無纜多參數組合鑽孔測漏儀的製作方法
2023-06-01 00:57:06 1
專利名稱：無纜多參數組合鑽孔測漏儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於礦產資源勘査鑽探、地質勘探鑽孔的鑽孔測漏儀， 尤某是一種能測量鑽孔內漏失層位的無纜多參數組合鑽孔測漏儀。
背景技術：
現有的鑽孔測漏儀廣泛用於礦產資源勘查鑽探、地質勘探鑽孔，其目的在 於測量鑽孔漏失強度，為開採資源提供可靠的依據。現有的鑽孔測漏儀具有電
源電路、模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和 存儲器，所述電源電路與模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理 器、發送電路和存儲器均連通，所述模擬開關具有模擬開關信號輸入端和模擬 開關信號輸出端，所述十六位A/D轉換器具有轉換器基準信號輸入端、轉換器 信號輸入端和轉換器信號輸出端，所述基準電路具有基準信號輸出端，所述中 央處理器具有處理器信號輸入端和處理器信號輸出端，所述發送電路具有發送 電路信號輸入端和發送電路信號輸出端，所述存儲器具有存儲器信號輸入端， 所述模擬開關信號輸出端與轉換器信號輸入端相連通，所述轉換器信號輸出端 與處理器信號輸入端相連通，所述處理器信號輸出端與發送電路信號輸入端相 連通，所述發送電路信號輸出端與存儲器信號輸入端相連通，所述基準信號輸 出端與轉換器基準信號輸入端相連通。當用戶需要測量地表下鑽孔內是否會有
漏失的狀況，判定是否可以開採或堵漏等情況時，就需要將鑽孔測漏儀經事先 預備的鑽孔下放到地表以下。所述模擬開關的信號輸入端連接外部傳感器將鑽 孔內測得的流速信號通過模擬開關信號輸出端傳遞到轉換器信號輸入端，經十 六位A/D轉換器將模擬信號轉換為數位訊號後再通過轉換器信號輸出端傳遞到 處理器信號輸入端，在此過程中十六位A/D轉換器採納由基準電路的基準信號 輸出端傳遞到轉換器基準信號輸入端的基準信號效正自身的A/D轉換頻率，另 外，當處理器信號輸入端收到轉換器信號輸出端傳遞的信號後，經中央處理器 計算為外部計算機可分析和識別的計算機可讀形式文件信號，通過處理器信號 輸出端傳遞到發送電路的發送電路信號輸入端，最後通過發送電路信號輸出端 將其信號輸送至存儲器信號輸入端保留到存儲器內。這時，用戶將鑽孔測漏儀
從鑽孔內提升至地表以上，取下保留有可分析文件信號的存儲器到外部計算機 系統中進行數據分析，就可以判斷地表下鑽孔內是否有漏失的情況，進而為資 源勘査鑽探、地質勘探鑽孔得出可靠分析依據。但是，現有的鑽孔測漏儀測試 數據單一，測試精度不夠理想，只能簡單的分析鑽孔內是否有漏失情況，而不 能精確的測定地表下鑽孔內漏失位置，僅能滿足一般需求，對於需要進行鑽孔 內堵漏、深層礦藏開採或深層地質勘探明顯數據不夠，尤其是探測深層地質情 況必須對鑽孔進行堵漏，才能精確的測量深層地質數據。隨著現有有限的淺表 底層礦藏資源開採，越來越少的淺表地層資源已經不能滿足發展的需求，進行 深層地下資源開採越發顯得重要，取得深層地質勘探的測量數據也相應顯得越 發的重要。因此，急需提供一種滿足測定地表下鑽孔內漏失層位的鑽孔測漏儀。
實用新型內容
本實用新型的目的是在現有鑽孔測漏儀的結構上進行改進，提供一種能測 量鑽孔內漏失層位的無纜多參數組合鑽孔測漏儀。
本實用新型的無纜多參數組合鑽孔測漏儀具有電源電路、模擬開關、十六
位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和存儲器，所述電源電路與 模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和存儲器均 連通，所述模擬開關具有模擬開關信號輸入端和模擬開關信號輸出端，所述十 六位A/D轉換器具有轉換器基準信號輸入端、轉換器信號輸入端和轉換器信號 輸出端，所述基準電路具有基準信號輸出端，所述中央處理器具有處理器信號 輸入端和處理器信號輸出端，所述發送電路具有發送電路信號輸入端和發送電 路信號輸出端，所述存儲器具有存儲器信號輸入端，所述模擬開關信號輸出端 與轉換器信號輸入端相連通，所述轉換器信號輸出端與處理器信號輸入端相連 通，所述處理器信號輸出端與發送電路信號輸入端相連通，所述發送電路信號 輸出端與存儲器信號輸入端相連通，所述基準信號輸出端與轉換器基準信號輸 入端相連通，其特徵是所述模擬開關具有cpu控制信號輸入接口，所述十六位 A/D轉換器具有cpu控制信號輸入端，所述中央處理器具有控制信號輸出端，所 述模擬開關的cpu控制信號輸入接口和十六位A/D轉換器的cpu控制信號輸入 端均與中央處理器的控制信號輸出端相連通。
本實用新型中所述的模擬開關可以為十六選一多路幵關74150 TTL也可以 為雙四選一 74153 TTL多路開關，還可以為八選一多路開關74151 TTL等等，
所述模擬開關採用現有市售數據選擇器產品。當使用所述八選一多路開關74151 TTL時，可以讓模擬開關信號輸入端由流速信號輸入端單元、壓力信號輸入端單 元、溫度信號輸入端單元、孔徑信號輸入端單元、電阻率信號輸入端單元和電 源電壓驗證信號輸入端單元共同組成，讓流速信號輸入端單元、壓力信號輸入 端單元、溫度信號輸入端單元、孔徑信號輸入端單元、電阻率信號輸入端單元 和電源電壓驗證信號輸入端單元分別連接多路開關的數據輸入腳。
本實用新型中所述的十六位A/D轉換器採用市售的A/D轉換MAX195晶片， 所述中央處理器採用市售的單片機89C2051,所述電源電路中的電源模塊採用市 售的電源模塊7805。本實用新型中所述存儲器是數據存儲卡電路，所述數據存 儲卡電路由單片機89C205K存儲器晶片AT29C040和地址鎖存器741s373構成。
當本實用新型的無纜多參數組合鑽孔測漏儀通過電源電路上電初始化後， 所述模擬開關的'模擬開關信號輸入端處於監控狀態，用戶將本實用新型的鑽孔 測漏儀經事先預備的鑽孔下放到地表以下。此時，中央處理器通過控制信號輸 出端分別向模擬開關的cpu控制信號輸入接口和十六位A/D轉換器的cpu控制 信號輸入端發出控制信號，第一是讓模擬開關收到中央處理器的控制信號時連 續選擇流速信號輸入端單元、壓力信號輸入端單元、溫度信號輸入端單元、孔 徑信號輸入端單元、電阻率信號輸入端單元和電源電壓驗證信號輸入端單元採 集的信號之一，通過與模擬開關信號輸出端連接的轉換器信號輸入端到十六位 A/D轉換器中轉換信號；第二是讓十六位A/D轉換器收到中央處理器的控制信號 時對上述模擬開關輸送的信號相應進行轉換，這時接收的數據才算有效。然後 十六位A/D轉換器將轉換後的數據輸送到中央處理器，中央處理器根據接收的 數據做出相應的處理後通過發送電路傳輸到存儲器保存。隨著本鑽孔測漏儀向 鑽孔內下降，如所處層位存在漏失，相應所測定的流速、壓力、溫度和電阻率 也會發生變化。用戶將鑽孔測漏儀從鑽孔內提升至地表以上，取下保留有可分 析文件信號的存儲器到外部計算機系統中進行數據分析，就可以通過壓力、溫 度和電阻率計算出地表下鑽孔內是否有漏失，通過計算孔徑和流速測得漏失量， 並通過所獲得的全部連續的數據和經過的時間段計算出鑽孔內漏失層位，進而 對鑽孔堵漏提供可靠的依據，為精確的測量深層地質數據提供必備條件，有利 於後期深層地下資源開採和深層地質勘探的測量。
與前述現有同類產品相比，本實用新型的無纜多參數組合鑽孔測漏儀能實
現多參數準確測量鑽孔漏失層位和漏失強度，為鑽孔堵漏提供可靠的依據，並 為精確的測量深層地質數據提供必備條件，有利於後期深層地下資源開採和深 層地質勘探的測量。
本實用新型的內容結合以下實施例作更進一步的說明，但本實用新型的內 容不僅限於實施例中所涉及的內容。
圖1是實施例中無纜多參數組合鑽孔測漏儀的電路框圖。
圖2是實施例中所採用的電源電路的電路圖。
圖3是實施例中所採用的模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央 處理器和發送電路的電路圖。
圖4是實施例中所採用的存儲器的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例中所述的無纜多參數組合鑽孔測漏儀，具有電源電 路l、模擬開關2、十六位A/D轉換器3、基準電路4、中央處理器5、發送電路 6和存儲器7，所述電源電路1與模擬開關2、十六位A/D轉換器3、基準電路4、 中央處理器5、發送電路6和存儲器7均連通，所述模擬開關2具有模擬開關信 號輸入端和模擬開關信號輸出端，所述十六位A/D轉換器3具有轉換器基準信 號輸入端、轉換器信號輸入端和轉換器信號輸出端，所述基準電路4具有基準 信號輸出端，所述中央處理器5具有處理器信號輸入端和處理器信號輸出端， 所述發送電路6具有發送電路信號輸入端和發送電路信號輸出端，所述存儲器7 具有存儲器信號輸入端，所述模擬開關信號輸出端與轉換器信號輸入端相連通， 所述轉換器信號輸出端與處理器信號輸入端相連通，所述處理器信號輸出端與 發送電路信號輸入端相連通，所述發送電路信號輸出端與存儲器信號輸入端相 連通，所述基準信號輸出端與轉換器基準信號輸入端相連通，其特徵是所述模 擬開關2具有cpu控制信號輸入接口 ，所述十六位A/D轉換器3具有cpu控制 信號輸入端，所述中央處理器5具有控制信號輸出端，所述模擬開關2的cpu 控制信號輸入接口和十六位A/D轉換器3的cpu控制信號輸入端均與中央處理 器5的控制信號輸出端相連通。
如圖2所示，本實施例中所述電源電路由電源輸入接口 Jl;電容C1 C6、 電容C10 C17;電阻R6;電源晶片7805、 A0505S、 LM135H構成。輸入電壓DC7. 2V
輸出5V。
如圖3所示，本實施例中所述U3模擬開關由八選一多路開關74151 TTL; 電阻R7 R12構成，所述U3模擬開關信號輸入端由流速信號輸入端單元、壓力 信號輸入端單元、溫度信號輸入端單元、孔徑信號輸入端單元、電阻率信號輸 入端單元和電源電壓驗證信號輸入端單元組成，流量N1、壓力N2、溫度N3、孔 徑N4、電阻率N5參數模擬電壓信號分別通過八選一多路開關74151的13、 14、 15、 12、 ll埠，參數信號為1至5V模擬電壓。本實施例中所述U2十六位A/D 轉換器由A/D轉換MAX195晶片構成。所述基準電路由電容C7、 C8;電阻R5構 成。所述中央處理器包括U1單片機89C2051，復位電路和晶振電路，所述復位 電路由電容C9、電阻R2構成，所述晶振電路由電容CX1、 CX2;電阻R1;石英 諧振器XTA1構成。所述發送電路由晶片7406;電阻R3、 R4;發送接口 H構成。 所述流量N1、壓力N2、溫度N3、孔徑N4、電阻率N5參數模擬電壓信號分別通 過八選一多路開關74151的13、 14、 15、 12、 11埠分時進入A/D轉換MAX195， A/D轉換後形成數據量進入U1單片機89C2051, 7埠 (P3. 3， INTO)在通過2、 3埠再通過7406晶片形成RS-232信號，通過J2的5PIN3腳，發射進入存儲 器電路接口 J3。
如圖4所示，所述存儲器為數據存儲卡電路，所述數據存儲卡電路由電容 C18 C22;電阻R13;石英諧振器Z01;接口 J3; U3單片機89C2051 、 U4存儲 器晶片AT29C040和U5地址鎖存器741s373構成。經發送電路傳輸的數據經過 接口 J3的C0N5的3、 4腳進入U3單片機89C2051的10、 11腳，通過運算處理， 經U3單片機89C2051的地址線埠 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39腳，再通過U5地址鎖存器741s373的5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21腳進行地址鎖存，然後進 入U4存儲器晶片AT29C040的2、 5、 6、 9、 12、 15、 16、 19、 3、 4、 7、 8、 13、 14、 17、 18腳，數據經U3單片機89C2051的數據埠 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39腳進入U4存儲器晶片AT29C040的數據接收埠 3、 4、 7、 8、 13、 14、 17、 18腳完成數據的存儲。
權利要求1、一種無纜多參數組合鑽孔測漏儀，具有電源電路、模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和存儲器，所述電源電路與模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和存儲器均連通，所述模擬開關具有模擬開關信號輸入端和模擬開關信號輸出端，所述十六位A/D轉換器具有轉換器基準信號輸入端、轉換器信號輸入端和轉換器信號輸出端，所述基準電路具有基準信號輸出端，所述中央處理器具有處理器信號輸入端和處理器信號輸出端，所述發送電路具有發送電路信號輸入端和發送電路信號輸出端，所述存儲器具有存儲器信號輸入端，所述模擬開關信號輸出端與轉換器信號輸入端相連通，所述轉換器信號輸出端與處理器信號輸入端相連通，所述處理器信號輸出端與發送電路信號輸入端相連通，所述發送電路信號輸出端與存儲器信號輸入端相連通，所述基準信號輸出端與轉換器基準信號輸入端相連通，其特徵是所述模擬開關具有cpu控制信號輸入接口，所述十六位A/D轉換器具有cpu控制信號輸入端，所述中央處理器具有控制信號輸出端，所述模擬開關的cpu控制信號輸入接口和十六位A/D轉換器的cpu控制信號輸入端均與中央處理器的控制信號輸出端相連通。
2、 如權利要求1所述的無纜多參數組合鑽孔測漏儀，其特徵是所述模擬開 關為八選一多路開關，所述模擬開關信號輸入端由流速信號輸入端單元、壓力 信號輸入端單元、溫度信號輸入端單元、孔徑信號輸入端單元、電阻率信號輸 入端單元和電源電壓驗證信號輸入端單元組成。
專利摘要本實用新型涉及一種用於礦產資源勘查鑽探、地質勘探鑽孔的鑽孔測漏儀，尤其是一種能測量鑽孔內漏失層位的無纜多參數組合鑽孔測漏儀。本鑽孔測漏儀具有電源電路、模擬開關、十六位A/D轉換器、基準電路、中央處理器、發送電路和存儲器，其特徵是模擬開關具有cpu控制信號輸入接口，十六位A/D轉換器具有cpu控制信號輸入端，中央處理器具有控制信號輸出端，模擬開關的cpu控制信號輸入接口和十六位A/D轉換器的cpu控制信號輸入端均與中央處理器的控制信號輸出端相連通。本產品能實現多參數準確測量鑽孔漏失層位和漏失強度，為鑽孔堵漏提供可靠的依據。
文檔編號E21B47/10GK201187293SQ20082006323
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者劉一民, 策 周, 軍 宋, 湯國起, 胡時友, 陳文俊 申請人:中國地質科學院探礦工藝研究所