專利名稱：礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆孔深度監(jiān)測技術(shù)，尤其涉及一種礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
鉆機(jī)在進(jìn)行鉆 孔過程中需要對(duì)鉆孔深度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，以便能及時(shí)掌握鉆孔情況。目前，現(xiàn)有技術(shù)中，鉆孔深度的檢測主要由鉆機(jī)操作人員或驗(yàn)收人員統(tǒng)計(jì)鉆桿的個(gè)數(shù)來計(jì)算鉆孔深度。這種人工檢測方式的效率較低、誤差較大，而且不能實(shí)現(xiàn)隨鉆隨測，實(shí)時(shí)性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可自動(dòng)檢測鉆孔深度且可隨鉆隨測的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，包括壓力變送器，用于獲取鉆機(jī)動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)時(shí)的油壓壓力，輸出油壓信號(hào)；位移傳感器，用于獲取自身至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移，輸出位移信號(hào)；電控箱，用于獲取所述油壓信號(hào)和所述位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)所述位移傳感器至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度，并將所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度實(shí)時(shí)輸出顯示，所述有效位移為在所述油壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的油壓壓力大于門限油壓時(shí)所述位移傳感器至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移；電磁閥，用于接收所述電控箱輸出的電磁閥控制信號(hào)，據(jù)此控制水路或風(fēng)路的開閉。本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置的電控箱能夠獲取壓力變送器輸出的油壓信號(hào)以及位移傳感器輸出的位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)位移傳感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度，并將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度實(shí)時(shí)輸出顯示，從而實(shí)現(xiàn)了鉆孔深度的自動(dòng)檢測，并實(shí)現(xiàn)了可隨鉆隨測的在線監(jiān)測，效率較高、誤差較小。


圖I為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置的電路框圖；圖2為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的CPU部分的電路原理圖；圖3為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的位移信號(hào)處理電路部分的電路原理圖；圖4為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的壓力信號(hào)處理電路部分的電路原理圖；圖5為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的顯示電路部分的電路原理圖6為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的遙控信號(hào)接收電路部分的電路原理圖；圖7為本發(fā)明的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置中的信號(hào)輸出電路部分的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述參考圖I所示，本實(shí)施例的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，包括壓力變送器、位移傳感器、電控箱、遙控器和電磁閥。其中，壓力變送器用于獲取鉆機(jī)動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)時(shí)的油壓壓力，輸出油壓信號(hào)。位移傳感器安裝于鉆機(jī)尾部，其激光光斑瞄準(zhǔn)鉆機(jī)動(dòng)力頭，該位移傳感器用于獲取自身至鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移，輸出位移信號(hào)。電控箱用于獲取油壓信號(hào)和位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)位移傳感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度，并將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度實(shí)時(shí)輸出顯示，其中，有效位移即為在油壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的油壓壓力大于門限油壓時(shí)位移傳 感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移。電磁閥用于接收電控箱輸出的電磁閥控制信號(hào)，據(jù)此控制水路或風(fēng)路的開閉。其中，電控箱包括CPU，以及與分別與其相連的壓力信號(hào)處理電路、位移信號(hào)處理電路、顯示電路、遙控信號(hào)接收電路和信號(hào)輸出電路。CPU用于獲取油壓信號(hào)和位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)位移傳感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度。壓力信號(hào)處理電路用于接收位移傳感器發(fā)送的油壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成適合CPU處理的油壓信號(hào)。位移信號(hào)處理電路用于接收壓力變送器發(fā)送的位移信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成適合CPU處理的位移信號(hào)。顯示電路用于接收CPU發(fā)送的當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度并實(shí)時(shí)輸出顯示。信號(hào)輸出電路用于當(dāng)收到(PU輸出的電磁閥控制信號(hào)時(shí)將其轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電磁閥開閉。遙控信號(hào)接收電路與遙控器配合用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電控箱的參數(shù)設(shè)置。結(jié)合圖2所示，本實(shí)施例的CPU的型號(hào)為MSP430F149的單片機(jī)模塊及其外圍電路。本實(shí)施例的壓力變送器包括主油泵壓力變送器、副油泵壓力變送器和備用壓力變送器，其中，主油泵壓力變送器、副油泵壓力變送器分別通過一個(gè)三通安裝于鉆機(jī)控制鉆桿正反轉(zhuǎn)的主、副油管上。結(jié)合圖4所示，本實(shí)施例的壓力信號(hào)處理電路與之對(duì)應(yīng)包括三路，每路壓力信號(hào)處理電路包括型號(hào)為AD7740KRM的電壓頻率轉(zhuǎn)換器及其外圍電路以及型號(hào)為IS07221D的雙數(shù)字隔離器及其外圍電路。電壓頻率轉(zhuǎn)換器的第2、第7引腳分別對(duì)應(yīng)與雙數(shù)字隔離器的第2、第3引腳相連。每路壓力信號(hào)處理電路的電壓頻率轉(zhuǎn)換器的第5引腳與對(duì)應(yīng)的壓力變送器的輸出端相連。三路壓力信號(hào)處理電路的雙數(shù)字隔離器的第6引腳分別對(duì)應(yīng)與單片機(jī)模塊的第16、第17、第18引腳相連。三路壓力信號(hào)處理電路的雙數(shù)字隔離器的第7引腳與單片機(jī)模塊的第60引腳相連。結(jié)合圖3所示，本實(shí)施例的位移信號(hào)處理電路包括型號(hào)為ADM3251E的全隔離單通道RS232/V2. 8收發(fā)器及其外圍電路，收發(fā)器的第15和第16引腳與位移傳感器的輸出端相連，收發(fā)器的第8、第9引腳分別對(duì)應(yīng)與單片機(jī)模塊的第43、第46引腳相連。結(jié)合圖5所示,本實(shí)施例的顯示電路包括型號(hào)為LM256160BCW的液晶顯示模塊、電容CS、電阻R3、電阻R4、電阻R9和三極管Q2，三極管Q2的基極通過電阻R4與單片機(jī)模塊的第23引腳相連，三極管Q2的發(fā)射極通過電阻R9接VCC3. 3V，三極管Q2的集電極與液晶顯示模塊的第16引腳相連，液晶顯示模塊的第15引腳通過電阻R3接VCC3. 3V，電容CS的一端接VCC3. 3V而另一端接地，液晶顯示模塊第3 第14引腳分別對(duì)應(yīng)與單片機(jī)模塊的第36、第33、第34、第31、第44、第41、第42、第39、第40、第37、第38和第35引腳相連。結(jié)合圖6所示，本實(shí)施例的遙控信號(hào)接收電路包括型號(hào)為HS0038B的紅外接收管、電容C28、電阻12、電阻14、三極管Q3以及型號(hào)為TC9149的紅外接收芯片及其外圍電路，紅外接收管的第2引腳接地，紅外接收管的第3引腳通過電阻R14接VCC3. 3V，紅外接收管的第2、第3引腳之間通過電容C28相連，紅外接收管的第3引腳與三極管Q3的基極相連，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻12接VCC3. 3V，三極管Q3的集電極與紅外接收芯片的第2引腳相連，紅外接收芯片的第3 第7引腳分別對(duì)應(yīng)與單片機(jī)模塊的第51、第52、第49、第I、和第4引腳相連。 結(jié)合圖7所示，本實(shí)施例的信號(hào)輸出電路包括電阻R7、電阻R8和三極管Q1，三極管Ql的基極與電阻R8的一端相連，三極管Ql的發(fā)射極以及電阻R7的一端接地，電阻R7的另一端和電阻R8的另一端相連后與單片機(jī)模塊的第22引腳相連，三極管Ql的集電極與電磁閥的控制信號(hào)輸入端相連。以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，包括 壓力變送器，用于獲取鉆機(jī)動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)時(shí)的油壓壓力，輸出油壓信號(hào)； 位移傳感器，用于獲取自身至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移，輸出位移信號(hào)； 電控箱，用于獲取所述油壓信號(hào)和所述位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)所述位移傳感器至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度，并將所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度實(shí)時(shí)輸出顯示，所述有效位移為在所述油壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的油壓壓力大于門限油壓時(shí)所述位移傳感器至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移； 電磁閥，用于接收所述電控箱輸出的電磁閥控制信號(hào)，據(jù)此控制水路或風(fēng)路的開閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述電控箱包括CPU，以及與分別與其相連的壓力信號(hào)處理電路、位移信號(hào)處理電路、顯示電路和信號(hào)輸出電路， 所述CPU，用于獲取所述油壓信號(hào)和所述位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)所述位移傳感器至所述鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與所述當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度； 所述壓力信號(hào)處理電路，用于接收所述位移傳感器發(fā)送的油壓信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成適合所述CPU處理的油壓信號(hào)； 所述位移信號(hào)處理電路，用于接收所述壓力變送器發(fā)送的位移信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成適合所述CPU處理的位移信號(hào)； 所述顯示電路，用于接收所述CPU發(fā)送的當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度并實(shí)時(shí)輸出顯示；所述信號(hào)輸出電路，用于當(dāng)收到所述CPU輸出的電磁閥控制信號(hào)時(shí)將其轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述電磁閥開閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括遙控器和設(shè)置于所述電控箱內(nèi)的遙控信號(hào)接收電路，所述遙控信號(hào)接收電路與所述CPU相連，所述遙控信號(hào)接收電路與所述遙控器配合用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電控箱的參數(shù)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述CPU包括型號(hào)為MSP430F149的單片機(jī)模塊及其外圍電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述壓力變送器包括主油泵壓力變送器、副油泵壓力變送器和備用壓力變送器，所述壓力信號(hào)處理電路與之對(duì)應(yīng)包括三路，每路所述壓力信號(hào)處理電路包括型號(hào)為AD7740KRM的電壓頻率轉(zhuǎn)換器及其外圍電路以及型號(hào)為IS07221D的雙數(shù)字隔離器及其外圍電路，所述電壓頻率轉(zhuǎn)換器的第2、第7引腳分別對(duì)應(yīng)與所述雙數(shù)字隔離器的第2、第3引腳相連，每路所述壓力信號(hào)處理電路的電壓頻率轉(zhuǎn)換器的第5引腳與對(duì)應(yīng)的壓力變送器的輸出端相連，三路所述壓力信號(hào)處理電路的雙數(shù)字隔離器的第6引腳分別對(duì)應(yīng)與所述單片機(jī)模塊的第16、第17、第18引腳相連，三路所述壓力信號(hào)處理電路的雙數(shù)字隔離器的第7引腳與所述單片機(jī)模塊的第60引腳相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述位移信號(hào)處理電路包括型號(hào)為ADM3251E的全隔離單通道RS232/V2. 8收發(fā)器及其外圍電路，所述收發(fā)器的第15和第16引腳與位移傳感器的輸出端相連，所述收發(fā)器的第8、第9引腳分別對(duì)應(yīng)與所述單片機(jī)模塊的第43、第46引腳相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述顯示電路包括型號(hào)為LM256160BCW的液晶顯示模塊、電容C8、電阻R3、電阻R4、電阻R9和三極管Q2，三極管Q2的基極通過電阻R4與所述單片機(jī)模塊的第23引腳相連，三極管Q2的發(fā)射極通過電阻R9接VCC3. 3V，三極管Q2的集電極與所述液晶顯示模塊的第16引腳相連，所述液晶顯示模塊的第15引腳通過電阻R3接VCC3. 3V，電容C8的一端接VCC3. 3V而另一端接地，所述液晶顯示模塊第3 第14引腳分別對(duì)應(yīng)與所述單片機(jī)模塊的第36、第33、第34、第31、第44、第41、第42、第39、第40、第37、第38和第35引腳相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述遙控信號(hào)接收電路包括型號(hào)為HS0038B的紅外接收管、電容C28、電阻12、電阻14、三極管Q3以及型號(hào)為TC9149的紅外接收芯片及其外圍電路，所述紅外接收管的第2引腳接地，所述紅外接收管的第3引腳通過電阻R14接VCC3. 3V，所述紅外接收管的第2、第3引腳之間通過電容C28相連，所述紅外接收管的第3引腳與三極管Q3的基極相連，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極 管Q3的集電極通過電阻12接VCC3. 3V，三極管Q3的集電極與所述紅外接收芯片的第2引腳相連，所述紅外接收芯片的第3 第7引腳分別對(duì)應(yīng)與所述單片機(jī)模塊的第51、第52、第49、第I、和第4引腳相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號(hào)輸出電路包 括電阻R7、電阻R8和三極管Ql，三極管Ql的基極與電阻R8的一端相連，三極管Ql的發(fā)射極以及電阻R7的一端接地，電阻R7的另一端和電阻R8的另一端相連后與所述單片機(jī)模塊的第22引腳相連，三極管Ql的集電極與電磁閥的控制信號(hào)輸入端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用鉆孔深度監(jiān)測裝置，包括壓力變送器用于獲取鉆機(jī)動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)時(shí)的油壓壓力，輸出油壓信號(hào)；位移傳感器用于獲取自身至鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移，輸出位移信號(hào)；電控箱用于獲取油壓信號(hào)和位移信號(hào)，據(jù)此計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)位移傳感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的有效位移，將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的有效位移與當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)之前的有效位移進(jìn)行累加即得到當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度，將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的鉆孔深度實(shí)時(shí)輸出顯示，有效位移為在油壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的油壓壓力大于門限油壓時(shí)位移傳感器至鉆機(jī)動(dòng)力頭的位移；電磁閥用于接收電控箱輸出的電磁閥控制信號(hào)，據(jù)此控制水路或風(fēng)路的開閉。本裝置可自動(dòng)檢測鉆孔深度，效率高、誤差小。
文檔編號(hào)E21B47/04GK102877831SQ20121040717
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者孫超, 孫強(qiáng), 李智 申請(qǐng)人:淮南潤成科技股份有限公司