數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)，包括采集主機(jī)、采集器、聲波探頭和探測連接線纜，采集主機(jī)與采集器通過有線或無線方式連接，采集器和聲波探頭之間通過探測連接線纜連接；本實(shí)用新型直接將12V直流電通過電纜傳輸?shù)桨l(fā)射探頭，減小發(fā)射高壓電脈沖能量在遠(yuǎn)距離傳輸途中的能量損耗，避免接收振子產(chǎn)生的模擬電信號通過電纜長距離回傳過程中模擬信號衰減或失真，本裝置在巖土測試技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。
【專利說明】
數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及巖土測試裝置，特別是一種數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工程上所用的數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀是采用儀器發(fā)射一個(gè)電壓脈沖信號，經(jīng)過同芯電纜將發(fā)射高壓電脈沖傳到發(fā)射振子，發(fā)射壓電陶瓷振子振動(dòng)，沿介質(zhì)傳波振動(dòng)波至接收壓電陶瓷振子，接收壓電陶瓷振子將接收到的震動(dòng)產(chǎn)生模擬電信號，模擬電信號經(jīng)同芯電纜專到采集主機(jī)，主機(jī)將接收到的模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字信號整理，濾波、存儲等，待后續(xù)資料解譯分析處理使用。
[0003]發(fā)射高壓電脈沖能量的發(fā)射電壓在100?1000V，發(fā)射寬度:1?500ys，通過長距離同芯電纜傳，由于電纜電阻較高，損耗了部分能量、至使引起發(fā)射壓電陶瓷振子能量減弱，并且發(fā)射能量不能無限加大。接收壓電陶瓷振子接收到震動(dòng)信號，由于振動(dòng)能量較弱，電纜對能量的損失及水壓對壓電陶瓷振子振動(dòng)的束縛，引起周圍介質(zhì)振動(dòng)較小，再引起接收振子振動(dòng)產(chǎn)生的電信號微弱，微弱的電信號再經(jīng)長距離電纜傳輸?shù)街鳈C(jī)，導(dǎo)致信號衰減或失真甚至接收不到有用信號。目前，大于10m的電纜都增加了信號放大器，對傳輸回的模擬信號在進(jìn)入主機(jī)前對信號進(jìn)行放大處理，但波形失真較嚴(yán)重，嚴(yán)重的甚至影響資料的正確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有巖土測試裝置的不足，本實(shí)用新型提供一種數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)，包括，采集主機(jī)、采集器、聲波探頭和探測連接線纜，所述的采集主機(jī)與采集器通過有線或無線方式連接，采集器和聲波探頭之間通過探測連接線纜連接；
[0006]所述的采集器包括，通信模塊，電池模塊、充電電源接口、母制電纜接口和網(wǎng)線接口，所述的通信模塊分別連接電池模塊、網(wǎng)線接口和母制電纜接口，電池模塊連接充電電源接口，電池模塊內(nèi)設(shè)有可充電電池，充電電源接口連接母制電纜接口 ；
[0007]所述的探測連接線纜內(nèi)設(shè)有二根銅芯電源線、二根銅芯或光纖信號傳輸線和一根Φ 2mm的軟鋼繩;探測連接線纜的一端設(shè)有公制防水接頭、另一端設(shè)有母制防水接頭，公制防水接頭連接采集器的母制電纜接口 ；
[0008]所述的聲波探頭為圓柱形，包括有，高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊、發(fā)射壓電陶瓷振子模塊、接收I壓電陶瓷振子模塊、接收Π壓電陶瓷振子模塊、兩個(gè)花管連接支架、保護(hù)鋁套，所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊，發(fā)射壓電陶瓷振子模塊通過花管連接支架連接接收I壓電陶瓷振子模塊，接收I壓電陶瓷振子模塊通過花管連接支架連接接收Π壓電陶瓷振子模塊，接收Π壓電陶瓷振子模塊的底端連接保護(hù)鋁套；
[0009]所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊包括有，聲發(fā)射采集卡、低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊、公制電纜接口和屏蔽線纜;所述的聲發(fā)射采集卡與低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊連接，低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊通過所述的屏蔽線纜連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊，聲發(fā)射采集卡通過所述的屏蔽線纜分別與接收I壓電陶瓷振子模塊、接收Π壓電陶瓷振子模塊連接，公制電纜接口連接探測連接線纜的母制防水接頭。
[0010]采集器將12V直流電通過探測連接線纜傳輸?shù)铰暡ㄌ筋^，并將發(fā)射指令傳給聲發(fā)射采集卡，聲發(fā)射采集卡給出指令、并發(fā)射電脈沖信號，經(jīng)低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊發(fā)射高壓電脈沖信號給發(fā)射壓電陶瓷振子模塊產(chǎn)生振動(dòng)，引起周圍介質(zhì)振動(dòng)。接收I壓電陶瓷振子模塊、接收Π壓電陶瓷振子模塊接收到的振動(dòng)信號，轉(zhuǎn)換成模擬電信號回傳給發(fā)射采集卡，發(fā)射采集卡經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)探測連接線纜把數(shù)字信號傳到采集器，采集器通過有線或無線方式傳到采集主機(jī)，采集主機(jī)將接收到的數(shù)字信號進(jìn)行整理，濾波、存儲等，供后續(xù)進(jìn)行資料解譯分析。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本裝置直接將12V直流電通過電纜傳輸?shù)桨l(fā)射探頭，減小發(fā)射高壓電脈沖能量在遠(yuǎn)距離傳輸途中的能量損耗，避免接收振子產(chǎn)生的模擬電信號通過電纜長距離回傳過程中模擬信號衰減或失真，本裝置在巖土測試技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的采集器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型的探測連接線纜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型聲波探頭結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中零部件及編號:
[0018]1-米集主機(jī)；2-米集器；3-聲波探頭；4-探測連接線纜；21-通彳目模塊；22-電池模塊;23-充電電源接口 ；24_母制電纜接口；25-網(wǎng)線接口 ；41_公制防水接頭;42-母制防水接頭;31-高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊;32-發(fā)射壓電陶瓷振子模塊;33-接收I壓電陶瓷振子模塊；34-接收Π壓電陶瓷振子模塊；35-花管連接支架；36-保護(hù)鋁套；311 -聲發(fā)射采集卡;312-低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊;313-公制電纜接口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1?圖5所示，數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)，包括，采集主機(jī)1、采集器
2、聲波探頭3和探測連接線纜4，所述的采集主機(jī)I與采集器2通過有線或無線方式連接，采集器2和聲波探頭3之間通過探測連接線纜4連接；
[0021 ]所述的采集器2包括，通信模塊21，電池模塊22、充電電源接口 23、母制電纜接口 24和網(wǎng)線接口 25，所述的通信模塊21分別連接電池模塊22、網(wǎng)線接口 25和母制電纜接口 24，電池模塊22連接充電電源接口 23，電池模塊22內(nèi)設(shè)有可充電電池，充電電源接口 23連接母制電纜接口 24;
[0022]所述的探測連接線纜4內(nèi)設(shè)有二根銅芯電源線、二根銅芯或光纖信號傳輸線和一根Φ 2mm的軟鋼繩;探測連接線纜4的一端設(shè)有公制防水接頭41、另一端設(shè)有母制防水接頭42，公制防水接頭41連接采集器2的母制電纜接口 24;
[0023]所述的聲波探頭3為圓柱形，包括有，高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊31、發(fā)射壓電陶瓷振子模塊32、接收I壓電陶瓷振子模塊33、接收Π壓電陶瓷振子模塊34、兩個(gè)花管連接支架35、保護(hù)鋁套36，所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊31連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊32，發(fā)射壓電陶瓷振子模塊32通過花管連接支架35連接接收I壓電陶瓷振子模塊33，接收I壓電陶瓷振子模塊33通過花管連接支架35連接接收Π壓電陶瓷振子模塊34，接收Π壓電陶瓷振子模塊34的底端連接保護(hù)鋁套36;
[0024]所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊31包括有，聲發(fā)射采集卡311、低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊312、公制電纜接口 313和屏蔽線纜;所述的聲發(fā)射采集卡311與低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊312連接，低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊312通過所述的屏蔽線纜連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊32，聲發(fā)射采集卡311通過所述的屏蔽線纜分別與接收I壓電陶瓷振子模塊33、接收Π壓電陶瓷振子模塊34連接，公制電纜接口 313連接探測連接線纜4的母制防水接頭42 ο
[0025]實(shí)施過程:
[0026]采集主機(jī)I對采集參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，發(fā)射采集指令、接收采集數(shù)據(jù)并保存。
[0027]采集器2的通信模塊21支持GPRS和短消息雙通道傳輸數(shù)據(jù);支持多中心數(shù)據(jù)通信，采集串口設(shè)備數(shù)據(jù)，如串口儀表、采集器、PLC等;并具有遠(yuǎn)程管理功能，支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、程序升級。
[0028]聲發(fā)射采集卡311為多通道聲發(fā)采集卡，采用現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號模塊，對發(fā)射信號進(jìn)行指令發(fā)射，并將接收到的模擬電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0029]采集器2將12V直流電通過探測連接線纜4傳輸?shù)铰暡ㄌ筋^3，并將發(fā)射指令傳給聲發(fā)射采集卡311，聲發(fā)射采集卡311給出指令發(fā)射電脈沖信號，經(jīng)低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊312發(fā)射高壓電脈沖信號給發(fā)射壓電陶瓷振子模塊32并產(chǎn)生振動(dòng)，引起周圍介質(zhì)振動(dòng)。接收I壓電陶瓷振子模塊33和接收Π壓電陶瓷振子模塊34接收到的振動(dòng)模擬信號，聲發(fā)射采集卡311將振動(dòng)模擬電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)探測連接線纜4把數(shù)字信號傳回到采集器2，采集器2通過有線或無線方式傳到采集主機(jī)I。
[0030]采集器2在聲發(fā)射采集卡311給出指令的同時(shí)開始記錄，記錄長度及采樣率可按要求修改采集參數(shù);接收到的數(shù)字信號經(jīng)采集器2的網(wǎng)線接口 25或通信模塊21傳輸?shù)讲杉鳈C(jī)1，采集主機(jī)I通過對高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊31進(jìn)行指令控制和接收到的數(shù)字信號進(jìn)行整理，濾波、存儲等，待后續(xù)資料解譯分析使用。
[0031]發(fā)射指令和回傳采集信號通過探測連接線纜4內(nèi)設(shè)的相同二根銅芯或光纖信號傳輸線進(jìn)行傳輸，探測連接線纜4與聲波探頭3采用快速防水插接方式，探測連接線纜4可根據(jù)孔深而加長。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字化鉆孔單孔聲波儀測試裝置系統(tǒng)，其特征在于，包括，采集主機(jī)(I)、采集器(2)、聲波探頭(3)和探測連接線纜(4)，所述的采集主機(jī)(I)與采集器(2)通過有線或無線方式連接，采集器(2)和聲波探頭(3)之間通過探測連接線纜(4)連接； 所述的采集器(2 )包括，通信模塊(21)，電池模塊(22 )、充電電源接口( 23 )、母制電纜接口(24)和網(wǎng)線接口(25)，所述的通信模塊(21)分別連接電池模塊(22)、網(wǎng)線接口(25)和母制電纜接口( 24)，電池模塊(22)連接充電電源接口( 23)，電池模塊(22 )內(nèi)設(shè)有可充電電池，充電電源接口( 23)連接母制電纜接口( 24); 所述的探測連接線纜(4)內(nèi)設(shè)有二根銅芯電源線、二根銅芯或光纖信號傳輸線和一根Φ 2mm的軟鋼繩;探測連接線纜(4)的一端設(shè)有公制防水接頭(41)、另一端設(shè)有母制防水接頭(42)，公制防水接頭(41)連接采集器(2)的母制電纜接口( 24); 所述的聲波探頭(3)為圓柱形，包括有，高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊(31)、發(fā)射壓電陶瓷振子模塊(32)、接收I壓電陶瓷振子模塊(33)、接收Π壓電陶瓷振子模塊(34)、兩個(gè)花管連接支架(35)、保護(hù)鋁套(36)，所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊(31)連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊(32)，發(fā)射壓電陶瓷振子模塊(32)通過花管連接支架(35)連接接收I壓電陶瓷振子模塊(33)，接收I壓電陶瓷振子模塊(33)通過花管連接支架(35)連接接收Π壓電陶瓷振子模塊(34)，接收Π壓電陶瓷振子模塊(34)的底端連接保護(hù)鋁套(36); 所述的高壓電脈沖信號指令發(fā)射及數(shù)字信號采集模塊(31)包括有，聲發(fā)射采集卡(311)、低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊(312)、公制電纜接口(313)和屏蔽線纜;所述的聲發(fā)射采集卡(311)與低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊(312)連接，低壓轉(zhuǎn)高壓直流模塊(312)通過所述的屏蔽線纜連接發(fā)射壓電陶瓷振子模塊(32)，聲發(fā)射采集卡(311)通過所述的屏蔽線纜分別與接收I壓電陶瓷振子模塊(33 )、接收Π壓電陶瓷振子模塊(34)連接，公制電纜接口( 313 )連接探測連接線纜(4 )的母制防水接頭(42 )。
【文檔編號】G01N29/04GK205484206SQ201620223196
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】舒連剛, 姚德兀
【申請人】四川中水成勘院工程勘察有限責(zé)任公司