一种地下旋转测量数据的方位校正装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型一种地下旋转测量数据的方位校正装置，用于旋转式数据测量过程 中，测量数据的方位校正。
【背景技术】
[0002] 全景式超声检测仪采用旋转探头对建筑粧孔和连续墙侧壁进行测量，旋转测量探 头通过电缆悬吊在待测粧孔中，测量过程中测量探头不断上升，探头旋转测量。因旋转和 电缆扭动导致各圈测量数据起点的实际方位不同，进而影响测量数据的分析和处理。需要 对各圈测量数据进行方位校正，使各圈数据的起点具有相同的起始方位。现有技术方案采 用机械式指南针，通过光电管进行指南针读取，实现对旋转测量数据方位校正。机械式指南 针，受振动影响大，结构加工复杂，检测精度难W保障。
【发明内容】
[0003] 本实用新型提供一种地下旋转测量数据的方位校正装置，改变了采用机械式指南 针和光电管检测式的地磁方位校正方式。避免了复杂的机械加工，减少由于振动产生的测 量抖动，W及由于指南针宽度，旋转速度等因素造成的测量准确度难W保证的问题。
[0004] 本实用新型采取的技术方案为：
[0005] 一种地下旋转测量数据的方位校正装置，包括连接地磁传感器U2的第一单片机 处理器U1，所述地磁传感器U2连接连接信号放大模块，所述信号放大模块连接光禪隔离模 块OP1，光禪隔离模块OP1连接第二单片机处理器U4。所述第一单片机处理器U1用于进行 地磁传感器复位/置位控制。地磁传感器U2检测信号经过信号放大模块放大后，经光禪隔 离模块OP1传给第二单片机处理器U4,第二单片机处理器U4经A/D转换获取地磁传感器 U2测量值、并通过获取的地磁传感器U2测量值设置口限值。
[0006] 所述第一单片机处理器U1、地磁传感器U2安装在超声检测仪的旋转探头上，并随 旋转探头一同旋转。
[0007] 本实用新型一种地下旋转测量数据的方位校正装置，技术效果如下：
[000引 1)、采用双单片机结构，第一单片机处理器作为地磁传感器控制处理器，用于进行 地磁传感器复位/置位控制。地磁传感器检测信号放大后经线性光禪隔离，传给第二单片 机处理器；第二单片机处理器经A/D转换读取地磁传感器测量值，通过地磁口限值对测量 数据进行标识，利用该标识计算得到地磁强度极值点的编号，实现各圈测量数据的方位校 正。
[0009] 2)、地磁传感器的复位/置位由单片机控制。根据需要可调整复位和置位操作顺 序，改变地磁传感器内部参考磁带磁场方向，W适应不同外部磁场环境，取得最佳的地磁测 量效果。
[0010] 3)、其校正控制由单独的第二单片机处理器实现。地磁传感器测量值经光禪隔离 传递到第二单片机处理器，经A/D转换获取地磁传感器测量值。通过自动获取各圈最大地 磁强度值，并动态设置地磁传感器检测口限，适应大深度测量时地磁数据的变化与波动。通 过大于地磁检测口限的测量点标识，计算地磁强度极值点位置，实现准确的旋转测量数据 方位校正。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型装置电路原理示意图。
[0012] 图2为本实用新型装置计算原理示意图。
【具体实施方式】
[0013] 如图1所示，一种地下旋转测量数据的方位校正装置，为减少步进电机运转时的 信号干扰，采用了双单片机结构。图1电路中地磁传感器U2的控制单片机；第一单片机处 理器U1用于对地磁传感器U2进行复位/置位控制，W获得每圈最佳的地磁测量结果，该电 路模块将随旋转探头一同旋转。放大器U3用于对地磁传感器U2的信号进行放大，经光禪 隔离后传送到第二单片机处理器U4,第二单片机处理器U4通过A/D转换进行转换，利用获 取的地磁场强度设置合适的口限值。并对大于口限的数据进行标识，该标识用地计算地磁 场强度极值点位置。
[0014] 计算机方法如下；假设一圈数据中，第一个出现大于口限标识的编号为X，最后一 个出现大于口限标识的编号为X+N，则将第X+N/2的编号点作为该圈地磁极值点。各圈数据 将W地磁极值点所在方位为测量数据起点，实现所有数据的起始点方位校正，为进一步数 据分析提供正确的数据。
[00巧]原理说明：
[0016] 设测量时超声波换能器旋转一圈总步数为M，则第n圈地磁场强度与转动步数k的 关系可表示为：
[0017] B",= B""sin(?"+k2 3i/M)
[0018] 其中8"胃表示第n圈的最大地磁场强度值，t i表示时间，《。表示起始相位，k表 示旋转步数，M表示每圈步进电机步数（该值大于等400且为200的整数倍）。
[0019] 当《e+k2 31 /M = 31 /2时（该方位可视为正南或正北方位），地磁场强度值为最 大，W该方位上的数据作为起始位置，可保证测量数据的起始点具有相同方位，从而保证数 据正确描述粧孔内壁状态。因此，问题转换为当已知Bw和k时，如何找到Bw的极值点所对 应的旋转位置k，该k值即为一圈地磁极值点出现位置，W此作为一圈的起点位置，可将各 圈数据正确对齐。
[0020] 假设初始位置为0时地磁强度为最大值8"胃，此时步进电机转动，地磁强度变化 为：
[002U ABni= B 刪x(l-sin(n/化化 3T/M))
[002引不防设M为400,则可得到A B。在地磁极值两侧的变化情况如下表：
[0023] 表1地磁数据最大值两侧值与转动角度的关系1
[0024]
【主权项】
1. 一种地下旋转测量数据的方位校正装置，包括连接地磁传感器扣2)的第一单片机 处理器扣1)，其特征在于，所述地磁传感器扣2)连接信号放大模块，所述信号放大模块连 接光禪隔离模块（0P1)，光禪隔离模块（0P1)连接第二单片机处理器扣4); 所述第一单片机处理器扣1)用于进行地磁传感器复位/置位控制； 地磁传感器扣2)检测信号经过信号放大模块放大后，经光禪隔离模块（0P1)传给第二 单片机处理器扣4)，第二单片机处理器扣4)经A/D转换获取地磁传感器扣2)测量值、并通 过获取的地磁传感器扣2)测量值设置口限值。
2. 根据权利要求1所述一种地下旋转测量数据的方位校正装置，其特征在于，所述第 一单片机处理器扣1)、地磁传感器扣2)安装在超声检测仪的旋转探头上，并随旋转探头一 同旋转。
【专利摘要】一种地下旋转测量数据的方位校正装置，包括连接地磁传感器U2的第一单片机处理器U1，所述地磁传感器U2连接信号放大模块，所述信号放大模块连接光耦隔离模块OP1，光耦隔离模块OP1连接第二单片机处理器U4。所述第一单片机处理器U1用于进行地磁传感器复位/置位控制。地磁传感器U2检测信号经过信号放大模块放大后，经光耦隔离模块OP1传给第二单片机处理器U4，第二单片机处理器U4经A/D转换获取地磁传感器U2测量值、并通过获取的地磁传感器U2测量值设置门限值。本实用新型一种地下旋转测量数据的方位校正装置，减少由于振动产生的测量抖动，以及由于指南针宽度，旋转速度等因素造成的测量准确度难以保证的问题。
【IPC分类】G01V3-40
【公开号】CN204287510
【申请号】CN201520003900
【发明人】丁晓波, 刘勇, 陈慈发, 龚国强
【申请人】三峡大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月1日