CN105547140A - 一种埋入深度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及勘探采掘技术领域，特别是涉及一种埋入深度检测设备。埋入深度检测设备用于对深入地表以下的具有导磁性质的主体进行检测，包括缠绕线圈、主机、磁场感应探管、连接带和位移检测器，缠绕线圈用于缠绕于主体，且通过通电产生磁场；磁场感应探管用于穿入与主体平行的探洞，以实现检测主体末端的磁场；磁场感应探管与连接带连接，且同步移动，位移检测器检测连接带的移动数据，主机分别与位移检测器和磁场感应探管相连，实现在磁场感应探管检测到主体末端的磁场的状态下，主机获取移动数据。由此设置，埋入深度检测设备发出的磁场通过主体传递，同时检测到主体末端的磁场信息，确定主体的深入长度，显著提高了检测的准确性和安全性。

Description

一种埋入深度检测设备

技术领域

本发明涉及勘探采掘技术领域，特别是涉及一种埋入深度检测设备。

背景技术

在地质勘探及采掘行业中，需要对打入地下的装置检测深度距离。目前，对于检测的准确性和安全性等方面的要求越来越高，因此，提高检测的准确性和安全性成为设计目标。

现有技术中，以钢筋笼为例，其作为向底下深入的灌注桩的核心支架，需要打入地下进行支撑。检测钢筋笼深度的检测设备利用天然地磁场的激励作用，同时利用钢筋笼的导磁性，通过测量周边的磁场强度，判断钢筋笼的长度。该类仪器是测量天然磁场激励下的深度与垂直分量或者深度与总场来判断钢筋笼的长度。而由于天然地磁场作用范围广，信号不集中，因此周边的磁性物质对检测仪器的干扰比较大，影响检测精度，甚至无法分辨钢筋笼与外围介质的分界面，无法测量钢筋笼的长度。同时，需要检测设备的待测的平行钻孔距离钢筋笼的距离较小，通常要小于0.5米，如此来提高检测能力，但是受钻机和施工环境的影响，对施工造成干扰，影响安全性。

以上现有技术中，检测深度的准确性和安全性低等缺陷成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种埋入深度检测设备，通过本发明的应用将显著提高检测深度的准确性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种埋入深度检测设备，用于对深入地表以下的具有导磁性质的主体进行检测，包括缠绕线圈、主机、磁场感应探管、连接带和位移检测器，其中：

所述缠绕线圈用于缠绕于所述主体，且通过通电产生磁场；

所述磁场感应探管用于穿入与所述主体平行的探洞，以实现检测所述主体末端的磁场；

所述磁场感应探管与所述连接带连接，且同步移动，所述位移检测器检测所述连接带的移动数据，所述主机分别与所述位移检测器和所述磁场感应探管相连，实现在所述磁场感应探管检测到所述主体末端的磁场的状态下，所述主机获取所述移动数据。

可选地，所述位移检测器具体为光电编码器，所述连接带具体为设有透光标识的连接带，且穿过连接于所述光电编码器。

可选地，所述主机包括分别与所述磁场感应探管和所述缠绕线圈相连的发射功率器，根据所述磁场感应探管检测所述主体末端的磁场的识别需求，所述发射功率器调节所述缠绕线圈的电流量。

可选地，还包括与所述缠绕线圈相连的滤波器，所述发射功率器发送脉宽调制波至所述滤波器，所述缠绕线圈获取通过所述滤波器对所述脉宽调制波滤波后的直流电流。

可选地，所述磁场感应探管包括磁敏元件和AD转换器，其中：所述磁敏元件用于将接收到的磁信号转换为模拟电信号，所述AD转换器与所述磁敏元件连接，用于将所述模拟电信号转换为数字信号。

可选地，所述磁敏元件包括X向磁敏元件、Y向磁敏元件和Z向磁敏元件。

可选地，所述主机还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储所述主体末端的磁场信息和所述移动数据。

可选地，还包括与所述数据存储模块相连的通讯模块，所述通讯模块用于与远程终端相连，以传输所述主体末端的磁场信息和所述移动数据。

在一个关于埋入深度检测设备的实施方式中，其包括缠绕线圈、主机、磁场感应探管、连接带和位移检测器，其中的缠绕线圈用于缠绕于所述主体，且通过通电产生磁场；磁场感应探管用于穿入与主体平行的探洞，以实现检测主体末端的磁场，这里的主体是被检测的对象，在被检测深入到地下距离的状态下，其须具备导磁性质；磁场感应探管与连接带连接，且同步移动，位移检测器检测连接带的移动数据，主机分别与位移检测器和磁场感应探管相连，由此，在磁场感应探管深入到探洞的不同深度位置时能够检测到不同深度位置点的磁场信息，这些磁场信息是由主体对缠绕线圈进行导磁而在主体的各深度点所具有的磁场，与此同时，随着磁场感应探管移动深入到各位置点，与磁场感应探管同步移动的连接带被位移检测器所实时检测，则磁场感应探管在各深度位置点的位置信息通过连接带的移动而被位移检测器获取，主机同时获取到磁场感应探管检测到的磁场信息和其深度位置信息。

对于深入地下的主体，根据其导磁性能，沿深度方向，即Y向，磁场感应探管在主体深入的区段能够检测到连续的、具有规律的磁场信息，而在主体末端位置的磁场发生分散，其失去了主体区段的规律性，对此，当磁场感应探管检测到此分散磁场信息的位置即为主体末端位置。对于主体末端的磁场发生分散的现象，其在现有技术中，通过物理理论已能够进行识别，具体为对于磁力线的物理理论。本实施方式将此磁力线分布的物理理论进行应用，通过在主体上设置缠绕线圈，以在主体上产生主动性的易于识别的磁场，进而实现在磁场感应探管检测到主体末端的分散的、与主体深度区段分布不同的磁场，进而主机获取此位置点的移动数据。定位主体末端的深度位置。

本实施方式中，通过缠绕线圈主动地在主体上产生磁场，并通过主体导磁性能，进而对主体区段，以及主体末端的磁场进行检测和对比，进而定位主体末端位置，如此的设置清晰且准确地获取磁场数据，抗干扰能力强。所以无需将磁场感应探管设置在距离主体过近的位置便能够准确检测磁场，因此，检测深度的准确性和安全性得到了显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明磁场分布原理示意图；

图1和图2中：主体—1、缠绕线圈—2、主机—3、磁场感应探管—4、连接带—5、位移检测器—6、磁力线—101、磁场强度坐标线—111、磁场强度曲线—112、深度距离坐标线—113。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种埋入深度检测设备，通过本发明的应用将显著提高检测深度的准确性和安全性。

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。

请参考图1和图2，图1为本发明结构示意图；图2为本发明磁场分布原理示意图。

根据图中所示，埋入深度检测设备用于对深入地表以下的具有导磁性质的主体1进行检测，其包括缠绕线圈2、主机3、磁场感应探管4、连接带5和位移检测器6，缠绕线圈2用于缠绕于主体1，且通过通电产生磁场；磁场感应探管4用于穿入与主体1平行的探洞，以实现检测主体1末端的磁场；磁场感应探管4与连接带5连接，且同步移动，位移检测器6检测连接带5的移动数据，主机1分别与位移检测器6和磁场感应探管4相连，实现在磁场感应探管4检测到主体1末端的磁场的状态下，主机6获取移动数据。通过以上结构设置，缠绕线圈2通过通电产生的磁场被主体1进行传递，这使得主体1自上至其末端分布有磁场，对磁场的磁力线进行分析，请对照图2，在主体1所处于的深度区段，即图2中深度距离坐标线113的标示中，磁场的分布，即，与磁场强度坐标线111对应的磁场强度曲线112具有规律性，各个位置点的磁场信息呈规律性过渡，而在主体1末端，磁场因失去了主体1的传导而发生分散，则发生了磁场强度曲线112下侧的凸起轮廓，在各方向的磁力线分布于上述主体区段的分布不同。在磁场感应探管4检测到区别于主体区段规律的磁场强度状态时，则能够测定此深度位置点为主体1末端所处的深度位置，而磁场感应探管4自身的深度位置通过位移检测器6对连接带5的移动而检测到位移信息。这是由于随着磁场感应探管4在探洞中移动是由连接带5吊挂的，连接带5与磁场感应探管4同步地随动，因此，位移检测器6检测到的连接带5的移动数据即为磁场感应探管4的深度信息，主机6通过获取移动数据和主体1末端的磁场状态，便确定了主体末端位置。

需要说明的是，对于磁场感应探管4，其在下降过程中，在多个深度位置点分别测得磁场强度的数据，直至移动至主体1末端的实际深度位置，这便得到了图2中的磁场强度曲线112，所获取的多个磁场状态数据中，在主体1区段范围内的数据和主体1末端的数据通过主机的对比判定，便能够得出在主体1区段的多个位置点的磁场数据具有规律性，而主体1末端的磁场数据与其他数据形成的磁场强度曲线的分段轮廓不能够吻合，无法平稳过渡，由此，判定主体1末端的位置。

通过以上论述，本实施例提供的埋入深度检测设备通过自身产生的磁场，进而对此磁场在主体1上的导磁状态进行检测，进而确定主体1末端位置的设置能够清晰且准确。这显著提高了测量准确性和安全性。

对于上一实施例中的位移检测器6，可以具体应用光电编码器作为位移检测器，同时设置连接带5具体为设有透光标识的连接带，并将此连接带穿过连接于光电编码器，在连接带与磁场感应探管4同步移动中，连接带的移动被光电编码器所检测，并通过透过标识的识别，光电编码器将光信号转换为电信号，由此，通过对光电编码器的电信号进行处理，主机3便能够得到移动数据。

当然，对于位移检测器6，还可以应用其它结构进行具体设置，例如通过磁性编码器被连接带5带动转动，进而通过测量磁信号转换为电信号，最终获取连接带的移动数据。

另一个实施例中，设置主机3包括分别与磁场感应探管4和缠绕线圈2相连的发射功率器，根据磁场感应探管4检测主体1末端的磁场的识别需求，发射功率器调节缠绕线圈2的电流量。由此设置，根据探洞与主体1之间的平行设置距离的差异，以及地质层中大地磁场的干扰作用，缠绕线圈2在主体1上产生的磁场被磁场感应探管4所检测的结果可能发生无法准确识别的状态，则通过发射功率器提高缠绕线圈2上产生磁场的强度，以此使磁场感应探管4能够准确识别磁场，这在准确进行检测的同时，还能够使探洞避免与主体1之间设置距离过近，这同时提高了检测准确性和安全性。

对于发射功率器，本实施例中，设置其能够发射脉宽调制波，还设置有与缠绕线圈2相连的滤波器，发射功率器发射的脉宽调制波通过滤波器过滤，缠绕线圈2获取到通过滤波器滤波后的直流电流，进而产生磁场。

对于上述实施例中提出的磁场感应探管4，其具体包括磁敏元件和AD转换器，磁敏元件用于将接收到的磁信号转换为模拟电信号，AD转换器与磁敏元件连接，用于将模拟电信号转换为数字信号。由此，此数字信号能够被主机3接收并进行处理，得到磁场信息。当然，对于磁场感应探管4，处理信号过程中，还设置有驱动放大器、控制器、串口驱动和电源转换单元等结构。

对于上述实施例中的磁敏元件，具体设置其包括X向磁敏元件、Y向磁敏元件和Z向磁敏元件。所谓X向、Y向和Z向，是按三维空间的坐标轴进行的命名，即磁敏单元能够分别对三维空间进行立体的磁场检测。

另一实施例中，设置主机3还包括数据存储模块，数据存储模块用于存储主体末端的磁场信息和移动数据。以此，根据需要可以随时从数据存储模块中调取各种数据进行使用。

进一步地，还包括与数据存储模块相连的通讯模块，通讯模块用于与远程终端相连，以传输主体1末端的磁场信息和移动数据。由此，进一步提高了检测的便捷性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种埋入深度检测设备，用于对深入地表以下的具有导磁性质的主体(1)进行检测，其特征在于，包括缠绕线圈(2)、主机(3)、磁场感应探管(4)、连接带(5)和位移检测器(6)，其中：

所述缠绕线圈(2)用于缠绕于所述主体(1)，且通过通电产生磁场；

所述磁场感应探管(4)用于穿入与所述主体(1)平行的探洞，以实现检测所述主体(1)末端的磁场；

所述磁场感应探管(4)与所述连接带(5)连接，且同步移动，所述位移检测器(6)检测所述连接带(5)的移动数据，所述主机(1)分别与所述位移检测器(6)和所述磁场感应探管(4)相连，实现在所述磁场感应探管(4)检测到所述主体(1)末端的磁场的状态下，所述主机(1)获取所述移动数据。

2.如权利要求1所述的埋入深度检测设备，其特征在于，所述位移检测器(6)具体为光电编码器，所述连接带(5)具体为设有透光标识的连接带，且穿过连接于所述光电编码器。

3.如权利要求1所述的埋入深度检测设备，其特征在于，所述主机(3)包括分别与所述磁场感应探管(4)和所述缠绕线圈(2)相连的发射功率器，根据所述磁场感应探管(4)检测所述主体(1)末端的磁场的识别需求，所述发射功率器调节所述缠绕线圈(2)的电流量。

4.如权利要求3所述的埋入深度检测设备，其特征在于，还包括与所述缠绕线圈(2)相连的滤波器，所述发射功率器发送脉宽调制波至所述滤波器，所述缠绕线圈(2)获取通过所述滤波器对所述脉宽调制波滤波后的直流电流。

5.如权利要求1所述的埋入深度检测设备，其特征在于，所述磁场感应探管(4)包括磁敏元件和AD转换器，其中：所述磁敏元件用于将接收到的磁信号转换为模拟电信号，所述AD转换器与所述磁敏元件连接，用于将所述模拟电信号转换为数字信号。

6.如权利要求5所述的埋入深度检测设备，其特征在于，所述磁敏元件包括X向磁敏元件、Y向磁敏元件和Z向磁敏元件。

7.如权利要求1所述的埋入深度检测设备，其特征在于，所述主机(3)还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储所述主体(1)末端的磁场信息和所述移动数据。

8.如权利要求7所述的埋入深度检测设备，其特征在于，还包括与所述数据存储模块相连的通讯模块，所述通讯模块用于与远程终端相连，以传输所述主体(1)末端的磁场信息和所述移动数据。