水下爆破振动信号测量系统设计与实现

发布时间：2020-02-16 07:09

【摘要】：随着海洋资源的开发利用和海洋经济的迅猛发展,水下爆破技术被广泛地应用于海港开发,航道整治,水下建筑物拆除等水下工程建设项目中。水下爆破产生的地震波会对周围环境造成很大影响,如果爆破作业周围有地下洞室、大坝和桥梁等较重要的建筑物,需要利用一定的技术和手段对水下爆破振动信号进行直接测量。通过对获得的大量基本数据进行分析、归纳,可以为水下爆破工程提供依据,以便于充分利用炸药能效比、控制爆破强度、降低对周围环境的危害。因此,对水下爆破振动信号进行测量和研究,具有实际应用价值和现实意义。本课题为XX重大基础研究项目“深水岩石爆破技术与施工方法研究”的“水下爆破振动自主测试技术研究”子课题,研制了一种用于对水下爆破振动信号进行测量的系统。本文在分析国内外传统爆破振动监测方法的基础上,根据系统设计要求,确定了系统总体测量方案。本测量系统由若干数据采集器和上位机软件构成。数据采集器包含ARM处理单元,以及传感器、模数转换、存储、数据通讯和电源等模块。本文对数据采集器的各部分硬件进行了详细的设计,通过编制相关嵌入式软件,实现了对水下爆破振动信号进行自主采集、存储以及以太网通讯的功能。本文利用Visual Studio开发工具设计了基于Windows平台的上位机软件,通过以太网与采集器进行通讯,达到对数据采集器进行参数配置,以及对振动信号进行提取、显示和保存的目的。论文最后介绍了传感器标定、系统功能测试和在上海XX港口进行现场测试的情况,并对结果进行分析。测试结果表明,系统性能及技术指标满足科研任务书要求。目前系统已交付,并应用于科研工作中。
【图文】：

国家已投入大量资源进行海底地震仪的研制和应用研究，我国在这方面的工作尚处于初逡逑步发展阶段ｔＷ。不同国家和地区研制出的ＯＢＳ工作原理差异不大，美国一改进型德逡逑克萨斯ＯＢＳ为例，海底地震仪的结构如图１．２所示。海底地震仪工作于海底，因此密封逡逑在耐压的玻璃球内，而且有专口的释放和回收装置。整个系统由核必ＣＰＵ进行控制，逡逑用堘电池组为其供电，通过Ｈ个方向互相垂直的检波器和一个水中检波器来获取振动信逡逑号，经过Ａ／Ｄ转换后将数据存入磁带机。ＯＢＳ主要用来在活动期间探测所有地震事件，逡逑并记录下相关数据，通常持续时间可达一周或数月不等。地震仪用到多路传感器同时采逡逑样，便精确地测量地震信号，，要求传感器的工作频带范围从几百分之一到数百赫兹ＩＷ。逡逑逦逦＾逦回收巧良巧标逡逑水中化巧检波巧逦一一逦＾全向无巧电借标逡逑逦逦巧巧巧巧逦逦逡逑Ｃ－４４总巧逡逑Ｉ逦—Ｊｆ逦

水下爆破振动信号测量系统设计与实现逡逑ｍ－ＥｊＰｆ邋：；舍：．－＿、《逡逑图１．１成都交博Ｌ２０爆破监测仪实物图逡逑目前，用于海底地震波监测的系统是ＯＢＳ邋（ＯｃｅａｎＢｏｔｔｅｍ邋Ｓｅｉｓｍｏｍｅｔｅｒ），它将检波逡逑器放置在海底来观测海底地震波，主要用于观测天然地震引起的地震波。美国、日本等逡逑国家已投入大量资源进行海底地震仪的研制和应用研究，我国在这方面的工作尚处于初逡逑步发展阶段ｔＷ。不同国家和地区研制出的ＯＢＳ工作原理差异不大，美国一改进型德逡逑克萨斯ＯＢＳ为例，海底地震仪的结构如图１．２所示。海底地震仪工作于海底，因此密封逡逑在耐压的玻璃球内，而且有专口的释放和回收装置。整个系统由核必ＣＰＵ进行控制，逡逑用堘电池组为其供电，通过Ｈ个方向互相垂直的检波器和一个水中检波器来获取振动信逡逑号
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB41

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本文编号：2580049