智能鉆孔軌跡測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤田地質勘探儀器領域，具體涉及一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在公知技術中，鉆孔軌跡測斜技術早已廣泛應用于石油鉆孔及煤礦井下瓦斯抽放、地質勘探和探放水等鉆孔施工中，但是在國內煤田地質領域，還未見智能鉆孔軌跡測量裝置的相關報道。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置及方法。
[0004]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
本發明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置，該裝置由手持終端和智能測量探頭組成，二者之間通過無線藍牙連接；所述智能測量探頭包括供電單元、智能管理單元、軌道測量單元、通信接口單元，所述供電單元分別與智能管理單元、軌道測量單元連接，所述智能管理單元包括第一三軸重力加速計、第一鉆進狀態采集單元、轉動傳感器、80C51單片機，所述第一三軸重力加速計、第一鉆進狀態采集單元、轉動傳感器的輸入端相互連接，所述第一三軸重力加速計和轉動傳感器的輸出端相互連接，所述第一鉆進狀態采集單元的輸出端與80C51單片機的一端連接，所述80C51單片機的另一端連接在軌道測量單元與供電單元之間；所述軌道測量單元包括第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態采集單元、三軸磁感應傳感器、STM8單片機，所述第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態采集單元、三軸磁感應傳感器的輸入端相互連接，所述第二三軸重力加速計和三軸磁感應傳感器的輸出端相互連接，所述第二鉆進狀態采集單元的輸出端與STM8單片機的一端連接，所述STM8單片機的另一端與通信接口單元連接。
[0005]上述方案中，所述80C51單片機的另一端分別與第二三軸重力加速計、第二鉆進狀態采集單元、三軸磁感應傳感器連接。
[0006]上述方案中，所述供電單元包括電池保護電路、電池組、本安電源，所述電池保護電路與電池組連接，并且兩者均與本安電源連接。
[0007]上述方案中，所述通信接口單元包括通信接口，所述通信接口上設置有USB接口、RS485轉藍牙模塊，通過RS485轉藍牙模塊與手持終端連接。
[0008]上述方案中，所述第一鉆進狀態采集單元和第二鉆進狀態采集單元均包括MCU和六軸MEMS陀螺儀，所述MCU和六軸MEMS陀螺儀之間通過RS485互相通信；所述第一鉆進狀態采集單元的MCU將采集數據輸出到80C51單片機，所述第二鉆進狀態采集單元的MCU將采集數據輸出到STM8單片機。
[0009]本發明實施例還提供一種智能鉆孔軌跡測量方法，該方法為:手持終端向智能測量探頭發送定時同步工作指令，接收到同步指令后，所述智能測量探頭每隔500毫秒自動檢測內部鉆進狀態采集單元采集的數據與設定的狀態閾值進行比較，根據比較結果自動判斷進行加電和斷電工作。
[0010]上述方案中，所述智能測量探頭通過與設定的狀態閾值進行比較，根據比較結果自動判斷進行加電和斷電工作，具體為:當智能測量探頭采集的數據大于設定的狀態閾值時，智能測量探頭自動斷電；當智能測量探頭采集的數據小于設定的狀態閾值時，智能測量探頭開始測量并自動存儲數據，采集完成后延時15秒后自動斷電。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果:
本發明采用了三軸重力加速計傳感器和轉動傳感器組合的工作模式，保證了裝置能準確識別鉆進狀態(水平移動、轉動、振動);采用了高集成抗EMC干擾半導體電路設計技術，設計了寬度僅18mm的全套采集控制電路；采用了低磁導率、抗彎抗扭強度大的鈹青銅作為外管，保證了測量鉆孔姿態參數的準確性。
[0012]本發明能夠自動識別鉆機的鉆進狀態(水平移動、轉動、振動)并控制智能測量探頭測量鉆孔的姿態參數并自動按設定的時間間隔存儲到存儲器或者直接通過藍牙傳輸姿態參數。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置的連接示意圖；
圖2為本發明中的第一鉆進狀態采集單元和第二鉆進狀態采集單元的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0015]本發明實施例提供一種智能鉆孔軌跡測量裝置，如圖1所示，該裝置由手持終端和智能測量探頭組成，二者之間通過無線藍牙連接；所述智能測量探頭包括供電單元1、智能管理單元2、軌道測量單元3、通信接口單元4，所述供電單元1分別與智能管理單元2、軌道測量單元3連接，所述智能管理單元2包括第一三軸重力加速計201、第一鉆進狀態采集單元202、轉動傳感器203、80C51單片機204，所述第一三軸重力加速計201、第一鉆進狀態采集單元202、轉動傳感器203的輸入端相互連接，所述第一三軸重力加速計201和轉動傳感器203的輸出端相互連接，所述第一鉆進狀態采集單元202的輸出端與80C51單片機204的一端連接，所述80C51單片機204的另一端連接在軌道測量單元3與供電單元1之間；所述軌道測量單元3包括第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態采集單元302、三軸磁感應傳感器303、STM8單片機304，所述第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態采集單元302、三軸磁感應傳感器303的輸入端相互連接，所述第二三軸重力加速計301和三軸磁感應傳感器303的輸出端相互連接，所述第二鉆進狀態采集單元302的輸出端與STM8單片機304的一端連接，所述STM8單片機304的另一端與通信接口單元4連接。
[0016]所述80C51單片機204的另一端分別與第二三軸重力加速計301、第二鉆進狀態采集單元302、三軸磁感應傳感器303連接。
[0017]所述供電單元1包括電池保護電路101、電池組102、本安電源103，所述電池保護電路101與電池組102連接，并且兩者均與本安電源103連接。
[0018]所述通信接口單元4包括通信接口 401，所述通信接口 401上設置有USB接口 402、RS485轉藍牙模塊403，通過RS485轉藍牙模塊403與。
[0019]所述手持終端和智能測量探頭之間通過無線藍牙技術進行傳輸數據，手持終端發送相應的命令給智能測量探頭，所述智能測量探頭根據接收的命令啟動相應的工作模式并把相應的結果返回給手持終端，由手持終端最終以數字和圖形的方式顯示出來；所述供電單元1對智