智能鉆孔軌跡測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤田地質(zhì)勘探儀器領域,具體涉及一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在公知技術中,鉆孔軌跡測斜技術早已廣泛應用于石油鉆孔及煤礦井下瓦斯抽放、地質(zhì)勘探和探放水等鉆孔施工中,但是在國內(nèi)煤田地質(zhì)領域,還未見智能鉆孔軌跡測量裝置的相關報道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此,本發(fā)明的主要目的在于提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
[0004]為達到上述目的,本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置,該裝置由手持終端和智能測量探頭組成,二者之間通過無線藍牙連接;所述智能測量探頭包括供電單元、智能管理單元、軌道測量單元、通信接口單元,所述供電單元分別與智能管理單元、軌道測量單元連接,所述智能管理單元包括第一三軸重力加速計、第一鉆進狀態(tài)采集單元、轉(zhuǎn)動傳感器、80C51單片機,所述第一三軸重力加速計、第一鉆進狀態(tài)采集單元、轉(zhuǎn)動傳感器的輸入端相互連接,所述第一三軸重力加速計和轉(zhuǎn)動傳感器的輸出端相互連接,所述第一鉆進狀態(tài)采集單元的輸出端與80C51單片機的一端連接,所述80C51單片機的另一端連接在軌道測量單元與供電單元之間;所述軌道測量單元包括第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態(tài)采集單元、三軸磁感應傳感器、STM8單片機,所述第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態(tài)采集單元、三軸磁感應傳感器的輸入端相互連接,所述第二三軸重力加速計和三軸磁感應傳感器的輸出端相互連接,所述第二鉆進狀態(tài)采集單元的輸出端與STM8單片機的一端連接,所述STM8單片機的另一端與通信接口單元連接。
[0005]上述方案中,所述80C51單片機的另一端分別與第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態(tài)采集單元、三軸磁感應傳感器連接。
[0006]上述方案中,所述供電單元包括電池保護電路、電池組、本安電源,所述電池保護電路與電池組連接,并且兩者均與本安電源連接。
[0007]上述方案中,所述通信接口單元包括通信接口,所述通信接口上設置有USB接口、RS485轉(zhuǎn)藍牙模塊,通過RS485轉(zhuǎn)藍牙模塊與手持終端連接。
[0008]上述方案中,所述第一鉆進狀態(tài)采集單元和第二鉆進狀態(tài)采集單元均包括MCU和六軸MEMS陀螺儀,所述MCU和六軸MEMS陀螺儀之間通過RS485互相通信;所述第一鉆進狀態(tài)采集單元的MCU將采集數(shù)據(jù)輸出到80C51單片機,所述第二鉆進狀態(tài)采集單元的MCU將采集數(shù)據(jù)輸出到STM8單片機。
[0009]本發(fā)明實施例還提供一種智能鉆孔軌跡測量方法,該方法為:手持終端向智能測量探頭發(fā)送定時同步工作指令,接收到同步指令后,所述智能測量探頭每隔500毫秒自動檢測內(nèi)部鉆進狀態(tài)采集單元采集的數(shù)據(jù)與設定的狀態(tài)閾值進行比較,根據(jù)比較結果自動判斷進行加電和斷電工作。
[0010]上述方案中,所述智能測量探頭通過與設定的狀態(tài)閾值進行比較,根據(jù)比較結果自動判斷進行加電和斷電工作,具體為:當智能測量探頭采集的數(shù)據(jù)大于設定的狀態(tài)閾值時,智能測量探頭自動斷電;當智能測量探頭采集的數(shù)據(jù)小于設定的狀態(tài)閾值時,智能測量探頭開始測量并自動存儲數(shù)據(jù),采集完成后延時15秒后自動斷電。
[0011]與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用了三軸重力加速計傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器組合的工作模式,保證了裝置能準確識別鉆進狀態(tài)(水平移動、轉(zhuǎn)動、振動);采用了高集成抗EMC干擾半導體電路設計技術,設計了寬度僅18mm的全套采集控制電路;采用了低磁導率、抗彎抗扭強度大的鈹青銅作為外管,保證了測量鉆孔姿態(tài)參數(shù)的準確性。
[0012]本發(fā)明能夠自動識別鉆機的鉆進狀態(tài)(水平移動、轉(zhuǎn)動、振動)并控制智能測量探頭測量鉆孔的姿態(tài)參數(shù)并自動按設定的時間間隔存儲到存儲器或者直接通過藍牙傳輸姿態(tài)參數(shù)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置的連接示意圖;
圖2為本發(fā)明中的第一鉆進狀態(tài)采集單元和第二鉆進狀態(tài)采集單元的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015]本發(fā)明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置,如圖1所示,該裝置由手持終端和智能測量探頭組成,二者之間通過無線藍牙連接;所述智能測量探頭包括供電單元1、智能管理單元2、軌道測量單元3、通信接口單元4,所述供電單元1分別與智能管理單元2、軌道測量單元3連接,所述智能管理單元2包括第一三軸重力加速計201、第一鉆進狀態(tài)采集單元202、轉(zhuǎn)動傳感器203、80C51單片機204,所述第一三軸重力加速計201、第一鉆進狀態(tài)采集單元202、轉(zhuǎn)動傳感器203的輸入端相互連接,所述第一三軸重力加速計201和轉(zhuǎn)動傳感器203的輸出端相互連接,所述第一鉆進狀態(tài)采集單元202的輸出端與80C51單片機204的一端連接,所述80C51單片機204的另一端連接在軌道測量單元3與供電單元1之間;所述軌道測量單元3包括第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應傳感器303、STM8單片機304,所述第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應傳感器303的輸入端相互連接,所述第二三軸重力加速計301和三軸磁感應傳感器303的輸出端相互連接,所述第二鉆進狀態(tài)采集單元302的輸出端與STM8單片機304的一端連接,所述STM8單片機304的另一端與通信接口單元4連接。
[0016]所述80C51單片機204的另一端分別與第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態(tài)采集單元302、三軸磁感應傳感器303連接。
[0017]所述供電單元1包括電池保護電路101、電池組102、本安電源103,所述電池保護電路101與電池組102連接,并且兩者均與本安電源103連接。
[0018]所述通信接口單元4包括通信接口 401,所述通信接口 401上設置有USB接口 402、RS485轉(zhuǎn)藍牙模塊403,通過RS485轉(zhuǎn)藍牙模塊403與。
[0019]所述手持終端和智能測量探頭之間通過無線藍牙技術進行傳輸數(shù)據(jù),手持終端發(fā)送相應的命令給智能測量探頭,所述智能測量探頭根據(jù)接收的命令啟動相應的工作模式并把相應的結果返回給手持終端,由手持終端最終以數(shù)字和圖形的方式顯示出來;所述供電單元1對智