Tsp聲控觸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括引爆器、延期雷管、聲控觸發(fā)器、TSP記錄單元和TSP接收單元，其中：所述的引爆器與延期雷管連接，控制延期雷管的爆炸；所述的聲控觸發(fā)器與TSP記錄單元連接，TSP記錄單元與TSP接收單元連接；引爆器將延期雷管引爆后，延期雷管產(chǎn)生的聲波信號(hào)將聲控觸發(fā)器開啟，聲控觸發(fā)器發(fā)出開始記錄信號(hào)給TSP記錄單元，TSP記錄單元開始記錄TSP接收單元所接收的地震波數(shù)據(jù)。有效的避免了在使用延期雷管進(jìn)行TSP地質(zhì)預(yù)報(bào)時(shí)，初始記錄信號(hào)的過早發(fā)出導(dǎo)致的地震波反射信號(hào)記錄不完整，和延期雷管起爆時(shí)間差異導(dǎo)致的記錄時(shí)間誤差。另外，本TSP初始記錄信號(hào)聲控觸發(fā)器還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、操作方便及成本較低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于隧道施工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種TSP信號(hào)記錄聲控觸發(fā)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為隧道信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和施工不可或缺的部分，及時(shí)預(yù)報(bào)掌子面前方不良地質(zhì)情況，以便提前采取有效措施，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，確保隧道施工的安全，已經(jīng)得到了工程界的廣泛認(rèn)同。隧道地震勘探法(TSP)是施工期無損長(zhǎng)期超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的主要方法之一，已經(jīng)成為長(zhǎng)大隧道信息化施工中應(yīng)用最廣泛的預(yù)報(bào)方法之一。該方法是在設(shè)計(jì)的震源點(diǎn)(震源點(diǎn)通常位于隧道的一側(cè)邊墻，大約設(shè)置24個(gè)震源炮孔，每個(gè)探測(cè)炮孔內(nèi)放置帶有引線的炸藥或雷管)用小規(guī)模爆炸激發(fā)產(chǎn)生地震波，地震波信號(hào)沿隧道方向以球面波的形式傳播，地震波信號(hào)在不同巖層中地震波以不同的速度傳播，當(dāng)遇到巖石波阻抗差異界面時(shí)，一部分地震波信號(hào)將被反射，另一部分地震波信號(hào)則透射進(jìn)入前方介質(zhì)繼續(xù)傳播。反射回來的地震波信號(hào)將被高靈敏度地震檢波器接收，然后通過TSP win軟件分析前方圍巖性質(zhì)、節(jié)理裂隙分布、軟弱巖層及含水狀況等，最終顯示各種圍巖構(gòu)造界面與隧道軸線相交呈現(xiàn)的角度及距掌子面的距離，并可以初步測(cè)定巖石的彈性模量、密度、泊松比等參數(shù)以供參。隧道地震勘探法(TSP)，在使用過程中只有采用即時(shí)起爆電雷管裝置時(shí)，才能準(zhǔn)確的計(jì)算出反射信號(hào)的接收時(shí)間并完整地接收發(fā)射信號(hào)，從而正確的分析前地質(zhì)情況。然而，由于公安部的相關(guān)規(guī)定，當(dāng)下施工現(xiàn)場(chǎng)所使用的起爆雷管多為延時(shí)電雷管，且由于制作工藝的缺陷，各雷管的起爆延時(shí)時(shí)間參差不齊，導(dǎo)致反射信號(hào)傳回時(shí)間往往超出地震檢波器接收的時(shí)間區(qū)間，造成大部分反射信號(hào)缺失和發(fā)射信號(hào)到達(dá)時(shí)間誤差，給后期TSPwin軟件對(duì)數(shù)據(jù)的處理造成難以解決的困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠確保隧道地震勘探法(TSP)在使用延時(shí)起爆雷管作為震源時(shí)，地震檢波器可以完整而準(zhǔn)確的接收反射信號(hào)的一種TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括引爆器、延期雷管、聲控觸發(fā)器、TSP記錄單元和TSP接收單元，其中:
[0006]所述的引爆器與延期雷管連接，控制延期雷管的爆炸；
[0007]所述的聲控觸發(fā)器與TSP記錄單元連接，TSP記錄單元與TSP接收單元連接；
[0008]引爆器將延期雷管引爆后，延期雷管產(chǎn)生的聲波信號(hào)將聲控觸發(fā)器開啟，聲控觸發(fā)器發(fā)出開始記錄信號(hào)給TSP記錄單元，TSP記錄單元開始記錄TSP接收單元所接收的地震波數(shù)據(jù)。
[0009]具體的，所述的聲控觸發(fā)器為將觸發(fā)器與聲控開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，通過聲控開關(guān)控制觸發(fā)器的開啟，聲控開關(guān)的MIC傳聲器型號(hào)為ECM4015-L。
[0010]另外，該系統(tǒng)還包括聲控觸發(fā)器支架，所述的聲控觸發(fā)器支架包括連接桿、可滑動(dòng)卡件和固定卡件，可滑動(dòng)卡件垂直于連接桿的軸向安裝在連接桿的一端，固定卡件垂直于連接桿的軸向安裝在連接桿的另一端，聲控觸發(fā)器安裝在可滑動(dòng)卡件和固定卡件之間的連接桿上，可滑動(dòng)卡件卡合固定在工作炮眼相鄰的非工作炮眼內(nèi)，固定卡件卡合在工作炮眼內(nèi)；
[0011]工作炮眼上延期雷管的聲波信號(hào)通過聲控觸發(fā)器支架傳遞給聲控觸發(fā)器。
[0012]具體的，所述的連接桿為帶有凹槽的桿狀構(gòu)件，該桿狀構(gòu)件的凹槽沿桿狀構(gòu)件的軸向設(shè)置，且沿凹槽的軸向設(shè)有滑槽；
[0013]所述的可滑動(dòng)卡件包括第一夾片、第二夾片、滑片和滑槽，第一夾片通過滑片垂直于連接桿的軸向設(shè)置，且第一夾片能通過滑片沿滑槽進(jìn)行滑動(dòng)，第二夾片與第一夾片平行設(shè)置，第二夾片能通過滑片沿滑槽進(jìn)行滑動(dòng)；
[0014]所述的固定卡件包括第三夾片，第三夾片垂直于連接桿的軸向固定設(shè)置。
[0015]還有，所述的第一夾片與第二夾片間固定有彈簧，且第二夾片與滑片的連接處設(shè)有合頁(yè)。
[0016]或者，所述的第一夾片、第二夾片和第三夾片的形狀相同且為半圓槽構(gòu)件。
[0017]或者，所述的第一夾片外部設(shè)有防滑橡膠墊，所述的第二夾片外部設(shè)有防滑橡膠墊，所述的第三夾片外部設(shè)有防滑橡膠墊。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)本實(shí)用新型提供的TSP信號(hào)記錄聲控觸發(fā)系統(tǒng)，采用聲控開關(guān)代替人工控制的旋鈕開關(guān)，在雷管爆炸瞬間啟動(dòng)TSP改裝觸發(fā)盒向記錄單元發(fā)出一個(gè)準(zhǔn)確的起始記錄信號(hào)，使爆炸產(chǎn)生的地震波反射信號(hào)被準(zhǔn)確而完整記錄；壁免TSP觸發(fā)盒過早地發(fā)出初始記錄信號(hào)而導(dǎo)致反射信號(hào)到達(dá)時(shí)間超出記錄時(shí)間所引起的信號(hào)丟失及由于延期雷管起爆時(shí)間的長(zhǎng)短不一導(dǎo)致的反射信號(hào)記錄時(shí)間的誤差。
[0020](2)通過聲控觸發(fā)器支架的設(shè)置，將聲控觸發(fā)器準(zhǔn)確的安裝在待測(cè)炮孔和閑置炮孔間，可以有效避免小規(guī)模爆炸對(duì)TSP聲控觸發(fā)器的損壞，并以最短距離接收到爆炸聲波信號(hào)，減小聲波信號(hào)傳送時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的TSP信號(hào)記錄聲控觸發(fā)系統(tǒng)原理圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的TSP信號(hào)記錄聲控觸發(fā)系統(tǒng)在實(shí)際使用的安裝示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型的聲控觸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的聲控觸發(fā)器電路圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型的聲控觸發(fā)器支架結(jié)構(gòu)正視圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型的聲控觸發(fā)器支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中各標(biāo)號(hào)表示:1-引爆器、2-延期雷管、3-聲控觸發(fā)器、301-觸發(fā)器、302-聲控開關(guān)、4-TSP信號(hào)記錄單元、5-TSP信號(hào)接收單元、6-聲控觸發(fā)器支架、601-連接桿、602-第一夾片、603-第二夾片、604-第三夾片、605-滑片、606-合頁(yè)、607-彈簧、608-滑槽；
[0028]以下結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。

【具體實(shí)施方式】
[0029]隧道地震波法(tunnelseismicpredict1n簡(jiǎn)稱TSP)，其原理是通過小藥量爆破所產(chǎn)生的地震波信號(hào)沿隧道方向以球面波的形式傳播，在不同巖層中地震波以不同的速度傳播，在其界面處被反射，并被高精度的接收器接收。通過計(jì)算機(jī)軟件分析前方圍巖性質(zhì)、節(jié)理裂隙分布、軟弱巖層及含水狀況等，最終顯示屏上顯示各種圍巖構(gòu)造界面與隧道軸線相交呈現(xiàn)的角度及距掌子面的距離，并可以初步測(cè)定巖石的彈性模量、密度、泊松比等參數(shù)以供參考。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中延期雷管爆炸引起的地震波與信號(hào)接收系統(tǒng)接收信號(hào)間的時(shí)間差引起記錄誤差的缺陷，將引爆器與延期雷管連接，控制延期雷管的爆炸；聲控觸發(fā)器與TSP記錄單元連接，TSP記錄單元與TSP接收單元連接；引爆器將延期雷管引爆后，延期雷管產(chǎn)生的聲波信號(hào)將聲控觸發(fā)器開啟，聲控觸發(fā)器發(fā)出開始記錄信號(hào)給TSP記錄單元，TSP記錄單元開始記錄TSP接收單元所接收的地震波數(shù)據(jù)；使TSP記錄單元的記錄時(shí)間與雷管的爆炸時(shí)間同步，接收的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可用，為實(shí)際的隧道施工提供更加準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。
[0030]本實(shí)用新型利用聲波的傳輸，結(jié)合聲控開關(guān)的控制原理，將觸發(fā)器與現(xiàn)有的聲控開關(guān)器件完美的結(jié)合，達(dá)到了雷管爆炸的同時(shí)進(jìn)行地震波的數(shù)據(jù)收集的目的，解決了延期雷管的延時(shí)與TSP記錄系統(tǒng)記錄時(shí)間差的問題。
[0031]為了更加準(zhǔn)確的將延期雷管爆炸產(chǎn)生的的聲波信號(hào)進(jìn)行接收，本實(shí)用新型將聲控觸發(fā)器安裝在待測(cè)炮孔周圍，通過聲控觸發(fā)器支架達(dá)到了此目的。
[0032]聲控觸發(fā)器支架通過可滑動(dòng)卡件和固定卡件可調(diào)節(jié)本支架在相鄰的兩個(gè)炮孔之間的距離，從而能適應(yīng)不同的炮孔間距，可滑動(dòng)卡件安裝在閑置炮孔內(nèi)，固定卡件安裝在待測(cè)炮孔內(nèi)，聲控觸發(fā)器安裝在兩個(gè)卡件之間的連接桿上，當(dāng)待測(cè)炮孔內(nèi)的延期雷管爆炸后，產(chǎn)生的強(qiáng)烈聲音信號(hào)通過空氣和聲控觸發(fā)器支架傳遞給聲控觸發(fā)器，使觸發(fā)器給TSP記錄單元發(fā)出一個(gè)開始工作的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄。
[0033]另外，為了聲控觸發(fā)器支架牢固的安裝在炮孔上，避免延期雷管爆炸時(shí)的強(qiáng)烈沖擊波對(duì)支架的沖擊使其跌落造成裝置的損壞，在第一夾片和第二夾片間平行于連接桿的軸向設(shè)置彈簧，使第一夾片和第二夾片牢固的頂合在距離待測(cè)炮孔最近的閑置炮孔中，且為了能方便的調(diào)節(jié)第一夾片和第二夾片在連接桿上的位置，在第二夾片與滑片的連接處設(shè)置合頁(yè)，使第二夾片的活動(dòng)自由度增大，從而更方便的配合第一夾片的活動(dòng)。
[0034]還有，為了與管形炮孔的結(jié)構(gòu)配合，第一夾片、第二夾片和第三夾片的形狀均設(shè)置為半圓槽構(gòu)件，且為了增大接觸摩擦，在第一夾片、第二夾片和第三夾片的外表面均設(shè)置防滑橡膠墊。
[0035]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說明。
[0036]實(shí)施例一:
[0037]結(jié)合圖1，本實(shí)施例的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，包括引爆器、延期雷管、聲控觸發(fā)器、TSP記錄單元和TSP接收單元，引爆器與延期雷管連接，控制延期雷管的爆炸；聲控觸發(fā)器與TSP記錄單元連接，TSP記錄單元與TSP接收單元連接；引爆器將延期雷管引爆后，延期雷管產(chǎn)生的聲波信號(hào)將聲控觸發(fā)器開啟，聲控觸發(fā)器發(fā)出開始記錄信號(hào)給TSP記錄單元，TSP記錄單元開始記錄TSP接收單元所接收的地震波數(shù)據(jù)；
[0038]本實(shí)施例的引爆器可選為浙江正安防爆電氣有限公司生產(chǎn)的FD200型發(fā)爆器，延期雷管可選為北京雷管公司生產(chǎn)的半秒延期電雷管，觸發(fā)器可選為瑞士 Amberg公司研制的TSP203系統(tǒng)組件中的觸發(fā)器，TSP記錄單元為瑞士 Amberg公司研制的TSP203記錄單元(其基本組成為完成地震信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換的電子元件和一臺(tái)便攜式電腦)及TSP win軟件，TSP接收單元為瑞士 Amberg公司研制的TSP203系統(tǒng)組件中的高靈敏度地震檢波器(SS-20H 型)；
[0039]結(jié)合圖2，本實(shí)施例的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)具體包括引爆器1、延期雷管2、聲控觸發(fā)器3、TSP信號(hào)記錄單元4、TSP信號(hào)接收單元5和聲控觸發(fā)器支架6，
[0040]結(jié)合圖3，聲控觸發(fā)器3包括觸發(fā)器301和聲控開關(guān)302，結(jié)合圖4，本實(shí)施例中的聲控觸發(fā)器3電路圖為將IC-CD4011集成電路組成的聲控開關(guān)電路與觸發(fā)器串聯(lián)，電路中的MIC傳聲器型號(hào)為ECM4015-L，接收到聲波強(qiáng)度達(dá)到要求時(shí)，發(fā)出可供電路接通的電壓。
[0041]結(jié)合圖5和6，聲控觸發(fā)器支架6包括連接桿601、第一夾片602、第二夾片603、第三夾片604、滑片605、合頁(yè)606、彈簧607和滑槽608，
[0042]連接桿601為帶有凹槽的桿狀構(gòu)件，該桿狀構(gòu)件的凹槽沿桿狀構(gòu)件的軸向設(shè)置，且沿凹槽的軸向設(shè)有滑槽608 ;滑片605通過螺絲構(gòu)件可固定且可滑動(dòng)的插設(shè)在滑槽608上，擰緊螺絲時(shí)滑片605固定不動(dòng)，松開螺絲時(shí)滑片605可沿滑槽608滑動(dòng)；
[0043]第一夾片602通過滑片605垂直于連接桿601的軸向設(shè)置，且第一夾片602能通過滑片605沿滑槽608進(jìn)行滑動(dòng)，第二夾片603與第一夾片602平行設(shè)置，第二夾片603能通過滑片605沿滑槽進(jìn)行滑動(dòng)；第三夾片604垂直于連接桿601的軸向固定設(shè)置；
[0044]第一夾片602與第二夾片603間固設(shè)有彈簧，且第二夾片603與滑片605的連接處設(shè)有合頁(yè)606 ;第一夾片602、第二夾片603和第三夾片604的形狀相同且為半圓槽構(gòu)件；第一夾片602、第二夾片603和第三夾片604的外部設(shè)有防滑橡膠墊。
[0045]本實(shí)用新型的TSP聲控觸發(fā)器安裝過程為:
[0046](I)首先由炮工將延期雷管2裝入待測(cè)炮孔內(nèi)，并將引爆電纜接出(注意:為了保證人員安全，引爆電纜與起爆器應(yīng)保持?jǐn)嚅_狀態(tài))，然后由地質(zhì)預(yù)報(bào)人員用引爆電纜將聲控觸發(fā)器3與TSP記錄單元4連接，并將聲控觸發(fā)器3安裝在聲控觸發(fā)器支架6上，導(dǎo)線通過聲控觸發(fā)器支架6上的線槽穿出；
[0047](2)將第三夾片604放置在與待測(cè)炮孔內(nèi)，松開滑片605與滑槽608間的固定螺絲，將第一夾片602和第二夾片603合攏插入待測(cè)炮孔相鄰的閑置炮孔內(nèi)，再調(diào)節(jié)第二夾片603使其貼緊待測(cè)炮孔內(nèi)壁，擰緊滑片605的固定螺絲，使三個(gè)夾片牢固卡合在炮孔壁上，用信號(hào)線連接TSP接收單元5和TSP記錄單元4，接接引爆器I和延期雷管2，完成TSP初始記錄信號(hào)聲控觸發(fā)器的安裝過程。
【權(quán)利要求】
1.一種TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括引爆器、延期雷管、聲控觸發(fā)器、TSP記錄單元和TSP接收單元，其中: 所述的引爆器與延期雷管連接，控制延期雷管的爆炸； 所述的聲控觸發(fā)器與TSP記錄單元連接，TSP記錄單元與TSP接收單元連接； 引爆器將延期雷管引爆后，延期雷管產(chǎn)生的聲波信號(hào)將聲控觸發(fā)器開啟，聲控觸發(fā)器發(fā)出開始記錄信號(hào)給TSP記錄單元，TSP記錄單元開始記錄TSP接收單元所接收的地震波數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述的聲控觸發(fā)器為將觸發(fā)器與聲控開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，通過聲控開關(guān)控制觸發(fā)器的開啟，且聲控開關(guān)的MIC傳聲器型號(hào)為ECM4015-L。
3.如權(quán)利要求1或2所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括聲控觸發(fā)器支架出)，所述的聲控觸發(fā)器支架(6)包括連接桿￠01)、可滑動(dòng)卡件和固定卡件，可滑動(dòng)卡件垂直于連接桿的軸向安裝在連接桿(601)的一端，固定卡件垂直于連接桿的軸向安裝在連接桿(601)的另一端，聲控觸發(fā)器安裝在可滑動(dòng)卡件和固定卡件之間的連接桿(601)上，可滑動(dòng)卡件卡合固定在工作炮眼相鄰的非工作炮眼內(nèi)，固定卡件卡合在工作炮眼內(nèi)； 工作炮眼上延期雷管的聲波信號(hào)通過聲控觸發(fā)器支架(6)傳遞給聲控觸發(fā)器。
4.如權(quán)利要求3所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述的連接桿(601)為帶有凹槽的桿狀構(gòu)件，該桿狀構(gòu)件的凹槽沿桿狀構(gòu)件的軸向設(shè)置，且沿凹槽的軸向設(shè)有滑槽(608)； 所述的可滑動(dòng)卡件包括第一夾片￠02)、第二夾片￠03)、滑片(605)和滑槽￠08)，第一夾片(602)通過滑片(605)垂直于連接桿(601)的軸向設(shè)置，且第一夾片(602)能通過滑片(605)沿滑槽(608)進(jìn)行滑動(dòng)，第二夾片(603)與第一夾片(602)平行設(shè)置，第二夾片(603)能通過滑片(605)沿滑槽(608)進(jìn)行滑動(dòng)； 所述的固定卡件包括第三夾片￠04)，第三夾片(604)垂直于連接桿(601)的軸向固定設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一夾片(602)與第二夾片(603)間固定有彈簧(607)，且第二夾片(603)與滑片(605)的連接處設(shè)有合頁(yè)(606)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一夾片(602)、第二夾片(603)和第三夾片(604)的形狀相同且為半圓槽構(gòu)件。
7.如權(quán)利要求4或5所述的TSP聲控觸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一夾片(602)外部設(shè)有防滑橡膠墊，所述的第二夾片(603)外部設(shè)有防滑橡膠墊，所述的第三夾片(604)外部設(shè)有防滑橡膠墊。
【文檔編號(hào)】G01V1/26GK204256183SQ201420820071
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】賴金星, 汪珂, 周慧, 馮志華, 王亞瓊, 樊浩博, 李又云 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)