CN220868160U - 一种动力触探试验次数自动记录装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工程地质勘探动力触探试验技术领域，具体涉及一种动力触探试验次数自动记录装置，包括穿心锤、贯入器、钻杆、钻杆支撑支架和辅助计数装置，辅助计数装置包括外壳、振动传感器、信号转换器、数字信号处理器、计数器和显示器，振动传感器在感应到振动信号后发出机械信号，信号转换器接收振动机械信号并转换为电信号，数字信号处理器对电信号进行处理后输入计数器中，通过计数器进行计数，且计数器将计数的结构传递给显示屏进行显示，该装置对比于传统人工计数，能够减少人工计数带来的各种不确定因素引起的误差，提高数据准确性的同时减少劳动力，提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程地质勘探动力触探试验技术领域，尤其涉及一种动力触探试验次数自动记录装置。
背景技术
动力触探是地质勘探中在现场研究砂土、粉土或碎石等土层的物理性质及含量成分的一种重要原位测试方法，目前该方法在国际岩土工程勘察中广泛应用。
动力触探试验设备构成相似，主要包含以下三个核心部分：穿心锤、触探杆及贯入器。一般是将重量为63.5kg的穿心锤吊高至落距达0.76m的高度，穿过直径为42mm的实心钻杆，利用其所在高度的锤击重力势能，将一定规格的对开管式贯入器打入所待测的场地钻孔孔底土中，以钻取场地土层土体进行工程分析，击贯时，将穿心锤从76mm的高度自由落下，击打钻杆锤托将贯入器贯入土体土层15cm处，往后每贯入30cm记录其贯入10cm时的锤击数，当累计击50次，而贯入度未达到30cm时即可完成试验，将贯入器中的土体取出进行鉴别。
在现有较为流行的动力触探试验设备中，无论是重探、标贯还是轻探，需勘探试验场地上均需要试验人员人工分别记录钻杆在贯入深度至每个贯入深度处的锤击数。试验时人工计数的操作可能会因各方面因素的影响而使得试验数据具备着准确性低的特点，有此造成不同层次的误差，严重的可能会使得后续工程中出现事故，如外业较为恶劣的工作环境以及试验人员的操作不规范或计数误差等都可能使得实验结果误差产生的概率提升。试验人员一方面要时刻关注锤击深度是否达到标定线，另一方面还需要记录着锤击次数，并且还要操作试验设备，这就很容易造成锤击数记录纰漏的情况，再者试验结果记录表纸张容易因试验环境的影响而产生磨损、损坏和缺失等情况，进而影响试验结果，也因此有可能造成试验数据造假而引起工程事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种动力触探试验次数自动记录装置，旨在解决现有动力触探试验设备由于各方面因素影响，使得试验数据准确性低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种动力触探试验次数自动记录装置，包括穿心锤、贯入器、钻杆、钻杆支撑支架和辅助计数装置，所述钻杆与所述钻杆支撑支架滑动连接，并贯穿所述钻杆支撑支架，所述穿心锤与所述钻杆固定连接，且位于所述钻杆一侧，所述贯入器与所述钻杆固定连接，且位于靠近所述穿心锤一侧，所述辅助计数装置包括外壳、振动传感器、信号转换器、数字信号处理器、计数器和显示器，所述外壳设置于所述钻杆支撑支架外侧，所述振动传感器设置于所述外壳内，所述信号转换器设置于所述振动传感器一侧，所述数字信号处理器设置于所述振动传感器远离所述信号转换器一侧，所述计数器设置于所述振动传感器一侧，所述显示器与所述外壳固定连接，且位于所述外壳顶部。
其中，所述辅助计数装置还包括圆形固定夹具和螺纹杆，所述螺纹杆与所述外壳固定连接，且位于所述外壳底部，所述圆形固定夹具与所述螺纹杆螺纹连接，并设置于所述钻杆支撑支架外侧。
其中，所述辅助计数装置还包括存储器和蓄电池，所述存储器设置于所述振动传感器远离所述计数器一侧，所述蓄电池设置于所述振动传感器底部。
其中，所述动力触探试验次数自动记录装置可安装于多种工况之下，亦可使用多种链接方式，例如磁力底座以及多种形式夹具。
本实用新型的一种动力触探试验次数自动记录装置，在进行动力勘探实验中，将所述穿心锤提升至距离所述钻杆锤托高度达76cm的高度，将其沿着所述钻杆自由下落，这个过程中所述穿心锤的重力势能转换为动能撞击所述钻杆锤托，一部分能量将所述钻杆底部的所述贯入器打入地层，而部分能量会以所述钻杆支撑架以及地表土层的震动消散，所述辅助计数装置通过监测振动信号来达到计数的目的，具体的，所述外壳对、所述振动传感器、所述信号转换器和所述数字信号处理等提供安装条件，并进行保护，所述振动传感器在感应到振动信号后发出机械信号，所述信号转换器接收振动机械信号并转换为电信号，所述数字信号处理器对电信号进行处理后输入所述计数器中，通过所述计数器进行计数，且所述计数器将计数的结构传递给所述显示屏进行显示，该装置对比于传统人工计数，能够减少人工计数带来的各种不确定因素引起的误差，提高数据准确性的同时减少劳动力，提高工作效率，解决现有动力触探试验设备由于各方面因素影响，使得试验数据准确性低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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。
图1是本实用新型第一实施例的一种动力触探试验次数自动记录装置的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例的一种动力触探试验次数自动记录装置的辅助计数装置模型示意图。
图3是辅助计数装置内部元器件布置图。
图4是辅助计数装置的剖面图。
图5是本实用新型第二实施例的一种动力触探试验次数自动记录装置磁力底座夹具固定方式示意图。
图6是本实用新型第二实施例的一种动力触探试验次数自动记录装置夹具固定方式示意图。
图中：1-穿心锤、2-贯入器、3-钻杆、4-钻杆支撑支架、5-外壳、6-蓄电池、7-振动传感器、8-信号转换器、9-数字信号处理器、10-计数器、11-存储器、12-显示器、13-圆形固定夹具、14-螺纹杆、15-磁力底座夹具、16-夹具。
具体实施方式
本申请第一实施例为：
请参阅图1-图4，包括穿心锤1、贯入器2、钻杆3、钻杆支撑支架4和辅助计数装置，所述辅助计数装置包括外壳5、振动传感器7、信号转换器8、数字信号处理器9、计数器10和显示器12，所述辅助计数装置还包括圆形固定夹具13和螺纹杆14，所述辅助计数装置还包括存储器11和蓄电池6，通过前述方案解决现有动力触探试验设备由于各方面因素影响，使得试验数据准确性低的问题，可以理解的是，前述方案可以用于工程地质勘探动力触探试验场景。
针对本具体实施方式，所述钻杆3与所述钻杆支撑支架4滑动连接，并贯穿所述钻杆支撑支架4，所述穿心锤1与所述钻杆3固定连接，且位于所述钻杆3一侧，所述贯入器2与所述钻杆3固定连接，且位于靠近所述穿心锤1一侧，在进行动力勘探实验中，将所述穿心锤1提升至距离所述钻杆3锤托高度达76cm的高度，将其沿着所述钻杆3自由下落，这个过程中所述穿心锤1的重力势能转换为动能撞击所述钻杆3锤托，一部分能量将所述钻杆3底部的所述贯入器2打入地层，而部分能量会以所述钻杆3支撑架以及地表土层的震动消散。
其中，所述外壳5设置于所述钻杆支撑支架4外侧，所述振动传感器7设置于所述外壳5内，所述信号转换器8设置于所述振动传感器7一侧，所述数字信号处理器9设置于所述振动传感器7远离所述信号转换器8一侧，所述计数器10设置于所述振动传感器7一侧，所述显示器12与所述外壳5固定连接，且位于所述外壳5顶部，所述辅助计数装置通过监测振动信号来达到计数的目的，具体的，所述外壳5对、所述振动传感器7、所述信号转换器8和所述数字信号处理等提供安装条件，并进行保护，所述振动传感器7在感应到振动信号后发出机械信号，所述信号转换器8接收振动机械信号并转换为电信号，所述数字信号处理器9对电信号进行处理后输入所述计数器10中，通过所述计数器10进行计数，且所述计数器10将计数的结构传递给所述显示屏进行显示，该装置对比于传统人工计数，能够减少人工计数带来的各种不确定因素引起的误差，提高数据准确性的同时减少劳动力，提高工作效率，其中，所述振动传感器7为MPU-6050六轴惯性测试单元，所述信号转换器8为AD8421ARZ仪表放大器，所述数字信号处理器9为ADSP-BF592数字信号处理器，所述计数器10为CD4060B二进制计数器，所述LCD显示器12为Adafruit Industries 1984LCD Display显示器，解决现有动力触探试验设备由于各方面因素影响，使得试验数据准确性低的问题。
其次，所述螺纹杆14与所述外壳5固定连接，且位于所述外壳5底部，所述圆形固定夹具13与所述螺纹杆14螺纹连接，并设置于所述钻杆支撑支架4外侧，所述螺纹杆14用于将所述外壳5连接固定在所述圆形固定夹具13上，所述圆形固定夹具13用于将所述外壳5固定在所述钻杆支撑支架4外侧，从而实现所述钻杆支撑支架4与所述辅助计数装置的安装。
同时，所述存储器11设置于所述振动传感器7远离所述计数器10一侧，所述蓄电池6设置于所述振动传感器7底部，所述存储器11用于存储所述计数器10累计的振动结果，所述蓄电池6为所述振动传感器7、所述信号转换器8和所述数字信号处理器9等提供电能，所述蓄电池6为锂离子电池(Li-ion)，所述存储器11为STMicroelectronics M24512-DFMN6TPEEPROM存储器。
所述辅助计数装置使用时，在所述穿心锤1自由砸到所述钻杆3锤托上而带动所述钻杆3及所述贯入器2贯入土层内部后，安装在所述钻杆支撑支架4上的所述外壳5内部的所述振动传感器7在感应到振动后发出振动机械信号，所述信号转换器8接收振动机械信号并转换为电信号，所述数字信号处理器9对电信号进行滤波、放大、去噪等处理，提升信号质量，并将信号转换为数字信号及对其进行采样和处理，并输入所述计数器10中，通过所述计数器10进行计数，且所述计数器10将计数的结构传递给所述显示屏进行显示，即实现自动记录动力触探试验数据。
本申请第二实施例为：
在第一实施例的基础上，请参阅图5-图6，本实施例的所述动力触探试验次数自动记录装置可安装于多种工况之下，亦可使用多种链接方式，例如磁力底座15以及多种形式夹具16。
针对本具体实施方式，当在不同的实验工况或复杂工况作业时，可以从所述圆形固定夹具13、所述磁力底座夹具15和所述夹具16中选择使用，提高装置实用性。
当在不同的实验工况或复杂工况作业时，试验人员可在所述圆形固定夹具13、所述磁力底座夹具15和所述夹具16中选择使用，从而将所述外壳5牢靠的固定在所述钻杆支撑支架4外侧。
以上所揭露的仅为本申请一种动力触探试验次数自动记录装置较佳实施例而已，不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种动力触探试验次数自动记录装置，包括穿心锤、贯入器、钻杆和钻杆支撑支架，所述钻杆与所述钻杆支撑支架滑动连接，并贯穿所述钻杆支撑支架，所述穿心锤与所述钻杆固定连接，且位于所述钻杆一侧，所述贯入器与所述钻杆固定连接，且位于靠近所述穿心锤一侧，其特征在于，
还包括辅助计数装置，所述辅助计数装置包括外壳、振动传感器、信号转换器、数字信号处理器、计数器和显示器；
所述外壳设置于所述钻杆支撑支架外侧，所述振动传感器设置于所述外壳内，所述信号转换器设置于所述振动传感器一侧，所述数字信号处理器设置于所述振动传感器远离所述信号转换器一侧，所述计数器设置于所述振动传感器一侧，所述显示器与所述外壳固定连接，且位于所述外壳顶部。
2.如权利要求1所述的一种动力触探试验次数自动记录装置，其特征在于，
所述辅助计数装置还包括圆形固定夹具和螺纹杆，所述螺纹杆与所述外壳固定连接，且位于所述外壳底部，所述圆形固定夹具与所述螺纹杆螺纹连接，并设置于所述钻杆支撑支架外侧。
3.如权利要求2所述的一种动力触探试验次数自动记录装置，其特征在于，
所述辅助计数装置还包括存储器和蓄电池，所述存储器设置于所述振动传感器远离所述计数器一侧，所述蓄电池设置于所述振动传感器底部。
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