G01新型波速测量分析系统使用说明书.docx

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G01新型波速测量分析系统使用说明书

剪切波速测试分析仪器

-----采集仪和软件使用说明书

中国地震局工程力学研究所

.yangxs.

一用途和功能说明…………………………………………………3

二软件安装…………………………………………………………..3

三软件使用说明………………………………………………………3

四注意事项…………………………………………………………16

五波速测量步骤………………………………………………….16

六采集仪器连线和使用说明书……………………………………17

一、用途和功能说明

本仪器与波速测量探头（本所有）配套，可用于各种场地的波速测量。

采集方式为触发采集，自动分析场地波速，自动绘制波距图和时距图。

二、软件安装步骤

1.先安装驱动程序。

解压缩“波速仪器驱动程序”文件,解压缩后选择“USB2080”文件里面的“app”文件,打开“app”文件,点击setup。

如果已经安装了数据采集软件或挠度测量软件或振动台标定软件里的其中一个驱动程序，就不需要安装驱动了，直接安装应用程序。

2.安装应用软件。

打开“波速测量应用软件”文件,点击setup。

3.连接好采集仪器和电脑,电脑会自动安装采集仪器的USB口驱动。

分别在提示选项里选择“只安装一次”，“自动安装”，此过程可能需要一段时间，请耐心等待。

4.到电脑的“所有程序”里就可以看到了“中国地震局工程力学研究所波速测量仪”。

三、软件使用

1.软件结构说明

软件包括试采、采集数据、读数据进行波速分析、互相关法波速分析、自动计算和分析波速共5个模块。

运行程序后,出现下图一界面。

图一软件主界面

2.数据采集

点击“现场采集菜单”,出现两个子菜单:

“试波”和“开始采集”。

2.1试波

试波是为了看波形情况来调节各通道放大倍数和敲击板的力度。

拉开波形后如是比较标准的正弦波且各通道幅值大于0.5和小于3,说明各通道放大倍数比较合理.如波形出现正弦波峰点处平了,说明敲击板太用力,应该轻点;放大器放大倍太大，应该调小点.如果幅值小于0.5,应该把对应的通道的放大倍数调大点或更用力敲击木板.点击“试波”进入下面图二界面。

图二试波界面

在确定硬件连接好了后,点击“开始采集”按钮,开始采集数据。

敲板几下后点击”停止采集”按钮。

如拉开波形后觉得波形不正常,可按照上面所说情况调整,然后再试波。

试波完后点”关闭”按钮,退出此窗口回到主窗口。

2.2波形编辑工具使用说明

每个示波器对应有个波形编辑器，如右图所示。

此工具的第一个十字形图标为光标拖动选项，故先用鼠标点下它，然后才能移动鼠标到对应的示波器，来拖动对应示波器的光标。

第三个图标为移动波形选项。

第二个图标为波形放大收缩选项,点击它出现5个子图标,如右图所示。

此图标的第一个子图标可用来对所选择围的波形进行上下和左右方向同时放大;第二个子图标为左右方向放大所选择围的波形;第三个子图标为左右方向放大所选择围的波形;第四个子图标为恢复波形原始状态;后面两工具分别为放大和收缩整个波形。

波形编辑工具功能和操作跟各操作系统的画图里的编辑功能差不多。

2.3开始采集

在主界面菜单里选择“现场采集数据”的子菜单“开始采集”进入下图三窗口。

图三数据采集

按提示分别输入你所测量的场地名称、所测量孔的编号、共有几个测点值、要测量第几个测点值、板到孔距离值（米）、测点深度间隔值（米）。

在确定硬件连接好了后,点“开始采集”按钮采集数据。

等待触发成功，触发成功后，指示灯变红，软件开始自动保存数据。

点“停止采集”按钮停止采集,等几秒指示灯变暗,弹出一个小对话框,提示此次数据采集成功。

软件自动修改各参数值,可点“开始采集”按钮进入上个或下个测点数据采集。

如果需要重新测量某个测点，需把各参数值修改为这个测点对应的各参数值。

触发成功后，只需要再敲击一次木板就可以了，应该在5~10点“停止采集”按钮停止采集，否则波速自动分析所需要等待时间比较长。

点“关闭”按钮可退出此窗口,回到主界面。

3.试验室读数据进行波速分析（人工寻找起跳点来分析波速）

点主菜单的“试验室读数据进行波速分析”,打开图四窗口。

图四波速分析

此窗口有两个菜单:

读数据分析和计算。

3.1读数据分析

点“读数据分析”菜单,弹出打开文件选择对话框，同时指示灯变红,选择好文件后,程序处于读数状态,片刻波形显示在对应的示波器里,同时指示灯变暗.然后就可以用波形编辑工具和光标来寻找波形的起跳点,分别把前面三个示波器的光标移动到对应的起跳点,然后点“计算”菜单。

（注意:

板到孔距默认为3米,如不是3米,请先修改此参数值再点”计算”按钮。

）弹出下图五小对话框。

图五

点“完成”,程序将自动保存此次测量分析的数据到对应文件里,如果觉得结果不满意,可点“重测”，将不保存此次结果（注意:

一但点”完成”后,数据将保存,此时上层时间差改变,如再想重新分析此层的数据,需要点“清零按钮”后从此孔的第一层数据开始分析.）.在分析完一个孔的数据后,如果要接着分析下个孔数据,需要点“清零按钮”,使上层时间差为0。

3.2示波器说明

第1个示波器的波形为触发传感器输出的波形,对应采集仪器的第0通道;第2个示波器波形和第3个示波器波形为探头的两个水平传感器的波形,分别对应采集仪器第1通道和第2通道;用前面三个示波器的波形可分析出剪切波速.第4个示波器的波形为探头的垂直传感器的波形P波,一般不用,对应采集仪器第3通道。

3.3计算结果

每层计算出两个剪切波速和两个等效剪切波速,剪切波速1对应示波器1和2得出的波速,既第0通道和第1通道得出的波速;剪切波速2对应示波器1和3得出的波速,既第0通道和第2通道得出的波速.等效剪切波速1有剪切波速1得来;等效剪切波速2有剪切波速2得来.层深表示测量点深度。

结果保存在对应自动生成的记事本文件里,查看时,如果字体比较小,可点记事本的的“格式”菜单来调整字体。

4.用互相关法分析波速

此方法是基于自相关和互相关结合来分析出两相似信号的时差。

其原理如下：

对触发传感器输出既采集仪器第0通道的波形进行自相关分析，分析后波形显示在第一个示波器里；对触发传感器输出波形与对应采集仪器的第1通道（探头的其中一个水平输出波形）输出波形进行互相关分析，分析后波形显示在第二个示波器里；对触发传感器输出波形与对应采集仪器的第2通道（探头的其中一个水平输出波形）进行互相关分析，分析后波形显示在第三个示波器里。

此窗口界面如图六所示。

图六互相关法波速分析

其操作步骤如下：

第一步：

鼠标左键点“读数据分析”菜单，弹出打开文件选择窗口，选择所要分析的数据文件，（从每个孔的第一层数据开始分析），指示灯变红色表示正在等待读数据和相关分析，等片刻后，波形显示在示波器里，指示灯变绿，相关分析结束。

第二步：

用波形编辑器对各示波器的波形的最大值处进行放大，然后分别把各示波器的竖向光标移动到波形的绝对值最大处（注意，如果看不到竖向光标，可在跟踪光标的两个显示光标位置的空键的左边控键里输入一个示波器可见的数字。

例如图六的第一个示波器所示，示波器的时间轴可见围为9.420999到9.53378，如在此示波器对应的光标的左控键里输入9.4944，则竖向光标自动移动到时间轴的9.4944处。

）

第三步：

点菜单的“计算”，将自动计算出两个剪切波速值。

后面步骤跟实验室波速分析一样。

5.自动计算波速

自动计算波速采用了先进的分析技术，自动计算出所分析孔的等效剪切波速和各测点剪切波速，同时自动绘制出波距图和十距图，操作简单，分析结果直观。

建议客户应该首选此项来分析波速。

从主窗口菜单点“自动计算波速“菜单，打开如七窗口。

图七自动计算波速

其操作步骤如下：

第一步：

选择要分析的文件。

例如，要分析第一孔的波速，在此选择这个孔的第一个测点（最上面测点）所采集的数据保存文件。

第二步：

点菜单“读数据自动分析”，指示灯变亮，表示正在分析，请耐心等待，直到指示灯变暗。

分析结果自动保存在所读数据文件的文件夹里，生成个名为“自动波速分析结果”的文件，此文件的第一列为剪切波速1数据，第二列为剪切波速2数据，第三列为剪切波速1的时间差值，第四列为剪切波速2的时间差值，第五、六、七列分别为等效剪切波速时间1，等效剪切波速时间2，测点深度。

自动分析结果同时显示在界面。

第三步：

点菜单“绘制图形”，软件自动按照分析的结果绘制对应的直观图形。

如分析结果的某个测点的波速误差很大，可人为的修改。

修改步骤如下：

第一步：

在如右图所示

列表里查找其在哪一列，哪一行。

（列表头行不包括在，列表头行下一行为第0行。

列表最开始一列为第0列）

第二步：

把第一步查找数据的位置（如第2行，第1列）输入到可修改波速结果数组的最左边两个小控键里，如下图所示。

如在这两个控键里输入2、1，则结果如下图所示

此位置的数据自动显示在数组的最开始处，使其可见，然后对其修改，例如把它修改为160。

第三步：

点菜单“绘制图形”，软件按照修改后的值绘制相应图形，下图为第二步修改后所绘制的图形。

注意，计算出来的等效剪切波速和修改后的波速是没有保存的，请客户用笔记录下来，所绘制的图形也是没有保存的，请客户在分析下个孔时，应该先抓图（按一次键盘的“PrintScreenSysRq”键），把此图形复制到操作系统的画图里，再处理。

各孔波速分析完后，点“关闭”按钮，退出此窗口，回到主窗口。

6.软件异常处理:

6.1点程序菜单没有反映,应该关闭程序,重新启动程序.

6.2在没有连接好硬件的情况下点“开始采集”按钮,使程序进入死循环,应该关闭程序,等连接好硬件后,重新启动程序。

四、注意事项

1．对孔和层数编号时,应该从自然数1开始.孔号如:

1、2、3、4、5、6等;每个孔测点应该从上到下编号，如:

1、2、3、4、5、等。

2．程序把孔到板的水平距离默认为3米,如测量时不是3米,应该在分析时修改。

3．测量时,仪器只使用0到3通道.对应放大器的1到4通道。

4．软件的采样频率默认为每个通道采样率为4096，一般不需要改变此值。

5．所附带盘里有个“实验数据分析”文件，里面提供的实验数据供用来学习用最开始两中方法来分析波速和熟悉软件。

可读其数据进行分析，必须从每个孔的第一层数据开始分析。

“自动计算波速实验数据”文件可用来学习用自动计算波速方法来分析波速和熟悉软件。

五、波速测量步骤

第一步：

硬件布置。

主要是连接好触发传感器和探头输出与放大器和采集仪器，触发传感器输出连接放大器的触发输入通道，放大器的触发输出通道连接采集仪器的第0通道；探头的两个水平输出线分别与放大器的对应通道连接，如果把放大器对应的输出通道连接到采集仪器的第1和第2通道；把探头的垂直输出连接到放大器对应的通道，其对应输出连接到采集仪器的第3通道。

板到孔的距离如条件允许，应该为3米。

然后把采集仪器与计算机连接起来。

然后开通各电源。

在探头和触发传感器及被敲击木板布置好后，进入第二步。

第二步：

数据采集。

每个孔在正式采集前，应该先打开试波窗口进行试波，试波完后关闭试波窗口。

然后打开采集窗口，才正式采集和自动保存数据。

应该在点开始采集按钮后再敲击木板，应该在木板的两头分别敲击两下。

例如，先敲击左边两下，然后再敲击右边两下。

现场采集完各孔数据后，回家读数据进入第三步。

第三步：

波速分析和计算。

此步不需要连接采集仪器。

可选择“实验室读数据进行波速分析”、“实验室互相关波速分析”和“自动计算波速”的任何一种方法来分析，建议用自动计算波速。

六、采集仪器连线和使用说明

本采集仪器使用非常简单，不需要配套其它电源，只需要把配套的USB线插入计算机的USB口就可以了。

注意，必须在开始采集前连接好采集仪器和计算机。

连接好后，可先用软件的试波窗口试着采集一次，如程序没有反映，说明这个USB口不支持，应该换其它USB口，或重新插一次。

本采集仪器使用的为USB2.0协议。

对波速测量仪器，只使用0到3通道。

波速测试仪器线连接图