一种成孔成槽检测装置的制造方法_2

文档序号:9101888阅读:来源:国知局
输相当于是即时完成的。由探头控制单元SC控制探头选通单元SC依次控制一组垂直发射接收声波传感器SV和N组水平发射接收声波传感器SHl?SHN完成1+N个方向上的检测,电缆线L中仅需一根信号线LS,对信号线LS无特殊要求,仪器信号滤波放大A/D单元IAD也仅需一个通道,检测装置结构极其简单,检测装置成本极其低廉。
[0027]垂向反射体R为一径向尺寸DR不大于检测探头S主体径向尺寸DS的反射体,垂向反射体R固定在检测探头S的垂直发射接收声波传感器SV上方DH处的电缆线L上,DH取值范围为0.1米?1.0米;检测探头S和垂向反射体R结构关系图见图2。
[0028]垂向反射体R用于将垂直发射接收声波传感器SV发射的声波反射回去,DH过小会导致数据误差较大,DH过大会导致垂向反射体R处反射的声波过于衰减,不利于准确记录回波,同时DH过大会导致得到的声速不能准确代表水平发射接收声波传感器SHl?SHN所处深度位置的声速。
[0029]一种成孔成槽检测的控制方法,其步骤如下:
[0030]步骤1、仪器计算机IC设定当前检测深度位置Hx、检测移距dH、探头垂直调理放大参数、垂直滤波放大A/D参数、探头水平调理放大参数、水平滤波放大A/D参数;
[0031]垂直发射接收声波传感器SV发射接收声波时,探头垂直调理放大参数和仪器垂直滤波放大A/D参数分别用于设置探头调理放大单元SA的SV对应的调理放大参数和仪器信号滤波放大A/D单元IAD的SV对应的滤波放大A/D参数。
[0032]水平发射接收声波传感器SHl?SHN发射接收声波时,探头水平调理放大参数和仪器水平A/D参数分别用于设置探头调理放大单元SA的SHl?SHN对应的调理放大参数和仪器信号滤波放大A/D单元的SHl?SHN对应的滤波放大A/D参数。
[0033]通常垂直发射接收间距HD和水平发射接收间距会有一定的差别,其对应的反射面也不同,采用不同的调理放大和滤波放大A/D参数有利于得到高精度的数据。
[0034]步骤2、仪器计算机IC通过仪器绞车控制单元IW控制绞车W收放电缆线L,将检测探头S放置在当前检测深度位置Hx ;
[0035]步骤3、仪器计算机IC通过仪器绞车控制单元IW确定检测探头S到达当前检测深度位置Hx,未到达当前位置时返回步骤2 ;
[0036]步骤4、仪器计算机IC控制检测探头S完成当前检测深度位置Hx的检测任务:
[0037]步骤4首先是控制一组垂直发射接收声波传感器SV完成垂直方向上来自检测探头S上方DH处的反射体R的回波检测,得到回波到达时间Tvx,根据已知的间距DH得到泥浆的声波波速Svx,而后控制N组水平发射接收声波传感器SHl?SHN完成N个不同水平方向上自钻孔孔壁或槽壁反射的回波检测,得到回波到达时间Thlx?ThNx,再根据泥浆声波波速Svx,计算得到N个不同水平方向上的反射间距Dhlx?DhNx,(Dhix = Svx * Thix/2,i=l ?N)。
[0038]步骤4具体包括:
[0039]步骤4.1、仪器计算机IC控制仪器信号滤波放大A/D单元IAD设置垂直滤波放大A/D参数,仪器计算机IC通过探头控制单元SP设置探头调理放大单元SA的垂直调理放大参数;
[0040]步骤4.2、仪器计算机IC通过探头控制单元SP控制探头选通单元SC将垂直发射接收声波传感器SV的发射声波部分与声波发射机F连接,将垂直发射接收声波传感器SV的接收声波部分与探头调理信号放大单元SA导通,检测探头S的探头调理放大单元SA对接收回波信号进行调理放大;
[0041]步骤4.3、仪器计算机IC通过探头控制单元SP控制垂直发射接收声波传感器SV发射声波,同时仪器计算机IC控制仪器信号滤波放大A/D单元IAD对信号线LS上的声波回波信号滤波、放大、A/D、存储;
[0042]步骤4.4、仪器计算机IC对步骤4.3获取的数据,计算得到垂直声波反射时间Tvx,得到当前泥楽声波波速Svx=2DH/Tvx,其中DH为垂向反射体与垂直发射接收声波传感器SV的间距,Tvx为声波发射到反射接收的时间间隔;
[0043]步骤4.5、仪器计算机IC控制仪器信号滤波放大A/D单元IAD设置水平滤波放大A/D参数,仪器计算机IC通过探头控制单元SP设置探头调理放大单元SA的水平调理放大参数;
[0044]步骤4.6、仪器计算机IC通过探头控制单元SP控制探头选通单元SC将水平发射接收声波传感器SHi的发射声波部分与声波发射机F连接,将水平发射接收声波传感器SHi的接收声波部分与探头信号调理放大单元SA导通,探头调理放大单元SA对接收回波信号进行调理放大,仪器计算机IC通过探头控制单元SP控制水平发射接收声波传感器SHi发射声波,同时仪器计算机IC控制仪器信号滤波放大A/D单元IAD依次对信号线LS上的水平发射接收声波传感器SHi声波回波信号滤波、放大、A/D、存储;
[0045]其中SHi依次为SHl?SHN,N为水平发射接收声波传感器的总个数;
[0046]步骤4.7、仪器计算机IC根据步骤4.4得到当前泥楽声波波速Svx=2DH/Tvx对步骤4.6获取的声波回波数据计算反射距离,存储并显示水平发射接收声波传感器SHl?SHN所对方向的检测结果;
[0047]步骤5、仪器计算机IC设置下一个待检测深度位置Hx+dH为当前检测深度位置Hx,跳转到步骤3,直至完成预定设置深度的的检测任务。
[0048]本实用新型的有益效果是:
[0049]①.增加了垂直发射接收声波功能,直接测试检测深度位置处的泥浆声波波速,从而可以消除不同深度位置由于泥浆密度不同带来的误差,这一点对于底部位置的意义尤其重要,因为底部位置往往由于泥浆沉淀作用导致密度变化很大。
[0050]②.检测设备的检测效率大幅提高:本实用新型采用在检测探头S内依次选通传感器并将信号信号调理放大后传输到地面仪器单元I完成A/D转换并存储显示,在总线模式下A/D数据的存储,相对于声波发射接收过程毫秒量级的时间过程,相当于是即时完成的,速度远高于现有技术采用的在检测探头S内完成A/D而后采用串行485通讯协议将数据传输到地面仪器单元I存储。
[0051]例如,一个直径3米,深度100米,检测深度间距0.05米的检测任务,共计需在2000个深度位置进行检测,采用4组发射主频为88kHz的水平发射接收声波传感器SHl、SH2、SH3、SH4,为了能够准确再现回波波形,A/D采样频率高于声波主频一个量级(5—一10倍),设定为500kHz,平均回波时间2ms,记录时间段设定为5ms,每个深度位置的4个方向上总计需采集4*500kHz*5ms=10k个数据,如果采用16位A/D,得到20kByte数据量。
[0052]采用现有技术,20kByte数据量,使用485协议传输20kByte数据,假定150米电缆线,采用lOOkbit/s传输速率需要约2秒,现有技术往往采用降低数据精度的方法提高检测速度,降低A/D位数(8—一12位A/D)、降低采用频率(200kHz),即便降低数据精度,每个检测深度位置耗时也是秒量级,导致绞车的提升速度上限约为dH/s。
[0053]采用本实用新型的技术,增加一个垂直检测方向,假定发射体R间距DH=0.5米,预计垂向反射时间0.67ms,记录时间段定为2ms,每个深度位置四个方向上的发射接收过程记录时间段为4*5ms,实际数据A/D过程和数据传输存储过程即时完成,每个深度位置的检测耗时也是2ms+4*5ms=22ms,考虑
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