一种工程勘察钻杆垂直监测装置及其监测方法与流程

本发明涉及工程勘察技术领域，特别涉及一种工程勘察钻杆垂直监测装置及其监测方法。

背景技术：

在岩土工程勘探中，如果钻杆在下钻过程中不垂直，一方面成孔的质量得不到保证，另一方面还会给施工带来一些不必要的麻烦，因此保持钻杆的垂直就显得尤为重要，传统的做法主要是利用直尺和吊锤，操作起来比较繁琐，钻杆的垂直度难以得到真正的控制。

检查钻杆垂直度并判断其是否超限的方法主要有三种：一、施工人员使用全站仪或经纬仪观察钻杆位置，从而判断其是否垂直，当感觉钻杆倾斜较大时进行调节；二、施工人员肉眼观察与钻杆相连的钻机导向架上自带的铅锤和导向架上画的水平对照线的相对位置，从而判断钻杆是否垂直，当感觉钻杆倾斜较大时进行调节；三、使用带有倾角传感器的仪器自动获取钻杆或导向架的倾斜角度数据，施工人员根据仪器显示屏上这一数据的具体数据或形象展示判断钻杆是否垂直，当感觉钻杆倾斜较大时进行调节。这三种方法都是根据施工人员的主观感觉来判断钻杆是否倾斜到需要调节的程度，需要派专人实时检查，费时费力，而且判断精度较低。

中国专利cn201910286340.8一种钻杆垂直度检测装置与方法，该装置包括：带有磁力吸盘的壳体、双轴倾角传感器、单片机、蜂鸣器和led灯，所述双轴倾角传感器、单片机和蜂鸣器位于所述壳体内部，所述led灯位于所述壳体上，所述双轴倾角传感器、蜂鸣器和led灯分别与所述单片机电连接。但是上述专利中传感器采用磁吸的方式安装在钻杆上，由于钻杆在进行钻孔时震动较大，磁吸的方式很不牢靠，容易脱落，同时采用双轴倾角传感器，双轴倾角传感器的精度较单轴倾角传感器比，同体积下精度较低，如果采用两个单轴倾角传感器需要保证两个单轴倾角传感器相互垂直，安装难度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工程勘察钻杆垂直监测装置及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工程勘察钻杆垂直监测装置，包括钻杆、安装在所述钻杆上的第一倾角传感器和第二倾角传感器以及手持机，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器用于从两个方向采集钻杆的倾斜角度，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器均与手持机连接，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器将采集到的数据传输至手持机中，所述手持机获得钻杆的垂直度，所述第一倾角传感器的内部、第二倾角传感器的内部和手持机的内部均安装有蓄电池。

作为本发明的一种优选技术方案，所述钻杆顶端固定连接有两个固定座，所述固定座之间呈垂直设置，两个所述固定座的一侧均固定连接有压簧套，两个所述压簧套均滑动连接有固定杆，两个所述固定杆的一端均贯穿固定座并均延伸至固定座内部，所述第一倾角传感器底端一侧和第二倾角传感器底端的一侧均开设有凹槽，所述凹槽与固定杆相适配，两个所述固定杆的内侧均固定连接有挡板，所述挡板和压簧套之间通过弹簧弹性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述手持机正面的顶部安装有显示屏，所述显示屏周围分别安装有四个指示灯，所述手持机的一侧安装有扬声器，所述手持机正面的底部安装有键盘，所述手持机的内部安装有主板，所述主板上搭载有处理器和存储器，所述键盘和存储器均连接于处理器输入端，所述指示灯、显示屏和扬声器均与处理器的输出端连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器均内置蓝牙传输器，所述手持机的内部安装有蓝牙接收器，所述第一倾角传感器和第二倾角传感器均通过蓝牙与手持机连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述指示灯分别位于显示屏的上下左右四个侧边，上下两个所述指示灯用于指示钻杆前后的倾斜方向，左右两个所述指示灯用于指示钻杆左右倾斜方向。

作为本发明的一种优选技术方案，一种工程勘察钻杆垂直监测装置的监测方法，包括以下步骤：

s1：将所述第一倾角传感器和第二倾角传感器分别安装在钻杆顶端的两个固定座上；

s2：在所述手持机上通过键盘输入垂直度阈值；

s3：所述第一倾角传感器和第二倾角传感器分别对钻杆的前后左右的倾斜值进行采集，将采集的数据发送至手持机；

s4：所述手持机对数据进行接收并处理；

s5：所述手持机对数据进行处理后通过显示屏显示；

s6：所述手持机将数据和阈值进行比对，大于阈值时进行报警。

作为本发明的一种优选技术方案，所述s3中，所述第一倾角传感器用于检测钻杆左右的倾斜角度，所述第二倾角传感器用于检测钻杆前后的倾斜角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时将第一倾角传感器和和第二倾角传感器安装在两个固定座上，两个固定座相互垂直，第一倾角传感器和第二倾角传感器分别对钻杆的前后左右的倾斜值进行采集，并将采集的数据发送至手持机，手持机对数据进行接收并处理，数据进行处理后通过显示屏显示，手持机将数据和阈值进行比对，大于阈值时进行报警，从而方便钻杆的调整，本发明保证了两个轴向的垂直，从而保证了倾角传感器双轴测量的精确性，同时能够实时、精确地监测钻杆的垂直度，并且能够直观地发出警报并指示倾斜方向，节省了人力物力，大大提高了工作效率和检测准确度。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中钻杆的结构示意图；

图3为本发明中固定座的结构示意图；

图4为本发明中监测装置的系统图；

图5为本发明中手持机的结构示意图。

图中：第一倾角传感器1、第二倾角传感器2、键盘3、处理器4、存储器5、指示灯6、显示屏7、扬声器8、手持机9、钻杆10、固定座11、凹槽12、挡板13、弹簧14、固定杆15、压簧套16。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2-5，本发明提供了一种工程勘察钻杆垂直监测装置的技术方案：包括钻杆10、安装在钻杆10上的第一倾角传感器1和第二倾角传感器2以及手持机9，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2用于从两个方向采集钻杆10的倾斜角度，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2均与手持机9连接，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2将采集到的数据传输至手持机9中，手持机9获得钻杆10的垂直度，第一倾角传感器1的内部、第二倾角传感器2的内部和手持机9的内部均安装有蓄电池。

参照图2结合图3，钻杆10顶端固定连接有两个固定座11，固定座11之间呈垂直设置，两个固定座11的一侧均固定连接有压簧套16，两个压簧套16均滑动连接有固定杆15，两个固定杆15的一端均贯穿固定座11并均延伸至固定座11内部，第一倾角传感器1底端一侧和第二倾角传感器2底端的一侧均开设有凹槽12，凹槽12与固定杆15相适配，两个固定杆15的内侧均固定连接有挡板13，挡板13和压簧套16之间通过弹簧14弹性连接，在安装第一倾角传感器1和第二倾角传感器2时，此时将固定杆15向外拉，然后将第一倾角传感器1和第二倾角传感器2分别放入两个固定座11中，松开固定杆15，此时弹簧14复位，弹簧14通过挡板13带动固定杆15插入凹槽12中，从而完成第一倾角传感器1和第二倾角传感器2的安装，在进行钻孔时，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2不易脱落，使用起来更加安全。

参照图3结合图4，手持机9正面的顶部安装有显示屏7，显示屏7周围分别安装有四个指示灯6，手持机9的一侧安装有扬声器8，手持机9正面的底部安装有键盘3，手持机9的内部安装有主板，主板上搭载有处理器4和存储器5，键盘3和存储器5均连接于处理器4输入端，指示灯6、显示屏7和扬声器8均与处理器4的输出端连接,第一倾角传感器1和第二倾角传感器2均内置蓝牙传输器，手持机9的内部安装有蓝牙接收器，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2均通过蓝牙与手持机9连接，指示灯6分别位于显示屏7的上下左右四个侧边，上下两个指示灯6用于指示钻杆10前后的倾斜方向，左右两个指示灯6用于指示钻杆10左右倾斜方向，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2将采集到的数据通过蓝牙传输给处理器4，处理器4对数据进行处理后通过显示屏7进行显示，并且处理器4将数据和存储器5中的阈值进行对比，如果数据大于阈值，此时处理器4控制扬声器8发出警报，同时指示灯6亮起，显示倾斜方向。

参照图1，一种工程勘察钻杆垂直监测装置的监测方法，包括以下步骤：

s1：将第一倾角传感器1和第二倾角传感器2分别安装在钻杆10顶端的两个固定座11上；

s2：在手持机9上通过键盘3输入垂直度阈值；

s3：第一倾角传感器1和第二倾角传感器2分别对钻杆10的前后左右的倾斜值进行采集，将采集的数据发送至手持机9；

s4：手持机9对数据进行接收并处理；

s5：手持机9对数据进行处理后通过显示屏显示；

s6：手持机9将数据和阈值进行比对，大于阈值时进行报警。

s1中，第一倾角传感器1用于检测钻杆10左右的倾斜角度，第二倾角传感器2用于检测钻杆10前后的倾斜角度。

具体使用时，本发明一种工程勘察钻杆垂直监测装置及其监测方法，先将固定杆15向外拉，然后将第一倾角传感器1和第二倾角传感器2分别放入两个固定座11中，松开固定杆15，此时弹簧14复位，弹簧14通过挡板13带动固定杆15插入凹槽12中，从而完成第一倾角传感器1和第二倾角传感器2的安装，在进行钻孔时，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2不易脱落，使用起来更加安全，在手持机9上通过键盘3输入垂直度阈值，第一倾角传感器1和第二倾角传感器2将采集到的数据通过蓝牙传输给处理器4，处理器4对数据进行处理后通过显示屏7进行显示，并且处理器4将数据和存储器5中的阈值进行对比，如果数据大于阈值，此时处理器4控制扬声器8发出警报，同时指示灯6亮起，显示倾斜方向，本发明保证了两个倾角传感器轴向的垂直，从而保证了倾角传感器双轴测量的精确性，同时能够实时、精确地监测钻杆的垂直度，并且能够直观地发出警报并指示倾斜方向，节省了人力物力，大大提高了工作效率和检测准确度。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。