2022年隧道施工监控系统方案 .pdf

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1、成都中科测控有限公司I 公路隧道动静态数据一体化监控系统方案成都中科测控有限公司名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 1 - 1、隧道施工监测技术要求及工程原理. - 2 - 2. 实现方法 . - 4 - 3、 项目构成 . - 5 - 3.1 视频监控 . - 6 - 视频监测设计原则 . - 8 - 功能描述 . - 8 - 视频监测总体描述 . - 9 - 视频监测方案优势和特点 .

2、- 11 - 系统详细设计方案 . - 11 - 3.2 洞内振动速度监测和土压力检测 .- 16 - 多通道振弦采集仪.- 16 - 振弦式土压力盒 .- 18 - 钢筋应力计 .- 19 - TCD108型 多通道爆破测振仪 .- 20 - 超低频三维宽带振动速度传感器.- 23 - 专用无线路由中继器 .- 24 - HB-2000P工业控制计算机 .- 27 - 液晶显示器三星（SAMSUNG ）2243BW+ 液晶显示器 .- 29 - 3. 3隧道断面检测 .- 30 - 4、 监控系统和监控目的.- 32 - 5、监测的原则.- 33 - 6、监控网的布设 .- 34 - 7、监

3、测频率和检测精度.- 35 - 8、监测依据 .- 36 - 9、材料清单 .- 36 - 10、质保与售后服务 .- 37 -名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 2 - 公路隧道监控系统研究方案1、隧道施工监测技术要求及工程原理 施工监测应按照JTJ042-94公路隧道施工技术规范进行监测，根据本隧道情况，施工监测必测的项目有：地质与支护状况观察，拱顶下沉、周边位移。选测项目可根据施工实际

4、情况适当增减，其中地表下沉在洞口、浅埋和偏压段应作为必测项目，各项位移量的容许值应在施工中根据实际情况，参照有关规范确定。 施工中应将围岩监控量测与地质调查作为一道重要工序纳入到整个施工过程中，通过监控量测数据调整支护参数及确定二衬施做时机。在施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以铁路隧道喷锚构筑法技术规则（TBJ108-92）的级管理制度作为监测管理方式。监测管理表管理等级管理位移施工状态30nUU可正常施工3230nnUUU应注意，并加强监测032UUn应采取加强支护等措施表中： U0实测位移值； Un允许位移值。Un的取

5、值，也就是监测控制标准。根据以往类似工程经验、有关规范名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 3 - 规定及招标文件的要求，提出控制基准见下表。监测控制标准表序号监测项目控制标准1 地表及建筑物沉降30 mm 2 拱顶下沉45 mm 3 净空收敛30 mm 根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在级管理阶段监测频率可适当放大一些；在级管理阶段则应注意加密监测次数；在级管理阶则应密切关注，加强

6、监测，监测频率可达到12 次/ 天或更多。目前我国进行较多的有隧道工作面地质观察、拱顶下沉、洞周收敛等直观的观测项目。而观测的主要目的是及时获得围岩和支护结构受力与变形的动态信息，分析其变化趋势来评价围岩稳定性和支护系统可靠性。同时将量测数据与反分析技术结合起来，求解岩体初始应力和力学参数，以期更全面、真实地反映围岩性态，并对隧道稳定性进行预测。我国隧道施工监控及围岩参数反分析，大都致力于对围岩各项弹塑性参数及初始应力进行反算。由于洞内及地表位移量测方便，目前对反分析的研究主要集中在位移的反分析上，并对围岩参数及初始应力进行推算，然后正分析预测隧道稳定性及变形。另外，国内对锚杆轴力及钢拱架应力

7、的检测及数据应用较少。实际工程中，锚杆轴力和钢拱架应力能直观的反应围岩的应力状况，并可对围岩的塑性区进行直观判断，这方面的研究对隧道施工有着切实的意义。施工监控不断的收集地质条件及施工中的信息，并反馈到设计进行指导施工，达到工程建设优化的目的。本次隧道施工监控的内容涵盖了隧道围岩支护结构体系的各个方面，包括动态和静态条件下，位移、应力、应变、压力等，具体的测量项目有：工作面地质观察、隧道拱顶下沉、洞周收敛、地表下降、围岩内部位移、围岩应力、支护结构压力、锚杆轴力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

8、 - - - - - 第 4 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 4 - 和抗拔力等。2. 实现方法监测点布设原则根据地质和岩土层条件、埋深和结构特点、支护类型、开挖方式以及环境状况等因素综合考虑变形观测点的布设。利用少而精的测点取得全面的监测结果。要能够反映建筑物、构筑物变形明显的部位、点位标志稳固、明显、结构合理，不影响构筑物的美观和使用还要点位应避开障碍物，便于观测和长期保存还要满足变形观测点和沉降点布置满足规范要求。需监测对象(1) 隧道洞顶和侧壁的沉降与位移监测，隧道底板底鼓量监测和隧道收敛监测采用激光三维断面自动检测仪测量，无线自动传输，计

9、算机软件远程实时分析和自动预报与预警。(2) 钢架内力及所承受的荷载量测，围岩压力量测和锚杆轴力量测采用国际先进的高精度振弦式传感器进行检测测量，无线自动传输，计算机软件远程实时分析和自动预报与预警。(3) 隧道爆破振动检测采用国际先进的高精度速度和加速度传感器进行检测测量，采用激光三维断面自动检测仪实时放样，布置炮孔装药量和实施起爆，无线自动传输，计算机软件远程实时分析和自动预报与预警。(4) 隧道施工现场监控采用远程无线视频监控系统，实时监控掌子面工程进展情况，合理安排工程进度和进行安全管理。通过在洞内布设视频监控装置和对洞内环境监测仪器来实现远程监控。主要对土压力，洞内岩层振动速度和断面

10、位移几方面进行监控。然后通过数据传输，把采得的样品传输到洞外进行系统分析来指导工程的顺利进行。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 5 - 1）对土压力的监控，本次工程采用振弦式采集器来进行采样分析。2）视频监控方面，本次工程采用 TMIGS 隧道多元信息预警与安全管理系统。3）洞内振动速度监测， 本次工程采用成都中科测控有限公司的仪器携带两支三向传感器进行监控。4）洞内断层监控，采用BJSD

11、-6型激光隧道断面检测仪。洞内系统基本工作原理如下图所示：监控量测数据分析反分析参数或性态模型（当前和未来）变量预报数值或解析变形、稳定性正分析实际开挖检验设计和施工方案可行否修改方案即控制措施继续施工动态信息化施工流程图3、项目构成通过现场布设仪器对隧道内的几项基本要素进行检测：有隧道洞顶的沉降和位移监测；隧道收敛监测；隧道底板底鼓监测；钢架内应力及所承受的荷载量测；围岩压力量测；锚杆轴力量测；隧道爆破振动检测；隧道施工现场视频监测。隧道内采集到的仪器数据通过隧道名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

12、 - - - - - - 第 6 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 6 - 内布设的无线网络传输到洞外，考虑到隧道长约两2 公里，这里采用 5个传输距离为500 米的无线路由器进行数据传输，以确保信息的安全准确传输。隧道内具体布设如下：摄像机多通道振弦采集仪三维速度传感器 1三维速度传感器 2振弦式传感器多通道爆破振动仪Internet互联网断面扫描仪图 1 系统原理图3.1 视频监控名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，

13、共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 7 - 图 2 视频监控原理图管理人员可以方便地在屏幕上监视到各个点的摄像机传来的图像来观察工地现场情况，大大减少了安全监管的人员、路途、时间成本。十分方便和快捷。可以是实时图像，也可以是以前的回放图像。可以现场指挥， 领导可以远程根据现场的图像，与现场人员进行沟通语音沟通，进行实时的现场指挥。可以和安全报警相结合，形成更加完善的一个管理方案。录像回放功能，使查找故障原因更加有据可依、定位准确、效率更高。将隧道建设中的各个实施现场的情况传输给隧道外的监控室管理人员。以便于这些管理人员在预防安全事故、 进行安全监管、 安全

14、事故事后追查等方面提供有效和及时的信息。并在将来可以通过视频会议等快捷方式来实现及时协调、及时解决。在隧道施工工地的进行视频监控，掌子面设置摄像机， 无论白天还是黑夜有灯光的情况下，摄像机所监控地点的情况在监控终端都能清晰辨认。所有图像进行24 小时的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 8 - 存储，要达到 15 天的存储容量。在监控室可以远程读取和控制前端的摄像机。摄像机使用数量共计4 台

15、，4 个监控点。图像清晰、稳定。图像存储，以便日后回放和问题查找。支持双向语音通讯，可以进行远程指挥。支持权限控制。不同级别的管理人员的操作权限不同。要考虑到工地环境较恶劣的因素，能够提供较好的图像质量。视频监测设计原则稳定性：由于是用于安全生产，其重要性不言而谕，因此，在选择方案时我们主要选择比较稳定可靠， 可以在较为恶劣环境工作的设备。系统所选用的产品是当前主流技术的产品， 取得有相关部门的检测认证，质量可靠， 以保证系统在将来的长期使用过程中运行稳定、故障率低、灵敏可靠。简单性：因为使用这个系统的人员在计算机操作水平上相差较大。因此，为了使这个系统能够更加为用户所接受和迅速使用起来，在易

16、用性方面我们做了充分的考虑。系统具有良好的人机界面，操作简便，并且有较好的容错性。功能描述本地监管功能：工地现场施工视频可以传输到地面上，供安全生产管理人员观看，监管人员可以远程控制摄像头的拍摄角度。监控室C摄像机隧道远程监管功能：项目安全生产管理人员可以远程视频检查掌子面实时施工的情况。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 9 - 项目管理人员网络值班室C摄像机隧道语音通信功能： 通过语音传

17、输系统， 管理人员可以与隧道内的施工人员进行沟通和指导。双向语音系统项目管理人员网络值班室隧道权限控制功能：通过安全技术和访问权限控制对什么人能够访问该系统进行管理，而把非法用户挡在外面。图像存储功能：可按每天、每周、或选择某天/时间段进行录像。用户可按时间、地点、摄像机名称等查询录像。运维管理功能： 通过运维软件、 通讯网络和各种通讯手段来把所有监控设备、系统维护人员进行统一的调配，以实现对整个监控系统的有效维护、升级和服务。视频监测总体描述名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

18、- 第 10 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 10 - 监控中心位置设在隧道外的值班室，摄像机的分布情况如下图：全系统实际要使用的摄像头数量为4 个。处于隧道内共 3个摄像机，可旋转，分别监视掌子面施工、排水、沟槽3 个位置。并且，可以随着掌子面的推进，随时移动。因此，这3 台摄像机采用放置在三脚架上。隧道门口放置 1 台摄像机，监视隧道洞口。摄像机以电线线缆接入值班室。施工现场的前端系统主要包括将各个掌子面施工的情况通过低照度长焦摄像机进行图像采集并实时传输到地面。语音系统采用成熟可靠的电话程控方式，并采用振铃方式， 以防止工地噪声造成电话呼叫听

19、不到的问题。工点监控室部分主要是接收并显示前端系统传输上来的信号供工地监管人员及时发现情况，及时反映和处理，并进行监控数据存储。工点监控室的硬盘录像机进行全程实时录像，录像数据至少可保留15 天。监控室可以对视频图像进行切换、画面分割和组合控制， 而且还可以对本标段各监视点的录像内容进行高清晰回放查看，为各点事件调查，时间分析提供有效工具。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 11 - 监控

20、室的视频图像通过光纤专线传输到项目处监控中心。传输的视频图像达到与工点监控室同样的视频质量，同时视觉上基本无延时。工点监控室可以通过耳麦与项目处分控中心联络。具有可持续供电电源，延时至少1 小时。网络传输和访问系统：这个系统主要提供标段监控系统到主管项目处的信号传输。视频监测方案优势和特点整个系统应用了最新的多媒体监控理论，结合先进的计算机软、 硬件技术和网络技术，不仅继承了传统监控系统的所有功能，并在此基础上实现了许多全新的技术突破，将监控所涉及的图像、报警、设备状态和控制数据进行智能化综合管理；建立了基于TCP/IP 通讯协议，应用局域网技术的分级分控管理体系，实现了与现有计算机网络的完美

21、结合和高度的资源共享。产品选用上，选用成熟、可靠、国内外领先、兼容性好、先进的产品，同时也考虑成本因素。例如：核心设备之一硬盘录像机，我们选用linux 嵌入系统，稳定可靠。操作方便：采用的软件和设备都非常易于掌握，更有利于真个系统的推广和应用。安全监管与日常办公紧密结合：监控网与日常办公网结合， 将安全监管紧密结合到日常管理当中。系统建设与后期维护相结合： 系统初期建完能够使用不是唯一目的，而是要能经历时间的考验，所以，我们在方案中充分而详细地考虑了实施、移线和维护的方案，为后期系统的运行打下良好基础。系统详细设计方案整个系统基本包含2 个不同类型的用户， 一个是安全管理人员， 一个是项目处

22、监控中心人员。（施工点）前端监控系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 12 - 施工工地C摄像机C摄像机室外光纤光端机电源双向语音双向语音工作原理：摄像机设备将地下各个掌子面施工的实际情况，通过标准信号传到光端机，光端机将信号进行编码， 上传到工点监控室。 主要使用长变焦低照度高清晰摄像机，每个前端摄像点根据现场实际需要进行三脚架支撑、安装相应环境的防护罩， 地下自建线缆有漏电保护措施。

23、 另外，前端监控摄像机要根据施工作业面的实际进展情况的变化而移动，由项目管理处根据实际情况通知进行移位，以保持较好的监控效果。所涉及的主要设备：摄像机：信号制式： PAL 图像元件： 1/4Ex-View HAD CCD 镜头27 倍电动变焦自动聚焦(f=3.25-88.0mm) 视频输出： 1.0Vp-p 75 水平清晰： 480TVL( 彩色) / 570TVL( 黑白) 信噪比：50dB 对焦：自动/ 手动聚集范围： WIDE (0.01m),TELE (1.0m) 同步：内同步行频： 15.625KHz 场频： 50Hz 信噪比：不低于52dB 最低照度： 彩色 :1Lux 黑白 :0

24、 Lux(IR ON)/0.005 Lux(IR OFF) 清晰度： 540TV 线总/有效像素： 470K/440K 控制：变焦 /聚焦DC 控制 (PTZ) 云台控制功能：隐私遮挡8 区图像捕捉： 1 帧图像冻结旋转 翻转 镜像变焦速度：慢速/中速 /快速变焦 /聚焦预置： 128 个预置点设置 /调用 (EEPROM 存储）摄像机地址网关：0-255(总线256) 聚焦模式：自动/键控自动 /手动白平衡：自动 (ATW)/ 室内 /室外 /手动 /键控自动曝光模式：自动/光圈手动/AGC 手动/DSS 手动移动侦测：开 /关（灵敏度 :0-1516 种模式) 名师资料总结 - - -精品

25、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 13 - 电子快门： 1/50 to 1/50,000 防闪烁模式：手动开/关光圈控制：自动/手动自动增益控制：自动/手动宽动态（背光补偿） ：开 /自动 /关/WDR 工作温度 /湿度： -10C-50C/0%RH80%RH 储存温度 /湿度： -20C-60C/0%RH85%RH 电源： DC12V 功率：最大5.1W 亚安防护罩YA4512、云台YP3040：预制位功能电源：

26、 AC24V 10%，50/60Hz 功率： 25W 加热器 30W 水平速度： 7.5/s 垂直速度： 6/s 旋转范围：水平0355（可调），垂直 +6-90通讯方式： RS485/曼码通讯协议： Pelco-P、Pelco-D、AD 、YAAN 、行业标准等多协议，波特率可选防雷功能：电源接口4000V；通讯、视频接口2000V 最大负载： 10Kg 承载方式：顶载环境温度： -3565相对湿度： 95% 防护等级： IP66 监控室监控室部分显示器光端机硬盘录像机电话工作原理： 前端系统的信号经光端机解码，传到硬盘录像机， 硬盘录像机可将视频和声音信号传输到电视上显示，并有语音通信能力

27、。 也可以支持其他管理终端来远程访问、监视，画面指标见下，但视觉感觉应比较清晰、尽量无躁点。语音对讲系统：除视频摄像头外，我们还为前端、监控室、值班室配置电话，可以实现施工现场与地上工点监控室的通话，主要技术参数：系主处理器高性能工业级嵌入式微控制器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 14 - 统操作系统嵌入式 LINUX 系统资源多操作，可同时多路录像、同时录像回放、同时网络操作操作界面

28、人性图形化菜单会话界面输入设备前面板按键、鼠标操作、遥控器操作、网络模拟前面板输入法支持数字和英文大小写字符的输入，可扩展中文输入快捷功能菜单中对于相同设置可进行快捷复制粘贴操作；右键菜单列出了画面分割等常用的功能；鼠标双击直接切换画面压缩图像压缩MPEG-4/H.264 音频压缩PCM 视频系统视频输入4 路复合视频 (NTSC/PAL) BNC （1.0VP-P ，75）视频输出1 路 PAL/NTSC ，BNC（1.0VP-P，75）复合视频信号1 路 VGA输出支持视频输出在TV 和 VGA 之间切换视频标准PAL（625 线，50 场/秒） ，NTSC （525 线， 60 场/秒）

29、视频记录速度实时模式： PAL 每路 1 帧/秒-25 帧/秒可调和NTSC 每路 1 帧/秒-30帧/秒可调；图像画质图像画质 6 档可调区域覆盖全屏内可设置任意大小的一块区域遮挡保护画面信息通道信息、时间信息、保密遮盖区域通道锁定保密通道监视画面， 当蓝屏显示覆盖某一路的监视图像时,实际编码的图像仍为正常；通道处于锁定，限制没有权限访问的用户查看当前通道，增强保密性通道状态显示可在通道画面的左下角显示通道名称、录像状态、通道锁定状态、视频丢失状态、动态检测状态等颜色设置设置每个通道的视频输入信号的色调、亮度、对比度、饱和度、增益。音频音频输入4/8/16 路音频输入200-2800mv30

30、K (BNC) 音频输出1 路音频输出3500mv 3K(BNC) 硬盘硬盘内置 1-4 个 IDE 接口，可挂接1-8 个硬盘占用硬盘空间音频： PCM28.8M 字节/小时视频： 402000M 字节 /小时记录时间录像文件记录时间1120 分钟可设置（默认为60 分钟）录像循环支持硬盘循环覆盖录像录像查询根据时间、类型、通道号查询录像回放模式多种慢、快放速率，手动单帧播放、倒放等模式文件多种切换方式可切换到正在播放的上一个文件或下一个文件或文件列表任意的文件；可切换到当前播放通道同一时刻的其他任意通道的文件（如存在文件） ；支持文件的连续播放，一个文件放完后，继续播放同一个通道的下一个文

31、件多路回放支持 1 路或 2 路（ 1604HB）通道录像回放画面缩放多路回放时的小画面/适应窗口 /全屏局部放大单画面全屏回放时可选择画面任一区域进行局部放大播放该区域的图像名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 15 - 存储功能备份方式支持普通硬盘保存、冗余盘双备份支持外接 USB 存储设备支持内置型IDE 刻录光驱支持网络下载保存网络功能远程访问前端通道监控画面通过网络客户端软件或浏览

32、器访问、设置系统参数通过客户端或浏览器网络升级程序，实现远程维护可以通过网络查看视频丢失等报警信息支持远程下载存储及录像回放网络方式报警输入、输出语音对讲多画面预览视频检测与报警动态检测区域设置：每画面可设置192(1612)个检测区域；检测灵敏度设置：区域可设置多级灵敏度；可联动录像或外部报警或弹出屏幕提示视频丢失可联动外部报警输出或弹出屏幕提示外部报警可联动录像，或在设置的时间段内联动外部报警或弹出屏幕提示。手动报警控制可以使能或禁止某个报警输入通道可以模拟产生报警信号输出到某个报警输出通道报警输入8 路电压值报警输入 （报警输入端在报警时须提供5 15V 直流电压）报警输出3 路继电器输

33、出 (输出常开触点或可控+12V) 报警继电器30VDC 1A ，125VAC 0.5A （联动输出）接口USB 接口接 USB 设备网络接口RJ45 10M/100M 自适应以太网口RS485 云台控制接口，支持多种协议RS232 用于普通串口（调试）、键盘接口及透明串口（将外部设备的输入输出转发到网络客户端）系统信息硬盘信息IDE 接口的状态，每个硬盘的信息，当前工作盘指示码流统计每个通道的码流统计，波形显示日志查找显示系统日值，可达1024 条，并支持按时间和类型的查找日志信息用户管理用户管理多级用户管理； 多种管理模式， 本地、 串口、网络的用户统一管理，特殊用户权限可设置支持用户和组

34、的添加和权限修改，用户和组的数量不限制密码安全性保护支持密码修改，有用户管理权限的用户还可设置其它用户的密码帐号锁定策略：每30 分钟内仅可试密码5 次，否则锁定登录注销与关机密码方式登录，确保安全性关闭系统菜单时人性化菜单对话：提供注销菜单用户，关闭机器，重启机器等选择可设置关机权限，确保拥有权限的用户关闭机器其它主要设备：专用监控硬盘（希捷）由于监控的特殊需要，硬盘持续负荷时间长，因此我们采用专用监控硬盘，其使用寿命大大增加显示器：19 寸以上电视，支持NTST/PAL 输入UPS(山特 ) 1Kva，1 小时后备电源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -

35、 - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 16 - 各种电缆：高质量网线、音视频、电源和数据线。工作台：日常管理人员办公用3.2 洞内振动速度监测和土压力检测TCD-108采用 ARM9 为核心板设计，仪器具有体积小、重量轻、可电脑远程控制、液晶显示及使用方便等特点。 本仪器可以在现场没有电脑的情况下，通过按键和液晶屏快速设置参数，从而达到信号快速、准确采集的目的。同时，仪器可以在现场通过仪器本身的功能读出特征值， 还能大致预览到已经采集到的信号波形。根据实际的情况

36、也可以现场对采集参数做调整。 本仪器使用应变片传感器组成各种检测桥路，可对微小应变及超强应变进行测量。该产品面向爆破监测、工程环境监测、建筑、机电设备、交通运输、机械等领域针对应变量动态过程的监测、记录、报警和分析。产品配套软件，能及时有效的对数据进行分析与预测。如：选定某些特征点， 对其周期性地进行重复观测， 通过数据处理， 研究被监测点群的沉降、水平位移等随时间变化规律， 寻找一种能够较好反映数据变化规律的函数关系，对下一阶段的监测数据进行预测， 预测监测点可能出现的最大位移值或应力值，以预测构筑物和结构的安全状况，评价施工方法，确定工程措施。软件根据现场的需要量身定做的数值分析和处理功能

37、，可以根据观测结果进行数据的拟合分析和回归处理，建立计算机软件远程实时分析和自动预报与预警系统。将现场的两只三向传感器连接到TCD-108的前 6 个通道进行数据采集和观测，24 只振弦式传感器连接到多通道振弦采集仪的24 个通道，更全面的对隧道内岩土变化情况进行监测。多通道振弦采集仪多通道振弦采集仪是一种岩土原位监测仪器，它适用各类振弦式传感器采集频率信号，如表面式应变计、混凝土应变计、钢筋应变计、内埋式裂缝计、表面裂缝计、土压力盒、锚索计等。 利用这些传感器可对大坝、 桥梁、堤防、引水工程、 交通市政工程 (船闸、铁道、地铁 )以及高边坡等工程的应力、应变、变形、渗流、渗压等物理量监测和安

38、全稳定分析 ,并广泛用在健康监测领域。采集仪结构示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 17 - 前面板后面板采用钝化铝板材料精制而成，表面喷塑成黑灰色。 面板采用钝化拉丝技术， 让仪器尽显简洁精致。设备尺寸：宽： 300mm高：80mm 深：200mm 工作原理多通道振弦采集仪采用当前国际最新16 位单片机技术，利用数字信号处理技术对采集到的振弦信号进行运算处理得到精确的频率值,仪器硬

39、件集成化，设有很强的硬、软件抗干扰措施。内部全部采用工业级耐高低温元件,仪器还配有电源适配器，RS485转 USB接口,可远距离方便的在上位机对采集仪进行控制。经过大量的试验测试，并不断完善改进，到目前为止，该仪器稳定性能好，测试精度高，温度范围宽，操作十分简便，能满足用户在野外环境中使用。主要技术指标1 信号采集： 8、16、32 路(可定制 )；2 量程：4503500Hz；3 测试精度：频率 0.05Hz 温度 0.1；4 分 辨 率：频率 0.01Hz 温度 0.01；5 存 储 器：可存储 6000组数据（用户可定制） ；6 接口：RS485(可定制 )；7 电源：12V/2A 电源

40、；8 通讯：RS485；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 18 - 9 工作温度： 10 +70；10 重量：2.0Kg。多通道振弦采集仪的优点1. 支持单通道数据采集 ,包括传感器编号 ,频率与温度。2. 支持全通道频率循检 ,温度循检 ,频率与温度同时循检。3. 支持自定义周期自动采集。4. 采集仪内设有 128K 的临时内存 ,用来保存自动采集数据。5. 支持 RS485通讯,把内

41、存中的数据读取出来。6. 具有同步时间的功能 ,便于把采集设备的时间与当地时间同步。7. 具有内存容量查看功能 ,以确保内存状况的随时监控。8. 多通道振弦采集仪可连续长时间安全工作,内置安全监控系统,保证设备的安全稳定长期的正常工作。振弦式土压力盒振弦传感器的频率受温度影响较大，因此传感器测试中必须含有温度的测试，以进行测试数值的修正，本公司的传感器带有高精度数字温度传感器，可自动修正结构的测试值。振弦式土压力盒是一种埋入式通用土压力传感器。适用各种条件下土体内部应力的测量，适应长期监测和自动化测量。量程： 0.3MPa/0.6MPa/1MPa/2MPa/4MPa/6MPa 灵敏度： 0.1

42、Hz/0.001MPa 测温量程（）：-50+125 测温精度（）：0.5 土压力盒的工作原理振弦式土压力盒工作原理是由激振电路驱动电磁线圈，当信号的频率和振弦的固有频率相接近时， 振弦迅速达到共振状态， 振动产生的感应电动势通过检测电路滤波、放大、整形送给单片机， 单片机根据接收的信号， 通过软件方式反馈给激振电路驱动电磁线圈。通过反馈， 弦能在电磁线圈产生的变化磁场驱动下在本振频率点振动。当激振信号撤去后， 弦由于惯性作用仍然振动。 单片机通过测量感应电动势脉冲周期，即可测得弦的振动频率，最后将所测数据显示出来。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

43、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 19 - 振弦式土压力盒变量计算Pk(fi2-f02)+KT（Ti-T0）（A.1）式中P当前时刻相对初始位置的压力量，kPa；k振弦式土压力盒与频率的系数，kPa/（kHz2） ；fi2振弦式土压力盒当前时刻的输出频率模数，kHz2；f02振弦式土压力盒初始的输出频率模数，kHz2；KT振弦式土压力盒温度修正系数，10-6/ ；Ti振弦式土压力盒当前时刻的温度值，；T0测量 f0时的温度值，。振弦传感器的频率受温度影响较大，因此

44、传感器测试中必须含有温度的测试，以进行测试数值的修正， 本公司的传感器带有高精度数字温度传感器，可自动修正结构的测试值。系统安装1、根据结构要求先定测试点与测力方向。2、使压力盒受力面（光面）与受力方向垂直安装好。见下图：注：压力盒周围应由20cm左右的细砂（里面不能有大颗粒硬物）包裹并压实。 3、将导线沿结构体引出，最好采用护套管保护好。4、连接仪器。5、记录数据，以便以后监测。钢筋应力计钢筋计是安装在混凝土受力钢筋上监测钢筋应力的仪器，埋设于各类建筑基础、 桩、地下连续墙、隧道衬砌、桥梁、边坡、码头、船坞、闸门等混凝土工程及深基坑开挖安全监测中，测量混凝土内部的钢筋应力。根据用户需求，加装

45、配件即可同步测量埋设点的温度。系统的工作原理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 20 - 钢筋计工作原理是由激振电路驱动电磁线圈，当信号的频率和振弦的固有频率相接近时，振弦迅速达到共振状态，振动产生的感应电动势通过检测电路滤波、放大、整形送给单片机， 单片机根据接收的信号， 通过软件方式反馈给激振电路驱动电磁线圈。通过反馈，弦能在电磁线圈产生的变化磁场驱动下在本振频率点振动。当激振信号撤去

46、后，弦由于惯性作用仍然振动。 单片机通过测量感应电动势脉冲周期，即可测得弦的振动频率，最后将所测数据显示出来。振弦式钢筋计变量计算线性拟合k(fi2-f02)+KT（Ti-T0） （A.1 带测温功能计算公式）k(fi2-f02) （A.2 无测温功能计算公式）式中当前时刻相对初始位置的应变量，kN；k振弦式钢筋计与频率的系数，kN/（Hz2） ；fi2振弦式钢筋计当前时刻的输出频率模数，kHz2；f02振弦式钢筋计初始的输出频率模数，kHz2；KT振弦式钢筋计温度修正系数，kN/oC；Ti振弦式钢筋计当前时刻的温度值，oC；T0测量 f0时的温度值，oC。安装钢筋计是安装在混凝土受力钢筋上监

47、测钢筋应力的仪器，埋设在混凝土中。钢筋计的安装要求和安装方法通常为钢筋计先通过螺纹与钢筋联系后，然后与受力钢筋同轴线对焊， 采用坡口焊或熔槽焊将钢筋计焊接在被测钢筋上；如果施工现场进行对焊有困难， 可以采用帮条焊接的方法， 但帮条焊接部分应涂上沥青，以便与混凝土脱开。焊接过程中必须对钢筋计焊接端进行淋水冷却，以免仪器过热损坏。TCD108 型 多通道爆破测振仪名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公

48、司- 21 - 多通道爆破测振仪特点安装和配置容易，支持即插即用，系统对其进行自动配置条件恶列可单独使用仪器完成数据采集和实时监控数据内置大容量存储器（ SD卡）以太网接口，高速传输速度ARM926EJS 嵌入式计算机 (400MHz) 多种输入输出接口方式16bit的 A/D 分辨率8 通道并行采集，可扩展至全同步的464 通道的测试系统自动校准零点和通道增益瞬态高速采集深度达到每通道4M样点(16M字节) 体积小、重量轻，便于携带硬件参数指标最大采样率 : 同步采集每通道100K最高采样率单台通道数 : 8通道并行采集，可扩展 (最小每台 4 通道，最大 64通道) 显示方式 : 液晶屏显

49、示 (320*240 点阵) 控制方式 : 数字键盘、计算机联机控制AD分辨率 : 16bit，系统精度 0.05%（FS）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 39 页 - - - - - - - - - 成都中科测控有限公司- 22 - 缓存容量 : 每通道最大 4M样点量程: 1V 100V触发信号源 : 内、外触发 , 无信号触发 , 软件手动触发 , 定时触发 , 多次记数触发触发方式 : 自动、单次触发模式 : 超前（预触发）、滞后输入信号带宽 :

50、 DC:0 300KHz AC:0.2300KHz 通道隔离度 : 90dB 接口: USB、Ethernet 接口、远程仪器级联接口，可热拔插、即插即用输入方式：单端电压输入，过压保护数据存储方式： 大容量 4Mbps/CH的 SDRAM 板载存储、主机可用内存或SD卡存储供电：外接直流电源或内置锂电池供电软件功能1. 便携数据采集应用软件：中文操作界面，提供采集控制、前端调理系统控制、多通道波形实时显示、数据存储、数据回放、工程标定、时域统计分析、频域自功率谱分析、测试报告生成等功能；2. 系统软件结构： 主要包含两个数据波形窗口显示及回放控制功能模块、数据实时记录控制模块、 数据分析处理