。不平衡产生的原因是多方面的，如安装偏心度差，这样造成与宽松的轴装配松动。往往松动常和不平衡会一起产生，这种数学关系表现为非线性的振动特征。地脚松动引起的振动，在这个方向特征很明显，一般是垂直方向的振动强烈，其他方向不明显。如果是零件配合松动，那么这样引起的振动，表现在方向上的特征并不明显。

电动机是一种典型的旋转机械，在机械故障的表现方面具有旋转机械的共同特点，如存在转子不平衡，转子不对中、松动、摩擦等故障类型。电机的振动故障特点包括机械和电气两方面，机械方面的振动故障，例如转子与定子间磁隙不均匀导致电机的异常振动，电压不稳定或者匝短路等也会造成电机的振动异常。电气方面的振动故障表现为：当突然给电机断电，振动立即停止，通过这一点，我们可以判断存在电气方面的故障，当突然给电机断电，振动不会立即停止，则属于机械故障。

滚动轴承旋转机械转子系统包括外圈、内圈，保持架等组件。对滚动轴承振动诊断的分析方法是：滚动轴承的每个部件都有它自己的故障特征频率。滚动轴承的故障特征频率(简化计算)为：内圈通过频率F=0.6Z-Fr，外圈通过频率F=0.4Z•Fr，保持架通过频率F：0.4Fr，其中z为滚动体个数，n为轴承内圈回转频率。

齿轮是轧钢机械重要的组成部分，它的运行状态直接影响轧钢机组的正常工作。根据统计抽样结果表明，齿轮损坏的概率：齿面磨损、齿根断裂分别占41%和31%。先看看啮合频率和振幅波动；二是看啮合频率谐波分布；三是看变频，齿轮故障使的振动能量增加，边缘频率、幅度也增加，在齿轮箱的各种配件中，失败的比率60%，可见在各部分的比例最大的是齿轮故障，由于负载波动幅度调制而产生的旋转速度波动。通过振动诊断判别齿轮状态，最有效的方法是分析齿轮振动功率谱的变化，其次分析倒频谱。

实例诊断分析

现对轧机振动状态的检测主要基于振动传感器，数据采集，软件等现有设备，以连轧厂为例，应用振动故障诊断技术对其进行了全面的分析和诊断。

振动监测范文第5篇

本文介绍了某铁路潘家圪塄隧道穿越民房施工时爆破振动测试技术，就爆破振动对民房结构造成的影响进行了评价，并结合爆破振动测试结果，提出了爆破振动控制标准及隧道施工的爆破振动控制技术措施。

关键字：隧道施工；爆破振动；振动监测；爆破振动控制

中图分类号：U455文献标识码： A

1.引言

近年来，随着铁路建设的不断推进，铁路线路难以避免要穿越村庄及建筑物，这种现象在山区铁路建设中更加常见。隧道穿越村庄及建筑物施工时，常采取相关工程措施避免引起安全事故，但由于采用钻爆法施工的隧道，爆破施工振动的影响不可避免，采用爆破开挖会对建筑物造成一定的影响[1]。尤其在建筑物等级不高的地区，建筑物常常容易被损坏，爆破施工会引起一些安全问题甚至民事纠纷。隧道近临或穿越民房施工时，有必要对隧道施工爆破振动进行测试，以确保施工安全，同时也为类似工程提供借鉴。

2.工程概况

潘家圪楞隧道全长2547米，单洞双线Ⅰ级铁路隧道，是某铁路重点工程。隧道位于鄂尔多斯市准格尔旗境内，隧道所经地区属低丘陵区，地形起伏大，冲沟发育。隧道进、出口端坡度较缓，洞身、出口端覆盖砂质黄土较厚，进口端覆盖砂质黄土较薄。隧道主要穿越风积砂质黄土、全~弱风化砂岩泥岩互层，地层主要以软弱围岩为主。地下水主要为基岩裂隙水，接受大气降水及地表水的下渗补给，属弱富水区，隧道范围内无影响工程的不良地质。

隧道穿越风积砂质黄土段开挖支护采用CRD工法分部闭合施工，分段拆除临时支撑；普通段采用三台阶法、环形开挖预留核心土法。隧道近距穿越鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇岱沟村、潘家圪楞村民房，对应隧道设计里程为DK124+900~DK125+100，长约200m，村庄与隧道平面位置关系如图1。

图1潘家圪楞隧道与村庄位置关系图

3.地表建筑物现状

为分析隧道施工对村庄民房的影响，对隧道施工范围内民房结构现状进行了调查，房屋结构特征见下图：

（a） 窑洞内景 （b） 窑洞内掉土

（c）砖房内景 （d）屋檐顶部掉皮

图2潘家圪楞隧道附近村庄民房结构图

调查发现，该区地面建筑物主要有窑洞与普通砖房。窑洞主要分为两类，一类窑洞还在使用中，目前还有村民常年居住，窑洞稳定条件较好；另外一类已经废弃或作为储藏用，长年无人修缮，结构较差，出现了掉皮、裂缝、洞顶掉块等现象。窑洞新生裂缝很少，裂缝主要有三种形式：横向裂缝、纵向裂缝、竖向裂缝。隧道附近村庄民房主要为砖房，一般采用简易砌体结构，主要建筑物材料为砖与砂浆，大多数房屋地基未做处理，房屋主要为一层砖房。该区民房裂缝较普遍，主要分布在墙角、屋顶楼板与楼板相连接处、暖通管道与墙体连接处，墙外裂缝主要分布在楼板与砖墙连接处，烟囱等与墙体连接处。

分析造成这些裂缝的主要原因有：窑洞本身结构较差，修建条件和方法不恰当；排水设施不良，因降雨影响造成的裂缝；本区属高寒地区，温度变化较大，温度变化容易造成裂缝；部分窑洞常年废弃，未加修缮和管理，窑洞修建年代久远，稳定性随时间不断降低，造成了掉皮、掉块情况；窑洞抗震性能差，隧道施工爆破振动影响。造成这些问题的原因与建筑材料、施工方法、修缮维护、隧道近距离爆破施工等均有关系。从安全的角度考虑，应对隧道施工爆破振动对房屋造成的影响进行监测，优化爆破振动施工方法，确保房屋及人员安全。

4.隧道施工爆破振动测试

4.1测试原理及仪器设备

（1）测试原理

爆破振动测试原理及过程流程图如图3所示。

图3 爆破振动测试原理图

爆破振动测试的基本原理[2]是：由于炸药在岩（土）中的爆炸作用，使安装布置在监测质点上的传感器随质点振动而振动，使传感器内部的磁系统、空气隙、线圈之间作相对的运动，变成电动势信号。电动势信号通过导线输入可变增益放大器将信号放大，进入A/D转换，再通过时钟、触发电路，同时也通过存储器信号保护。再通过CPU系统输入计算机，采用波形显示和数据处理软件进行波形分析和数据处理。

（2）爆破振动记录仪

监测采用四川望工业自动化控制技术有限公司研制的MINI动态信号分析仪，见图4。

图4MINI动态信号分析仪

（3）速度传感器

传感器采用四川望工业自动化控制技术有限公司研制的BR-TT-1A型振动速度传感器，见图5、图6。

图5 水平速度传感器 图6 垂直速度传感器

4.2爆破振动测试方法

（1）传感器安装

采用石膏粉将传感器粘结在岩石表面或地表现浇混凝土墩台上，垂直向传感器安装时应调至与地面垂直，水平速度传感器的安装应与水平面平行，径向水平传感器应该水平指向爆心，三个传感器应安装在一起，构成一个关于爆心的三维直角坐标系，见图7。

图7 速度传感器的安装

（2）爆破振动信号采集

在爆破前，首先进行振动信号采集仪器测试，具体做法是在传感器附近轻击地面，观察信号记录仪的记录情况，若显示屏幕上出现数据记录、保存这一过程时，表明信号记录仪工作正常。仪器信号采集测试正常后，等待隧道施工爆破，待隧道爆破结束，记录仪器完成数据保存即可关闭仪器。

（3）数据处理

爆破振动测试动态信号记录仪通过信号接收通道将传感器采集到的速度信号记录在仪器内存中，保存的数据通过软件BR-Mini软件对数据读取并处理。

图8 BR-Mini软件数据处理图

4.3 爆破振动测试结果

潘家圪塄隧道穿越村庄施工爆破参数如下表：

表1 潘家格楞隧道施工爆破参数表

炮眼孔径 50mm 雷管段别 1、3、7、9、13

孔深 2.0m 炮孔数量 110个

单孔药量 0.545kg 最大单响药量 2.4 Kg

总装药量 72 kg 其他

分别对潘家圪塄隧道施工过程中的爆破振动进行测试，结果如下：

图9 爆破振动速度测试结果图

由上图可看出，隧道施工产生的最大爆破振动速度分别为29.99mm/s、34.20mm/s。由于施工采用毫秒延时雷管爆破，从波形图上可看出，爆破振动速度最大值产生在第一段雷管爆破时，毫秒延时爆破每段别都产生了较大的振动速度。由爆破施工产生的振动速度持续时间约980ms，爆破振动速度随着振动传递时间延长不断衰减。

5.隧道穿越民房爆破振动控制措施

5.1爆破振动控制标准

爆破振动控制标准参照《爆破安全规程》（GB6722-2003）[3]，该标准规定的爆破振动安全判定指标以振动频率和振动速度为依据（表2）。

表2 爆破振动安全允许标准

序号 保护对象类别 安全允许质点振动速度V（cm/s）

f≤10Hz 10Hz≤f≤50Hz f>50Hz

1 土窑洞、土坯房、毛石房屋 0.5～1.0 0.7～1.2 1.1～1.5

2 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 2.0～2.5 2.3～2.8 2.7～3.0

注1：表列振动频率为主振频率，系指最大振幅所对应的频率。

注2：频率范围根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率是亦可参考下列数据：硐室爆破

5.2隧道施工爆破振动对民房的影响评价

潘家圪塄隧道穿越民房施工过程中，最大爆破振动速度为34.20mm/s，依照上述爆破振动控制标准，该隧道施工时，爆破振动速度超过安全允许值，施工过程中须优化爆破设计，控制爆破振动对地表民房的影响。

5.3隧道穿越民房爆破振动控制措施

（1）控制单段最大药量

为了达到减振的效果，优先选用毫秒延迟爆破进行施工，同时应严格控制微差爆破单段最大装药量，优化后单段最大药量调整至1.2kg。

（2）采用合理的隧道开挖方法

隧道穿越民房爆破施工时，优先采用微台阶法。微台阶采用小循环进尺施工，施工进尺调整为1.0m/循环，进尺小则循环爆破方量小，一次爆破用药量小，从而减小爆破振动效应。

（3）分区爆破

开挖掌子面按照开挖台阶分割成不同的区域，爆破时按分区分别装药，单区域总装药量减少。分区爆破时采用微差爆破，同时优化炮孔的线形布置和起爆顺序，不但能尽量减少微差爆破单段最大药量，而且还使布置炮孔简单、炮孔参数准确、临空面好，可提高炸药能量利用率，从而达到减震效果。

（4）优化掏槽形式

隧道施工时宜采用楔形掏槽，并且为减少掏槽孔爆破对隧道顶板围岩的振动扰动，将掏槽孔布置在距拱顶较远的区域。

6.结论

（1）隧道近距离穿越村庄及民房施工时，爆破振动房屋结构有影响，在施工过程中，应采取合理的技术方法对爆破振动进行测试，为优化施工提供合理的数据依据。

（2）隧道施工时采用控制单段最大装药量、微台阶法、分区爆破、楔形掏槽的综合施工措施，能有效控制爆破振动对地表房屋的影响。

[1]曹孝君,张继春,吕和林. 隧道掘进爆破引起地表震动的数值模拟与现场监测分析[J]. 中国公路学报, 2007,20(2):87-91.