CN1259548C - 复合环全角度自动连续测斜仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合环全角度自动连续测斜仪，包括有定向机芯外壳，倾角和方位传感器、摄像部分以及通过电缆与摄像部分相连的地面数据采集处理微机监示器，通过倾角和方位角传感器中刻有刻度的方位环和倾角环与磁北极和重锤形成的夹角，由摄像头转化为视频信号输送到地面微机监示器还原为度数，可直接阅读记录，从而获得钻孔的倾斜角和方位角的数据。本发明具有测量精度高，测程范围无限制，能测量任何方向的任意斜度，既可点测义可连续测量，特别适用于地质勘探和工程建设领域中钻孔倾角和方位角的测量。

Description

复合环全角度自动连续测斜仪
                              技术领域
本发明涉及一种测量倾斜角和方位角的仪器，特别是一种适用于地质勘探和工程建设领域中检测钻孔倾角方向和倾斜角度的复合环全角度自动连续测斜仪。
                              背景技术
在地质勘探中，使用最普遍的测斜仪是采用电桥平衡的电路原理和传统的磁针定向、铅垂线定斜度的方法，仪器探头机械结构复杂，故障率高，测量范围小，仅0°-50°，精度低(误差：方位≤±4°，倾角≤±30′)。另一种磁球测斜仪，采用是悬浮磁球原理，也是传统的磁性定向、铅垂定斜度方法，此仪器存在的问题是：①孔斜0°-60°不能测方位角，能测倾角和方位角仅40°范围，用途大为受限。②只能从起始点查数的方法视读，不直观。③只能点测，不能不停顿实现连续测量。
                               发明内容
本发明的目的就是要提供一种复合环全角度自动连续测斜仪，它能克服现有仪器的缺陷，扩大使用范围，提高宽量程精度，简化复杂的机械结构，实现操作方便，故障少、精度高、易维修的目的，并能将测程范围扩大到0°-360°。
本发明的目的是这样实现的：一种复合环全角度自动连续测斜仪，包括有定向机芯外壳1、倾角和方位角传感器2，摄像部分以及通过电缆与摄像部分相连的地面数据采集处理微机监示器，摄像头部分包括固定在倾角和方位角传感器2下方定向机芯外壳1上的CCD摄像头3以及位于摄像头3两侧，也固定在倾角和方位角传感器2下方定向机芯外壳1上的照明灯泡4，倾角和方位角传感器2由固定环5、倾角环6、方位环7、十字阻尼平衡板8、重锤9和永久磁体10组成，倾角环6固定在固定环5上，固定环5的上、下两端设有玛瑙轴承11，十字阻尼平衡板8通过玛瑙轴承11与固定环5相连，十字阻尼平衡板8上固定有三个水平方位环7，十字阻尼平衡板8的下端装有永久磁体10，固定环5的下端设有重锤9，固定环5的左右两端也设有玛瑙轴承11，并且通过玛瑙轴承11与定向机芯外壳1相连，倾角和方位角传感器2的下方设有倾角指示线12，该倾角指示线12与定向机芯外壳1相连，倾角环6和方位环7复合于固定环5的同心圆内，方位环7在内，倾角环6在外，倾角环6上设有刻度，刻度范围为0°-180°，方位环7上设有刻度，刻度范围为0°-360°。
本发明采用将倾角环和方位环复合于固定环同心圆内，方位环在内，倾角环在外的结构，所以使倾角环和方位环按各自的运转轨道自由运转，倾角测量采用铅垂原理，方位测量采用罗盘原理，钻孔倾斜时，倾角环刻度指示和铅垂0°形成的夹角，倾斜方向方位环读数和磁北极形成的夹角，通过CCD摄像头将直观显示的数据转化为视频信号由传输电缆送上地面监示器，还原为度数可直接阅读记录。它克服了现有测斜仪的缺点，具有测量精度高，测程范围无限制，能测量任何方向的任意斜度，既可点测又可连续测量。本发明还具有结构简单、操作灵活方便等优点。特别适用于地质勘探和工程建设领域中钻孔倾角和方位角的测量。
                               附图说明
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明测量方位角的工作原理图。
图3是本发明测量倾角的工作原理图。
图4是本发明的系统示意图。
其中，图1兼作摘要附图。
                              具体实施方式
如图1所示，一种复合环全角度自动连续测斜仪，包括有定向机芯外壳1、倾角和方位角传感器2，摄像部分以及通过电缆与摄像部分相连的地面数据采集处理微机监示器，摄像头部分包括固定在倾角和方位角传感器2下方定向机芯外壳1上的CCD摄像头3以及位于摄像头3两侧，也固定在倾角和方位角传感器2下方定向机芯外壳1上的照明灯泡4，倾角和方位角传感器2由固定环5、倾角环6、方位环7、十字阻尼平衡板8、重锤9和永久磁体10组成，倾角环6固定在固定环5上，固定环5的上、下两端设有玛瑙轴承11，十字阻尼平衡板8通过玛瑙轴承11与固定环5相连，十字阻尼平衡板8上固定有三个水平方位环7，十字阻尼平衡板8的下端装有永久磁体10，永久磁体10能保证在静止时永远指向南、北两极，固定环5的下端设有重锤9，固定环5的左右两端也设有玛瑙轴承11，并且通过玛瑙轴承11与定向机芯外壳1相连，倾角和方位角传感器2的下方设有倾角指示线12，该倾角指示线12与定向机芯外壳1相连，倾角环6和方位环7复合于固定环5的同心圆内，方位环7在内，倾角环6在外，倾角环6上设有刻度，刻度范围为0°-180°，方位环7上设有刻度，刻度范围为0°-360°。
参照图1、图2、图3和图4所示，静止时，方位环7的0°指向磁北极N，倾角环6的0°和重锤9重合。当钻孔倾斜时，倾角环6刻度指示和重锤9形成的夹角，即为倾斜角，可直接从倾角环6上的刻度显示出来。倾斜方向方位环7和磁北极N形成的夹角，即为方位角，可直接从方位环7上的刻度显示出来，再经过CCD摄像头3转化为视频信号由传输电缆送到地面微机监示器，还原为度数可直接阅读记录，并可录相存盘保存。

Claims (4)

1、一种复合环全角度自动连续测斜仪，包括有定向机芯外壳(1)、倾角和方位角传感器(2)，摄像部分以及通过电缆与摄像部分相连的地面数据采集处理微机监示器，摄像头部分包括固定在倾角和方位角传感器(2)下方定向机芯外壳(1)上的CCD摄像头(3)以及位于摄像头(3)两侧，也固定在倾角和方位角传感器(2)下方定向机芯外壳(1)上的照明灯泡(4)，其特征在于：倾角和方位角传感器(2)由固定环(5)、倾角环(6)、方位环(7)、十字阻尼平衡板(8)、重锤(9)和永久磁体(10)组成，倾角环(6)固定在固定环(5)上，固定环(5)的上、下两端设有玛瑙轴承(11)，十字阻尼平衡板(8)通过玛瑙轴承(11)与固定环(5)相连，十字阻尼平衡板(8)上固定有三个水平方位环(7)，十字阻尼平衡板(8)的下端装有永久磁体(10)，固定环(5)的下端设有重锤(9)，固定环(5)的左右两端也设有玛瑙轴承(11)，并且通过玛瑙轴承(11)与定向机芯外壳(1)相连，倾角和方位角传感器(2)的下方设有倾角指示线(12)，该倾角指示线(12)与定向机芯外壳(1)相连。
2、根据权利要求1所述的一种复合环全角度自动连续测斜仪，其特征是：倾角环(6)和方位环(7)复合于固定环(5)的同心圆内，方位环(7)在内，倾角环(6)在外。
3、根据权利要求1所述的一种复合环全角度自动连续测斜仪，其特征是：倾角环(6)上设有刻度，刻度范围为0°-180°。
4、根据权利要求1所述的一种复合环全角度自动连续测斜仪，其特征是：方位环(7)上设有刻度，刻度范围为0°-360°。
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