专利名称：无线旋转触探仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线旋转触探仪，具体地说是利用探头的压入和低速旋转进行深
层触探，通过电磁波将测试的数据实时传至地表，属于岩土原位测试领域。
背景技术：
岩土工程勘察是工程建设中的一个重要的环节，直接影响到建筑物的质量，决定 了建筑物的安全、稳定、正常使用及建筑造价。静力触探(Cone Penetration Test，简称 CPT)是将一种金属探头压入土层中，根据贯入时的阻力来划分土层及确定土的物理力学性 质的一种工程地质勘探方法和土的原位测试手段。它具有快速、准确、经济等优点，在公路、 铁路等各种基本建设的勘察中广泛应用，是岩土工程勘察原位测试的主要手段之一。
近年来，国家不断加大对高速公路、高速铁路等基础建设的投入。高速公路和高速 铁路对路基的要求十分高，现代高速公路、铁路等重要工程建设需要深达100米以上的深 层触探，但现有静力触探技术的探测深度一般只能达到40 60m，且不能用于坚硬黄土、冻 土及碎石土中。另外，就是传统静力触探由于使用电缆传输信号带来的不便。因为几十米 长的电缆必须穿过每根1.5米长的触探钻杆，加接或卸开钻杆丝扣时，容易损伤电缆导致 绝缘不良、接头损坏、操作费时等问题，因此很难满足现代高速公路、高速铁路的勘察要求。 随着勘察任务的急增、勘察要求的提高，研究能够满足深层触探需要的快速、准确、操作便 利的新型触探方法成为摆在地质工程人员面前的迫切任务。
发明内容
为了克服现有静力触探的不足，本发明提供一种无线旋转触探仪，结构简单，使用 便利。能够克服传统静力触探的一些不足，快速、准确、便利地实现地层深部的原位测试，是 钻探和触探的有机结合。借助电磁波信号实现无线传输，能实时的得到触探参数，从而大幅 度提高勘察效率、降低勘察成本，縮短工期，满足现代高速公路、铁路路基勘察设计的需要， 是触探技术的一个重大突破，具有很高的经济效益和广泛的应用前景，研究意义重大。
实现本发明的目的所采用的技术方案是该无线旋转触探仪包括加载部分、数据 采集部分、数据发射部分、数据接收部分和数据处理显示部分，加载部分包括钻机、探杆和 探头组成，探杆的一端安装在钻机上，另一端与探头连接，探头包括壳体和位于壳体内的数 据采集部分和数据发射部分，数据采集部分包括顶柱、与顶柱相连的传感器、与传感器相连 的电阻应变片以及与传感器相连的数据采集卡，数据发射部分包括无线数据发射器和为无 线数据发射器供电的发射器电池，数据接收部分包括无线数据接收器，数据处理显示部分 包括PC机以及安装于PC机的用于处理和显示数据的软件系统。
所述的钻机上设有卡盘，钻机通过卡盘夹紧探杆。
所述的探杆通过丝扣与探头连接。 所述的无线数据发射器通过无线电磁波把数据采集卡采集的数据发射至无线数 据接收器。
本发明的触探仪克服了传统静力触探仪的诸多不足，具有如下优点
1、本发明大大提高了触探的深度，扩大了触探的范围。 2、本发明采用电磁波传输数据，操作更简便，能够快速、准确地实现深部地层的原 位测试，克服传统静力触探探测深度受限，以及使用电缆而带来的接头易损坏、绝缘不良、 操作费时等不足，大幅度提高勘察深度和质量、降低勘察成本。
图1是本发明的结构示意图。 图中1.顶柱，2.电阻应变片，3.传感器，4.数据采集卡，5.无线数据发射器， 6.发射器电池，7.壳体，8.探杆，9.钻机，IO.无线电磁波，ll.无线数据接收器，12.USB线， 13. PC机，14.探头。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。 图1所示，该无线旋转触探仪，包括加载部分、数据采集部分、数据发射部分、数据 接收部分和数据处理显示部分，加载部分包括钻机9、探杆8和探头14组成，探杆8的一端 安装在钻机9上，钻机9上设有卡盘，钻机9通过卡盘夹紧探杆8，探杆8的另一端通过丝 扣与探头14连接，探头14包括壳体7和位于壳体7内的数据采集部分和数据发射部分，数 据采集部分包括顶柱1、与顶柱1相连的传感器3、与传感器3相连的电阻应变片2以及与 传感器3相连的数据采集卡4，数据发射部分包括无线数据发射器5和为无线发射器供电 的发射器电池6，数据接收部分包括无线数据接收器11 ，数据处理显示部分包括PC机13以 及安装于PC机13的用于处理和显示数据的软件系统。无线数据发射器5通过无线电磁波 10把数据采集卡4采集的数据发射至无线数据接收器11。无线数据发射器5接收到数据 采集卡4采集的数据后，将数据通过无线电磁波10发射至地面的无线数据接收器ll，无线 数据接收器11再将接收到的数据通过USB线12传递给PC机13。 该无线旋转触探仪工作时，钻机9的卡盘夹紧探杆8，并对探杆8施加压力和扭矩， 压力和扭矩通过探杆8传递至孔底探头14上，迫使探头14低速回转并压入地层，探头14 的壳体7与地层的作用力通过顶柱1传递至传感器3并使电阻应变片2发生变形，数据采 集卡4采集传感器3的数据并传输给无线数据发射器5，发射器电池6为无线数据发射器 5供电，无线数据发射器5通过无线电磁波10把接收到的数据发送至地表无线数据接收器 ll，无线数据接收器11通过USB线12与PC机13连接，PC机对接收到的数据进行处理，与 土的力学性质建立经验公式，最终得到土的各项性能指标，在PC机上显示、保存。
权利要求
一种无线旋转触探仪，包括加载部分、数据采集部分、数据发射部分、数据接收部分和数据处理显示部分，其特征在于加载部分包括钻机、探杆和探头组成，探杆的一端安装在钻机上，另一端与探头连接，探头包括壳体和位于壳体内的数据采集部分和数据发射部分，数据采集部分包括顶柱、与顶柱相连的传感器、与传感器相连的电阻应变片以及与传感器相连的数据采集卡，数据发射部分包括无线数据发射器和为无线数据发射器供电的发射器电池，数据接收部分包括无线数据接收器，数据处理显示部分包括PC机以及安装于PC机的用于处理和显示数据的软件系统。
2. 根据权利要求l所述的无线旋转触探仪，其特征在于钻机上设有卡盘，钻机通过卡 盘夹紧探杆。
3. 根据权利要求1所述的无线旋转触探仪，其特征在于探杆通过丝扣与探头连接。
4. 根据权利要求1所述的无线旋转触探仪，其特征在于无线数据发射器通过无线电 磁波把数据采集卡采集的数据发射至无线数据接收器。
全文摘要
本发明公开一种无线旋转触探仪，是钻探和触探的有机结合，借助电磁波信号实现无线传输，能实时的得到触探参数，能够克服传统静力触探的一些不足，快速、准确、便利地实现地层深部的原位测试，可显著增加地层探测深度，并能够避免使用电缆传输信号带来的接头易损坏、绝缘不良、操作费时等不足，大幅度提高勘察深度和质量、降低勘察成本，可广泛应用于高速公路、铁路及其它重要建筑物的勘察中。
文档编号E02D1/00GK101761062SQ20101002892
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者卢春华, 李田军, 石奎, 邵春, 鄢泰宁 申请人:中国地质大学(武汉)