CN110595331A - 炮孔智能化测量装置及炮孔测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炮孔测量装置以及炮孔测量方法，炮孔测量装置包括测量管、用于拉动测量管的第一测绳、用于拉动测量管的第二测绳以及装置架，装置架上设有第一动力传动单元、第二动力传动单元、第一检测单元、第二检测单元以及控制处理单元，通过第一动力传动单元驱动第一测绳向下伸长或向上缩短，通过第二动力传动单元驱动第二测绳向下伸长或向上缩短，通过第一检测单元检测测量管对第一测绳产生的拉力，通过第二检测单元检测测量管第二测绳的拉力；第一检测单元和第二检测单元分别将检测的信号传输至控制处理单元，控制处理单元接收第一检测单元和第二检测单元检测的信号并进行处理和分析。

Description

炮孔智能化测量装置及炮孔测量方法

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，特别地，涉及一种炮孔测量装置，此外，还涉及一种炮孔测量方法。

背景技术

大直径深孔阶段矿房法因其具有凿岩效率高、采切工程量小、作业安全性高、岩石破碎效果好等优点在国内外矿山获得了广泛的应用。该方法的主要特点是利用深孔进行多次爆破完成对矿体的回采。利用该方法回采时，每次爆破前都需要制定完善的爆破设计方案，根据每个炮孔的实际孔深数据，设计炮孔装药量、装药结构、起爆方式、微差起爆时间等内容，可以说炮孔测量的精度及效率是关乎爆破成败的关键。

由于单次爆破炮孔数量较多，传统的测量方法速度较慢，精度较差，无法满足爆破设计对炮孔测量的需求。且由于受凿岩设计及施工、爆破设计及施工等多方面的影响，炮孔复杂多变，会产生堵孔、通孔以及水孔三种情况，并且通孔的孔底处容易呈喇叭口状，现有的炮孔测量装置无法针对不同类型的炮孔进行测量，导致炮孔测量工作无法满足爆破设计的需要，影响爆破效果。另外，现有的测量方法均为人工测量，自动化、智能化水平较低，无法满足国内大中型矿山智能化建设的需求。因此，急需开发一种炮孔智能化测量装置及炮孔测量方法，提高炮孔测量效率、测量精度，利用智能化测量方法减少人为误差，为建设智能化矿山舔砖加瓦。

发明内容

本发明提供了一种炮孔测量装置以及炮孔测量方法，以解决现有的炮孔测量装置无法对不同类型的炮孔的深度进行测量的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种炮孔测量装置，用于判断炮孔类型并测量炮孔深度，包括测量管、用于拉动测量管的第一测绳、用于拉动测量管的第二测绳以及装置架，装置架上设有第一动力传动单元、第二动力传动单元、第一检测单元、第二检测单元以及控制处理单元，通过第一动力传动单元驱动第一测绳向下伸长或向上缩短，通过第二动力传动单元驱动第二测绳向下伸长或向上缩短，通过第一检测单元检测测量管对第一测绳产生的拉力，通过第二检测单元检测测量管第二测绳产生的拉力；第一测绳的下端和第二测绳的下端分别固定于测量管的不同位置处，第一测绳的上端与第一动力传动单元连接，第二测绳的上端与第二动力传动单元连接，控制处理单元分别与第一动力传动单元和第二动力传动单元连接，以控制第一动力传动单元和第二动力传动单元的工作状态；第一检测单元和第二检测单元分别将检测的信号传输至控制处理单元，控制处理单元接收第一检测单元和第二检测单元检测的信号并进行处理和分析。

进一步地，第一测绳的下端固定于测量管的端部，第二测绳的下端固定于测量管的中点处。

进一步地，第一动力传动单元包括第一电机以及固定于第一电机的传动轴上的第一传动滑轮，第一测绳的上端固定于第一传动滑轮上；第二动力传动单元包括第二电机以及固定于第二电机的传动轴上的第二传动滑轮，第二测绳的上端固定于第二传动滑轮上。

进一步地，第一检测单元包括固定于装置架上的第一压力传感器，第一电机置于第一压力传感器的上方，第一压力传感器承受的压力随测量管对第一测绳产生的拉力变化而变化；第二检测单元包括固定于装置架上的第二压力传感器，第二电机置于第二压力传感器的上方，第二压力传感器承受的压力随测量管对第二测绳产生的拉力变化而变化。

进一步地，第一动力传动单元与第二动力传动单元相对布设于装置架上，第一传动滑轮与第二传动滑轮之间的距离不超过1cm。

根据本发明的另一方面，还提供一种炮孔测量方法，用于判断炮孔类型并测量炮孔深度，采用上述炮孔测量装置，包括以下步骤：使第一测绳的下端位于第二测绳下端的下方，将测量管伸入炮孔中，调整第一测绳和第二测绳的长度，使第二测绳的下端与炮孔的孔口平齐；启动炮孔测量装置，控制处理单元同时启动第一动力传动单元和第二动力传动单元，驱动第一测绳和第二测绳同步向下伸长，测量管向下移动，测量管向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管对第一测绳和第二测绳产生的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元，控制处理单元对检测的信号进行分析和处理后获得第一测绳和第二测绳向下移动过程中测量管分别对第一测绳和第二测绳产生的拉力变化；控制处理单元根据第一测绳和第二测绳向下移动过程中测量管分别对第一测绳和第二测绳产生的拉力变化，判断炮孔的类型以及测量管是否移动至炮孔的孔底，若判断测量管移动至炮孔孔底则立即停止第一动力传动单元和第二动力传动单元，根据炮孔的类型以及第一测绳或第二测绳向下伸长的长度，确定炮孔的深度。

进一步地，测量管向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别每隔0.05秒～0.1秒将检测的信号传输至控制处理单元。

进一步地，确定炮孔的类型并判断测量管是否移动至炮孔的孔底，包括以下步骤：当测量管对第二测绳的拉力大于测量管自身重力的一半时，控制处理单元判断炮孔类型为通孔且测量管移动至炮孔下方的空区，并控制第二动力传动单元驱动第二测绳向上缩短，使测量管向上移动，当测量管对第二测绳的拉力大于测量管自身重力时，则判断为测量管位于炮孔的孔底并立即停止第二动力传动单元，第二测绳伸长的长度即为炮孔的深度；当测量管分别对第一测绳和第二测绳的拉力均为零时，控制处理单元判断炮孔类型为堵孔且测量管移动至炮孔的孔底，并立即停止第一动力传动单元和第二动力传动单元，第二测绳伸长的长度与第二测绳的下方测量管的长度之和或者第一测绳伸长的长度与第二测绳的下方测量管的长度之和即为炮孔的深度；当测量管对第一测绳的拉力逐渐变小时，控制处理单元判断炮孔类型为水孔，当测量管分别对第一测绳和第二测绳的拉力均为零时控制单元则判断测量管移动至炮孔的孔底，并立即停止第一动力传动单元和第二动力传动单元，第二测绳伸长的长度与第二测绳的下方测量管的长度之和或者第一测绳伸长的长度与第二测绳的下方测量管的长度之和即为炮孔的深度。

进一步地，控制单元根据第一测绳和第二测绳从开始向下移动到第一测绳和/或第二测绳的拉力发生变化的时间、第一动力传动单元驱动第一测绳向下伸长的速度和时间以及第二动力传动单元驱动第二测绳向下伸长的速度和时间，确定第一测绳和第二测绳伸长的长度。

进一步地，当炮孔类型为通孔，确定完炮孔的深度之后，启动第二动力传动单元驱动第二测绳向下伸长，第二测绳向下伸长的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管对第二测绳的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元进行分析和处理，直至测量管对第二测绳的拉力为零，停止第二动力传动单元，启动第一动力传动单元驱动第一测绳向上缩短，使测量管伸入炮孔中，进而启动第二动力传动单元驱动第二侧绳向上缩短，直至测量管从炮孔的孔口伸出。

本发明具有以下有益效果：

本发明的炮孔测量装置，由于不同类型炮孔的孔底的结构不相同，测量管分别对第一测绳和第二测绳产生拉力的变化不同，通孔的孔底下方为空区，因此测量管移动至空区时，测量管在竖直方向上没有约束，受自身重力的作用下，测量管向下拉动第二测绳，使测量管对第二测绳的拉力变大；当测量管移动至堵孔的孔底时，堵孔的孔底对测量管进行支撑，使测量管对第一测绳和第二测绳的拉力均为零；当炮孔类型为水孔时，当测量管逐渐移动至液面以下时，测量管受到液体的浮力作用，使测量管对第一测绳产生的拉力逐渐变小，当测量管移动至水孔的孔底时，水孔的孔底对测量管进行支撑，使测量管对第一测绳和第二测绳的产生的拉力均为零；因此控制处理单元根据测量管对第一测绳和第二测绳向下移动过程中产生的拉力变化，判断炮孔的类型以及测量管是否移动至炮孔的孔底，若判断测量管移动至炮孔孔底则立即停止第一动力传动单元和第二动力传动单元，根据炮孔的类型以及第一测绳和第二测绳向下伸长的长度，确定炮孔的深度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的炮孔测量装置的正视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的炮孔测量装置的俯视结构示意图；

图3是本发明优选实施例的炮孔测量装置测量通孔类型的炮孔的使用状态示意图。

图例说明：

1、测量管；2、第一测绳；3、第二测绳；4、装置架；5、第一动力传动单元；51、第一电机；52、第一传动滑轮；6、第二动力传动单元；61、第二电机；62、第二传动滑轮；7、第一压力传感器；8、第二压力传感器；9、控制处理单元；10、炮孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的炮孔测量装置的正视结构示意图；图2是本发明优选实施例的炮孔测量装置的俯视结构示意图；图3是本发明优选实施例的炮孔测量装置测量通孔类型的炮孔的使用状态示意图。

如图1所示，本实施例的炮孔测量装置，用于判断炮孔10类型并测量炮孔10深度，包括测量管1、用于拉动测量管1的第一测绳2、用于拉动测量管1的第二测绳3以及装置架4，装置架4上设有第一动力传动单元5、第二动力传动单元6、第一检测单元、第二检测单元以及控制处理单元9，通过第一动力传动单元5驱动第一测绳2向下伸长或向上缩短，通过第二动力传动单元6驱动第二测绳3向下伸长或向上缩短，通过第一检测单元检测测量管1对第一测绳2产生的拉力，通过第二检测单元检测测量管1第二测绳3产生的拉力；第一测绳2的下端和第二测绳3的下端分别固定于测量管1的不同位置处，第一测绳2的上端与第一动力传动单元5连接，第二测绳3的上端与第二动力传动单元6连接，控制处理单元9分别与第一动力传动单元5和第二动力传动单元6连接，以控制第一动力传动单元5和第二动力传动单元6的工作状态；第一检测单元和第二检测单元分别将检测的信号传输至控制处理单元9，控制处理单元9接收第一检测单元和第二检测单元检测的信号并进行处理和分析。可选地，测量管1的长度大于炮孔10孔径的五倍。在本实施例中，待测炮孔10的直径为165mm。测量管1的长度为1m，测量管1在炮孔10中偏斜的角度较小而不会卡在炮孔10中，并且测量管1的长度大于孔底喇叭口的直径。本发明的炮孔测量装置，测量炮孔10的深度时，首先将装置架4置于待测炮孔10的上方，使第一测绳2的下端位于第二测绳3下端的下方，将测量管1伸入炮孔10中并朝下并使第二测绳3的下端与炮孔10的孔口平齐，调整第一测绳2和第二测绳3的长度，使第二测绳3为松弛状态而第一测绳2为拉紧状态；再启动炮孔测量装置，控制处理单元9同时启动第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，驱动第一测绳2和第二测绳3同步向下伸长，测量管1向下移动，测量管1向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管1对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元9，控制处理单元9对检测的信号进行分析和处理后获得第一测绳2和第二测绳3向下移动过程中测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力变化；由于不同类型炮孔10的孔底的结构不相同，测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力变化不同，通孔的孔底下方为空区，因此测量管1移动至空区时，测量管1在竖直方向上没有约束，受自身重力的作用下，测量管1向下拉动第二测绳3，使测量管1对第二测绳3的拉力变大；当测量管1移动至堵孔的孔底时，堵孔的孔底对测量管1进行支撑，使测量管1对第一测绳2和第二测绳3的拉力均为零；当炮孔10类型为水孔时，当测量管1逐渐移动至液面以下时，测量管1受到液体的浮力作用，使测量管1对第一测绳2的拉力逐渐变小，当测量管1移动至水孔的孔底时，水孔的孔底对测量管1进行支撑，使测量管1对第一测绳2和第二测绳3的拉力均为零；因此控制处理单元9根据测量管1对第一测绳和第二测绳3向下移动过程中产生的拉力变化，判断炮孔10的类型以及测量管1是否移动至炮孔10的孔底。若判断测量管1移动至炮孔10孔底则立即停止第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，根据炮孔10的类型以及第一测绳2或第二测绳3向下伸长的长度，确定炮孔10的深度。因此，本实施例的炮孔测量装置对不同类型的炮孔10的深度均能进行测量。可选地，测量管1为PVC管或钢管构成。可选地，第一测绳2和第二测绳3均为钢纤维绳构成。

在本实施例中，第一测绳2的下端固定于测量管1的端部，第二测绳3的下端固定于测量管1的中点处。在本实施例中，测量管1的长度为1米，测量炮孔10时，使第一测绳2的下端位于第二测绳3下端的下方，操作人员将测量管1伸入炮孔10中，调整第一测绳2与第二测绳3的长度，使第二测绳3的下端与炮孔10的孔口平齐，其中，第一测绳2向下伸长的长度比第二测绳3向下伸长的长度长0.53米～0.55米。操作人员松手后，测量管1主要由第一测绳2拉动，因此第一测绳2初始状态下所受拉力大小接近测量管1的重力大小。控制处理单元9控制第一动力传动单元5驱动第一测绳2向下伸长和控制第二动力传动单元6驱动第二测绳3向下伸长，使测量管1向下移动。

第一动力传动单元5包括第一电机51以及固定于第一电机51的传动轴上的第一传动滑轮52，第一测绳2固定于第一传动滑轮52上；第二动力传动单元6包括第二电机61以及固定于第二电机61的传动轴上的第二传动滑轮62，第二测绳3的上端固定于第二传动滑轮62上。第一传动滑轮52正转时，第一测绳2向下伸长。第一传动滑轮52反转时，第一测绳2向上缩短。第二传动滑轮62正转时，第二测绳3向下伸长。第二传动滑轮62反转时，第二测绳3向上缩短。在本实施例中，控制处理单元9根据第一传动滑轮52和第二传动滑轮62的径向尺寸、转动的速度以及转动的时间，以确定第一测绳2和第二测绳3向下伸长的长度，第一测绳2向下伸长的长度为第一传动滑轮52的周长和转速以及转动时间的乘积，第二测绳3向下伸长的长度为第二传动滑轮62的周长和转速以及转动时间的乘积。可选地，第一测绳2和第二测绳3上均设有尺寸标识，操作人员直接读取第一测绳2和第二测绳3向下伸长的长度。

在本实施例中，第一检测单元包括固定于装置架4上的第一压力传感器7，第一电机51置于第一压力传感器7的上方，第一压力传感器7承受的压力随测量管1对第一测绳2产生的拉力变化而变化；第二检测单元包括固定于装置架4上的第二压力传感器8，第二电机61置于第二压力传感器8的上方，第二压力传感器8承受的压力随测量管1对第二测绳3产生的拉力变化而变化。在本实施例中，第一电机51和第一压力传感器7以及第二电机61和第二压力传感器8均通过固定喉箍固定于装置架4上。第一压力传感器7受到的压力等于第一电机51的重力、第一传动滑轮52的重力、第一测绳2的重力以及测量管1对第一测绳2的拉力之和。第二压力传感器8受到的压力等于第二电机61的重力、第二传动滑轮62的重力、第二测绳3的重力以及测量管1对第二测绳3的拉力之和。测量管1对第一测绳2和第二测绳3的拉力越大则第一压力传感器7和第二压力传感器8受到的压力越大。可选地，第一检测单元包括与第一测绳2连接的第一拉力传感器。第二检测单元包括与第二测绳3连接的第二拉力传感器。第一拉力传感器检测第一测绳2受到的拉力，第一测绳2受到的拉力包括测量管1对第一测绳2的拉力与向下伸长的第一测绳2自身的重力对第一测绳2的拉力。

第一动力传动单元5与第二动力传动单元6相对布设于装置架4上，第一传动滑轮52与第二传动滑轮62之间的距离不超过1cm。测量炮孔10的深度之前，调整装置架4的位置，确保第一传动滑轮52和第二传动滑轮62均位于炮孔10的正上方，以及使第一测绳2和第二测绳3从炮孔10中心位置处伸入炮孔10中。

在本实施例中，控制处理单元9是由PLC控制系统、模拟量模块、变频器集成的控制系统。通过PLC控制系统内部的程序、模拟量模块的数据转换及变频器的电流调节实现接收第一压力传感器7和第二压力传感器8传输的信号，并将信号处理成数据，根据得到的数据进行判断，通过调节电流大小及方向控制第一电机51和第二电机61的运行，进行炮孔10测量的工作。炮孔测量装置还包括与控制处理单元9连接的数据采集单元，控制处理单元9将测得的数据及处理结果通过数据传输线发送给数据采集单元。数据采集单元为带有数据传输接口的数据采集器。

本实施例的判断炮孔10类型并测量炮孔10深度的测量方法，采用上述炮孔测量装置，包括以下步骤：使第一测绳2的下端位于第二测绳3下端的下方，将测量管1伸入炮孔10中并使第二测绳3的下端与炮孔10的孔口平齐，调整第一测绳2和第二测绳3的长度，使第二测绳3为松弛状态而第一测绳2为拉紧状态；启动炮孔测量装置，控制处理单元9同时启动第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，驱动第一测绳2和第二测绳3同步向下伸长，测量管1向下移动，测量管1向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管1对第一测绳2和第二测绳3的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元9，控制处理单元9对检测的信号进行分析和处理后获得第一测绳2和第二测绳3向下移动过程中测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力变化；控制处理单元9根据第一测绳2和第二测绳3向下移动过程中测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力变化，判断炮孔10的类型以及测量管1是否移动至炮孔10的孔底，若判断测量管1移动至炮孔10孔底则立即停止第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，根据炮孔10的类型以及第一测绳2和第二测绳3向下伸长的长度，确定炮孔10的深度。

测量管1向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别每隔0.05秒～0.1秒将检测的信号传输至控制处理单元9。测量管1移动至炮孔10的孔底而使第一测绳2和第二测绳3的拉力变化时，控制处理单元9及时将第一检测单元和第二检测单元的检测信号进行处理和分析，确定测量管1移动至炮孔10的孔底后立即停止第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，避免第一测绳2和第二测绳3伸长的长度过多，导致炮孔10深度测量的结果不准确。

确定炮孔10的类型并判断测量管1是否移动至炮孔10的孔底，包括以下步骤：当测量管1对第二测绳3的拉力大于测量管1自身重力的一半时，控制处理单元9判断炮孔10类型为通孔且测量管1移动至炮孔10下方的空区，并控制第二动力传动单元6驱动第二测绳3向上缩短，使测量管1向上移动，当测量管1对第二测绳3的拉力大于测量管1自身重力时，则判断为测量管1位于炮孔10的孔底并立即停止第二动力传动单元6，第二测绳3伸长的长度即为炮孔10的深度；当测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3的拉力均为零时，控制处理单元9判断炮孔10类型为堵孔且测量管1移动至炮孔10的孔底，并立即停止第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，第二测绳3伸长的长度与第二测绳3的下方测量管1的长度之和或者第一测绳2伸长的长度与第二测绳3的下方测量管1的长度之和即为炮孔10的深度；当测量管1对第一测绳2的拉力逐渐变小时，控制处理单元9判断炮孔10类型为水孔，当测量管1分别对第一测绳2和第二测绳3的拉力均为零时控制处理单元9则判断测量管1移动至炮孔10的孔底，并立即停止第一动力传动单元5和第二动力传动单元6，第二测绳3伸长的长度与第二测绳3的下方测量管1的长度之和或者第一测绳2伸长的长度与第二测绳3的下方测量管1的长度之和即为炮孔10的深度。

控制处理单元9根据第一测绳2和第二测绳3从开始向下移动到第一测绳2和/或第二测绳3的拉力发生变化的时间、第一动力传动单元5驱动第一测绳2向下伸长的速度和时间以及第二动力传动单元6驱动第二测绳3向下伸长的速度和时间，确定第一测绳2和第二测绳3伸长的长度。

当炮孔10类型为通孔，确定完炮孔10的深度之后，启动第二动力传动单元6驱动第二测绳3向下伸长，第二测绳3向下伸长的过程中，第二检测单元检测第二测绳3受到的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元9进行分析和处理，直至测量管1对第二测绳3的拉力为零，停止第二动力传动单元6，启动第一动力传动单元5驱动第一测绳2向上缩短，使测量管1伸入炮孔10中，进而启动第二动力传动单元6驱动第二侧身向上缩短，直至测量管1从炮孔10的孔口伸出。当炮孔10类型为堵孔和水孔，确定完炮孔10的深度之后，启动第一动力传动单元5和第二动力传动单元6分别驱动第一测绳2和第二测绳3向上缩短，直至测量管1从炮孔10的孔口伸出。可选地，为避免测量管1向上移动时第一测绳2和第二测绳3缠绕打结，第一动力传动单元5和第二动力传动单元6分别驱动第一测绳2和第二测绳3向上缩短的速度减小为第一测绳2和第二测绳3向下伸长的速度的一半。可选地，当炮孔10类型为堵孔和水孔，确定完炮孔10的深度之后，先启动第二动力传动单元6驱动第二测绳3向上缩短，再启动第一动力传动单元5驱动第一测绳2向上缩短，直至测量管1从炮孔10的孔口伸出，以避免第一测绳2和第二测绳3相互缠绕以及避免测量管1卡于炮孔10中。当炮孔10类型为水孔时，由于测量管1进入液面后受阻，下降的速度变慢，因此控制处理单元9将第一动力传动单元5驱动第一测绳2和第二动力传动单元6驱动第二测绳3向下伸长的速度调整为原来速度的四分之一到三分之一。

在本实施例中，测量管1的长度为1m，质量为2.3kg。第一传动滑轮52和第二传动滑轮62的直径为0.1m。控制处理单元9启动第一电机51和第二电机61正转时，使第一测绳2和第二测绳3向下移动，第一电机51和第二电机61正转的速度为180r/min。控制处理单元9启动第一电机51和第二电机61反转时，使第一测绳2和第二测绳3向上移动，第一电机51和第二电机61反转的速度为90r/min。初始状态下，第一压力传感器7的压力为45.0N。第二压力传感器8的压力为21.9N。

当测量的炮孔10类型为通孔时，测量管1全部从炮孔10的孔底伸出至空区的瞬间，测量管1不再受到炮孔10孔壁的约束，测量管1在自身重力的作用下向一侧倾倒，测量管1主要由固定于测量管1中点处的第二测绳3拉动，因此第二测绳3受到的拉力立即增大而第一测绳2受到的拉力立即减小。第一压力传感器7的压力变为25.6N，第二压力传感器8的压力变为41.5N。控制处理单元9判断炮孔10类型为通孔。可选地，为确保测量管1充分下降至空区内，控制处理单元9控制第一动力传动单元5和第二动力传动单元6驱动第一测绳2和第二测绳3继续向下伸长1米～1.5米。再控制第二动力传动单元6驱动第二测绳3向上缩短，当测量管1向上移动碰触到炮孔10的孔底而无法继续向上移动，第一测绳2和第二测绳3受到的拉力均会增大，因此，当测量管1对第二测绳3的拉力大于测量管1自身重力时，第一压力传感器7的压力变为28.6N，第二压力传感器8的压力变为44.6N，控制处理单元9判断测量管1移动至炮孔10的孔底处并立即停止第二动力传动单元6，且第二测绳3的下端位于炮孔10孔底的中心处，炮孔10的深度等于第二测绳3伸长的长度。当测量的炮孔10类型为堵孔时，测量管1上固定了第一测绳2的端部接触孔底的瞬间，测量管1由孔底支撑，第一测绳2和第二测绳3的拉力均变小为零。第二测绳3固定于测量管1的中点处，因此炮孔10的深度等于第二测绳3伸长的长度与半根测量管1的长度之和。当测量的炮孔10类型为水孔时，测量管1接触液面之后以及测量管1全部进入液面以下之前，测量管1受到的浮力逐渐增大，测量管1对第一测绳2和第二测绳3产生的拉力逐渐减小，并且测量管1的下降速度逐渐变慢，测量管1全部进入液面以下后则趋于稳定。控制处理单元9将第一电机51和第二电机61的转动速度调整为45r/min～60r/min。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种炮孔测量装置，用于判断炮孔(10)类型并测量炮孔(10)深度，其特征在于，

包括测量管(1)、用于拉动所述测量管(1)的第一测绳(2)、用于拉动所述测量管(1)的第二测绳(3)以及装置架(4)，

所述装置架(4)上设有第一动力传动单元(5)、第二动力传动单元(6)、第一检测单元、第二检测单元以及控制处理单元(9)，通过所述第一动力传动单元(5)驱动所述第一测绳(2)向下伸长或向上缩短，通过第二动力传动单元(6)驱动所述第二测绳(3)向下伸长或向上缩短，通过第一检测单元检测所述测量管(1)对所述第一测绳(2)产生的拉力，通过第二检测单元检测所述测量管(1)所述第二测绳(3)产生的拉力；

所述第一测绳(2)的下端和所述第二测绳(3)的下端分别固定于所述测量管(1)的不同位置处，所述第一测绳(2)的上端与所述第一动力传动单元(5)连接，所述第二测绳(3)的上端与所述第二动力传动单元(6)连接，所述控制处理单元(9)分别与所述第一动力传动单元(5)和所述第二动力传动单元(6)连接，以控制所述第一动力传动单元(5)和所述第二动力传动单元(6)的工作状态；

所述第一检测单元和所述第二检测单元分别将检测的信号传输至所述控制处理单元(9)，所述控制处理单元(9)接收所述第一检测单元和所述第二检测单元检测的信号并进行处理和分析。

2.根据权利要求1所述的炮孔测量装置，其特征在于，

所述第一测绳(2)的下端固定于所述测量管(1)的端部，所述第二测绳(3)的下端固定于所述测量管(1)的中点处。

3.根据权利要求1所述的炮孔测量装置，其特征在于，

所述第一动力传动单元(5)包括第一电机(51)以及固定于所述第一电机(51)的传动轴上的第一传动滑轮(52)，所述第一测绳(2)的上端固定于所述第一传动滑轮(52)上；

所述第二动力传动单元(6)包括第二电机(61)以及固定于所述第二电机(61)的传动轴上的第二传动滑轮(62)，所述第二测绳(3)的上端固定于所述第二传动滑轮(62)上。

4.根据权利要求3所述的炮孔测量装置，其特征在于，

所述第一检测单元包括固定于所述装置架(4)上的第一压力传感器(7)，所述第一电机(51)置于所述第一压力传感器(7)的上方，所述第一压力传感器(7)承受的压力随所述测量管(1)对所述第一测绳(2)产生的拉力变化而变化；

所述第二检测单元包括固定于所述装置架(4)上的第二压力传感器(8)，所述第二电机(61)置于所述第二压力传感器(8)的上方，所述第二压力传感器(8)承受的压力随所述测量管(1)对所述第二测绳(3)产生的拉力变化而变化。

5.根据权利要求3所述的炮孔测量装置，其特征在于，

所述第一动力传动单元(5)与所述第二动力传动单元(6)相对布设于所述装置架(4)上，所述第一传动滑轮(52)与所述第二传动滑轮(62)之间的距离不超过1cm。

6.一种炮孔测量方法，用于判断炮孔(10)类型并测量炮孔(10)深度，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的炮孔测量装置，包括以下步骤：

使第一测绳(2)的下端位于第二测绳(3)下端的下方，将测量管(1)伸入炮孔(10)中，调整第一测绳(2)和第二测绳(3)的长度，使第二测绳(3)的下端与炮孔(10)的孔口平齐；

启动炮孔测量装置，控制处理单元(9)同时启动第一动力传动单元(5)和第二动力传动单元(6)，驱动第一测绳(2)和第二测绳(3)同步向下伸长，测量管(1)向下移动，测量管(1)向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管(1)对第一测绳(2)和第二测绳(3)产生的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元(9)，控制处理单元(9)对检测的信号进行分析和处理后获得第一测绳(2)和第二测绳(3)向下移动过程中测量管(1)分别对第一测绳(2)和第二测绳(3)产生的拉力变化；

控制处理单元(9)根据第一测绳(2)和第二测绳(3)向下移动过程中测量管(1)分别对第一测绳(2)和第二测绳(3)产生的拉力变化，判断炮孔(10)的类型以及测量管(1)是否移动至炮孔(10)的孔底，若判断测量管(1)移动至炮孔(10)孔底则立即停止第一动力传动单元(5)和第二动力传动单元(6)，根据炮孔(10)的类型以及第一测绳(2)或第二测绳(3)向下伸长的长度，确定炮孔(10)的深度。

7.根据权利要求6所述的炮孔测量方法，其特征在于，

测量管(1)向下移动的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别每隔0.05秒～0.1秒将检测的信号传输至控制处理单元(9)。

8.根据权利要求6所述的炮孔测量方法，其特征在于，确定炮孔(10)的类型并判断测量管(1)是否移动至炮孔(10)的孔底，包括以下步骤：

当测量管(1)对第二测绳(3)的拉力大于测量管(1)自身重力的一半时，控制处理单元(9)判断炮孔(10)类型为通孔且测量管(1)移动至炮孔(10)下方的空区，并控制第二动力传动单元(6)驱动第二测绳(3)向上缩短，使测量管(1)向上移动，当测量管(1)对第二测绳(3)的拉力大于测量管(1)自身重力时，则判断为测量管(1)位于炮孔(10)的孔底并立即停止第二动力传动单元(6)，第二测绳(3)伸长的长度即为炮孔(10)的深度；

当测量管(1)分别对第一测绳(2)和第二测绳(3)的拉力均为零时，控制处理单元(9)判断炮孔(10)类型为堵孔且测量管(1)移动至炮孔(10)的孔底，并立即停止第一动力传动单元(5)和第二动力传动单元(6)，第二测绳(3)伸长的长度与第二测绳(3)的下方测量管(1)的长度之和或者第一测绳(2)伸长的长度与第二测绳(3)的下方测量管(1)的长度之和即为炮孔(10)的深度；

当测量管(1)对第一测绳(2)的拉力逐渐变小时，控制处理单元(9)判断炮孔(10)类型为水孔，当测量管(1)分别对第一测绳(2)和第二测绳(3)的拉力均为零时控制单元则判断测量管(1)移动至炮孔(10)的孔底，并立即停止第一动力传动单元(5)和第二动力传动单元(6)，第二测绳(3)伸长的长度与第二测绳(3)的下方测量管(1)的长度之和或者第一测绳(2)伸长的长度与第二测绳(3)的下方测量管(1)的长度之和即为炮孔(10)的深度。

9.根据权利要求8所述的炮孔测量方法，其特征在于，

控制单元根据第一测绳(2)和第二测绳(3)从开始向下移动到第一测绳(2)和/或第二测绳(3)的拉力发生变化的时间、第一动力传动单元(5)驱动第一测绳(2)向下伸长的速度和时间以及第二动力传动单元(6)驱动第二测绳(3)向下伸长的速度和时间，确定第一测绳(2)和第二测绳(3)伸长的长度。

10.根据权利要求8所述的炮孔测量方法，其特征在于，

当炮孔(10)类型为通孔，确定完炮孔(10)的深度之后，启动第二动力传动单元(6)驱动第二测绳(3)向下伸长，第二测绳(3)向下伸长的过程中，第一检测单元和第二检测单元分别检测测量管(1)对第二测绳(3)的拉力并将检测的信号传输至控制处理单元(9)进行分析和处理，直至测量管(1)对第二测绳(3)的拉力为零，停止第二动力传动单元(6)，启动第一动力传动单元(5)驱动第一测绳(2)向上缩短，使测量管(1)伸入炮孔(10)中，进而启动第二动力传动单元(6)驱动第二侧身向上缩短，直至测量管(1)从炮孔(10)的孔口伸出。