一种动力头钻速计算方法与装置与流程

本发明属于桩基施工，更具体地说，是涉及一种动力头钻速计算方法与装置。

背景技术：

1、桩基施工是建筑工程中的一种基础工程，目的是通过在地下深处打入钢筋混凝土桩来增加地基的承载力和稳定性。旋挖钻机是一种常用的桩基施工设备，其在施工过程中需要准确监测钻机的转速，以确保施工的安全和效率。目前，常用的旋挖钻机转速监测方法通过安装在旋挖钻机上的机械转速计，实时测量钻机的转速。然而，这种方法受到外界环境的影响较大，如噪声、温度等因素会对测量结果产生一定影响。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种动力头钻速计算方法与装置。

2、一种动力头钻速计算装置，包括：

3、霍尔转速传感器，设置旋挖钻机的动力头上，用于采集动力头的原始钻速信号，并将所述原始钻速信号上传到信号处理模块；所述信号处理模块用于对所述原始钻速信号进行模数转换和去噪得到动力头的钻速；

4、温度检测传感器，设置在霍尔转速传感器上，用于采集霍尔转速传感器的工作温度；

5、温度信号采集处理电路，与所述温度检测传感器连接；

6、温度补偿模块，与所述温度信号采集处理电路连接，设置在霍尔转速传感器上，用于将所述霍尔转速传感器的工作温度调整到最优温度。

7、优选地，所述温度信号采集处理电路，包括：

8、反馈放大器的第二引脚分别与第七电阻的一端、第一滑动电阻器的一端和第一二极管的阳极连接，所述反馈放大器的第三引脚接地，反馈放大器的第四引脚与第二电容的一端连接，反馈放大器的第六引脚分别与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接，反馈放大器的第七引脚与第三电容的一端连接；

9、第一电容的一端与温度检测传感器的输出端连接，第一电容的另一端与第七电阻的另一端连接；第二二极管的阴极、第四电容的一端和第二滑动电阻器的一端均与第一滑动电阻器的另一端连接。

10、优选地，所述第二电容的另一端、第三电容的另一端、第四电容的一端和第二滑动电阻器的另一端均接地。

11、优选地，所述温度补偿模块，包括：

12、pid控制器，分别与所述温度信号采集处理电路和温控系统连接，用于当最优温度大于霍尔转速传感器的工作温度时，pid控制器调整温控系统加热霍尔转速传感器，当最优温度小于霍尔转速传感器的工作温度时，pid控制器调整温控系统为霍尔转速传感器散热。

13、本发明还提供了一种动力头钻速计算方法，包括：

14、步骤1：采集动力头的原始钻速信号；

15、步骤2：使用预设的小波基函数对所述原始钻速信号进行分解得到多个小波系数；

16、步骤3：根据原始钻速信号的分解尺度确定小波阈值；

17、步骤4：利用所述小波阈值确定去噪函数；

18、步骤5：使用所述去噪函数对所述原始钻速信号进行去噪得到去噪后的钻速信号；

19、步骤6：对所述去噪后的钻速信号进行逆小波变换得到动力头的钻速。

20、优选地，所述步骤3：根据原始钻速信号的分解尺度确定小波阈值，包括：

21、采用公式：

22、

23、确定小波阈值；其中，λ为小波阈值，n表示原始钻速信号的长度，median表示取中值运算，dj表示第j个分解尺度下的小波系数，η为可调系数。

24、优选地，所述去噪函数为：

25、

26、其中，ωj,k表示在第j个分解尺度下的第k个小波系数，表示去噪后的小波系数，sgn表示符号函数。

27、优选地，在所述步骤5之后，还包括：

28、采用公式：

29、

30、

31、评估去噪后钻速信号的信噪比和均方误差，当信噪比或者均方误差任意一项不在预设范围时，重新确定可调系数；其中，snr表示信噪比，mse表示均方误差，f(n)表示原始钻速信号，表示去噪后的钻速信号。

32、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种动力头钻速计算方法中的步骤。

33、本发明还提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的一种动力头钻速计算方法中的步骤。

34、本发明提供的一种动力头钻速计算方法与装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在旋挖钻机上设置信号处理模块和温度补偿模块可以去除噪声和温度因素的影响，使霍尔转速传感器采集的钻速信息更加准确。

技术特征：

1.一种动力头钻速计算装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种动力头钻速计算装置，其特征在于，所述温度信号采集处理电路，包括：

3.如权利要求2所述的一种动力头钻速计算方法，其特征在于，所述第二电容的另一端、第三电容的另一端、第四电容的一端和第二滑动电阻器的另一端均接地。

4.如权利要求3所述的一种动力头钻速计算方法，其特征在于，所述温度补偿模块，包括：

5.一种动力头钻速计算方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的一种动力头钻速计算方法，其特征在于，所述步骤3：根据原始钻速信号的分解尺度确定小波阈值，包括：

7.如权利要求6所述的一种动力头钻速计算方法，其特征在于，所述去噪函数为：

8.如权利要求7所述的一种动力头钻速计算方法，其特征在于，在所述步骤5之后，还包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-8中任一项所述的一种动力头钻速计算方法中的步骤。

10.一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求5-8中任一项所述的一种动力头钻速计算方法中的步骤。

技术总结
本发明提供了一种动力头钻速计算方法与装置，其中，该装置包括：霍尔转速传感器，设置旋挖钻机的动力头上，用于采集动力头的原始钻速信号，并将原始钻速信号上传到信号处理模块；信号处理模块用于对原始钻速信号进行模数转换和去噪得到动力头的钻速；温度检测传感器，设置在霍尔转速传感器上，用于采集霍尔转速传感器的工作温度；温度信号采集处理电路，与温度检测传感器连接；温度补偿模块，与温度信号采集处理电路连接，设置在霍尔转速传感器上，用于将霍尔转速传感器的工作温度调整到最优温度。本发明通过在旋挖钻机上设置信号处理模块和温度补偿模块可以去除噪声和温度因素的影响，使霍尔转速传感器采集的钻速信息更加准确。

技术研发人员：司典浩,王文正,郭飞,林伊欣,张永恒,赵云辉,雷铭,李波,孟祥韬,林雪冰,何富思,张泽林,刘明华,赵晨阳,孟庆龙,高健,高峥宇,杨帆,梁玉星
受保护的技术使用者：北京高新市政工程科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15