一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，用于旋轉(zhuǎn)式數(shù)據(jù)測量過程 中，測量數(shù)據(jù)的方位校正。
【背景技術(shù)】
[0002] 全景式超聲檢測儀采用旋轉(zhuǎn)探頭對建筑粧孔和連續(xù)墻側(cè)壁進行測量，旋轉(zhuǎn)測量探 頭通過電纜懸吊在待測粧孔中，測量過程中測量探頭不斷上升，探頭旋轉(zhuǎn)測量。因旋轉(zhuǎn)和 電纜扭動導致各圈測量數(shù)據(jù)起點的實際方位不同，進而影響測量數(shù)據(jù)的分析和處理。需要 對各圈測量數(shù)據(jù)進行方位校正，使各圈數(shù)據(jù)的起點具有相同的起始方位?，F(xiàn)有技術(shù)方案采 用機械式指南針，通過光電管進行指南針讀取，實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)方位校正。機械式指南 針，受振動影響大，結(jié)構(gòu)加工復雜，檢測精度難W保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型提供一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，改變了采用機械式指南 針和光電管檢測式的地磁方位校正方式。避免了復雜的機械加工，減少由于振動產(chǎn)生的測 量抖動，W及由于指南針寬度，旋轉(zhuǎn)速度等因素造成的測量準確度難W保證的問題。
[0004] 本實用新型采取的技術(shù)方案為：
[0005] 一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，包括連接地磁傳感器U2的第一單片機 處理器U1，所述地磁傳感器U2連接連接信號放大模塊，所述信號放大模塊連接光禪隔離模 塊OP1，光禪隔離模塊OP1連接第二單片機處理器U4。所述第一單片機處理器U1用于進行 地磁傳感器復位/置位控制。地磁傳感器U2檢測信號經(jīng)過信號放大模塊放大后，經(jīng)光禪隔 離模塊OP1傳給第二單片機處理器U4,第二單片機處理器U4經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換獲取地磁傳感器 U2測量值、并通過獲取的地磁傳感器U2測量值設置口限值。
[0006] 所述第一單片機處理器U1、地磁傳感器U2安裝在超聲檢測儀的旋轉(zhuǎn)探頭上，并隨 旋轉(zhuǎn)探頭一同旋轉(zhuǎn)。
[0007] 本實用新型一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，技術(shù)效果如下：
[000引 1)、采用雙單片機結(jié)構(gòu)，第一單片機處理器作為地磁傳感器控制處理器，用于進行 地磁傳感器復位/置位控制。地磁傳感器檢測信號放大后經(jīng)線性光禪隔離，傳給第二單片 機處理器；第二單片機處理器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換讀取地磁傳感器測量值，通過地磁口限值對測量 數(shù)據(jù)進行標識，利用該標識計算得到地磁強度極值點的編號，實現(xiàn)各圈測量數(shù)據(jù)的方位校 正。
[0009] 2)、地磁傳感器的復位/置位由單片機控制。根據(jù)需要可調(diào)整復位和置位操作順 序，改變地磁傳感器內(nèi)部參考磁帶磁場方向，W適應不同外部磁場環(huán)境，取得最佳的地磁測 量效果。
[0010] 3)、其校正控制由單獨的第二單片機處理器實現(xiàn)。地磁傳感器測量值經(jīng)光禪隔離 傳遞到第二單片機處理器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換獲取地磁傳感器測量值。通過自動獲取各圈最大地 磁強度值，并動態(tài)設置地磁傳感器檢測口限，適應大深度測量時地磁數(shù)據(jù)的變化與波動。通 過大于地磁檢測口限的測量點標識，計算地磁強度極值點位置，實現(xiàn)準確的旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù) 方位校正。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型裝置電路原理示意圖。
[0012] 圖2為本實用新型裝置計算原理示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 如圖1所示，一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，為減少步進電機運轉(zhuǎn)時的 信號干擾，采用了雙單片機結(jié)構(gòu)。圖1電路中地磁傳感器U2的控制單片機；第一單片機處 理器U1用于對地磁傳感器U2進行復位/置位控制，W獲得每圈最佳的地磁測量結(jié)果，該電 路模塊將隨旋轉(zhuǎn)探頭一同旋轉(zhuǎn)。放大器U3用于對地磁傳感器U2的信號進行放大，經(jīng)光禪 隔離后傳送到第二單片機處理器U4,第二單片機處理器U4通過A/D轉(zhuǎn)換進行轉(zhuǎn)換，利用獲 取的地磁場強度設置合適的口限值。并對大于口限的數(shù)據(jù)進行標識，該標識用地計算地磁 場強度極值點位置。
[0014] 計算機方法如下；假設一圈數(shù)據(jù)中，第一個出現(xiàn)大于口限標識的編號為X，最后一 個出現(xiàn)大于口限標識的編號為X+N，則將第X+N/2的編號點作為該圈地磁極值點。各圈數(shù)據(jù) 將W地磁極值點所在方位為測量數(shù)據(jù)起點，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的起始點方位校正，為進一步數(shù) 據(jù)分析提供正確的數(shù)據(jù)。
[00巧]原理說明：
[0016] 設測量時超聲波換能器旋轉(zhuǎn)一圈總步數(shù)為M，則第n圈地磁場強度與轉(zhuǎn)動步數(shù)k的 關(guān)系可表示為：
[0017] B",= B""sin(?"+k2 3i/M)
[0018] 其中8"胃表示第n圈的最大地磁場強度值，t i表示時間，《。表示起始相位，k表 示旋轉(zhuǎn)步數(shù)，M表示每圈步進電機步數(shù)（該值大于等400且為200的整數(shù)倍）。
[0019] 當《e+k2 31 /M = 31 /2時（該方位可視為正南或正北方位），地磁場強度值為最 大，W該方位上的數(shù)據(jù)作為起始位置，可保證測量數(shù)據(jù)的起始點具有相同方位，從而保證數(shù) 據(jù)正確描述粧孔內(nèi)壁狀態(tài)。因此，問題轉(zhuǎn)換為當已知Bw和k時，如何找到Bw的極值點所對 應的旋轉(zhuǎn)位置k，該k值即為一圈地磁極值點出現(xiàn)位置，W此作為一圈的起點位置，可將各 圈數(shù)據(jù)正確對齊。
[0020] 假設初始位置為0時地磁強度為最大值8"胃，此時步進電機轉(zhuǎn)動，地磁強度變化 為：
[002U ABni= B 刪x(l-sin(n/化化 3T/M))
[002引不防設M為400,則可得到A B。在地磁極值兩側(cè)的變化情況如下表：
[0023] 表1地磁數(shù)據(jù)最大值兩側(cè)值與轉(zhuǎn)動角度的關(guān)系1
[0024]
【主權(quán)項】
1. 一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，包括連接地磁傳感器扣2)的第一單片機 處理器扣1)，其特征在于，所述地磁傳感器扣2)連接信號放大模塊，所述信號放大模塊連 接光禪隔離模塊（0P1)，光禪隔離模塊（0P1)連接第二單片機處理器扣4); 所述第一單片機處理器扣1)用于進行地磁傳感器復位/置位控制； 地磁傳感器扣2)檢測信號經(jīng)過信號放大模塊放大后，經(jīng)光禪隔離模塊（0P1)傳給第二 單片機處理器扣4)，第二單片機處理器扣4)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換獲取地磁傳感器扣2)測量值、并通 過獲取的地磁傳感器扣2)測量值設置口限值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，其特征在于，所述第 一單片機處理器扣1)、地磁傳感器扣2)安裝在超聲檢測儀的旋轉(zhuǎn)探頭上，并隨旋轉(zhuǎn)探頭一 同旋轉(zhuǎn)。
【專利摘要】一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，包括連接地磁傳感器U2的第一單片機處理器U1，所述地磁傳感器U2連接信號放大模塊，所述信號放大模塊連接光耦隔離模塊OP1，光耦隔離模塊OP1連接第二單片機處理器U4。所述第一單片機處理器U1用于進行地磁傳感器復位/置位控制。地磁傳感器U2檢測信號經(jīng)過信號放大模塊放大后，經(jīng)光耦隔離模塊OP1傳給第二單片機處理器U4，第二單片機處理器U4經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換獲取地磁傳感器U2測量值、并通過獲取的地磁傳感器U2測量值設置門限值。本實用新型一種地下旋轉(zhuǎn)測量數(shù)據(jù)的方位校正裝置，減少由于振動產(chǎn)生的測量抖動，以及由于指南針寬度，旋轉(zhuǎn)速度等因素造成的測量準確度難以保證的問題。
【IPC分類】G01V3-40
【公開號】CN204287510
【申請?zhí)枴緾N201520003900
【發(fā)明人】丁曉波, 劉勇, 陳慈發(fā), 龔國強
【申請人】三峽大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月1日