[发明专利]一种基于弹性波的钻孔深度检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种基于弹性波的钻孔深度检测系统，其特征在于：由手持机、采集器和传感器构成；所述采集器和传感器安装在钻杆尾部；所述传感器用于激发和接收振动信号，其由内置式电磁激振器和振动传感器构成，所述手持机通过无线传输方式向采集器发送采集命令并接收采集器所采集的振动信号，所述采集器通过有线传输方式向电磁激振器和振动传感器供电并采集、存储振动信号；所述手持机通过时间域及频率域分别计算钻杆总长度；所述时间域计算钻杆总长度L：设钻杆中弹性波波速为V，直达波与杆底反射波到时时差为ΔT，则钻杆总长度为其中V通过测试前对钻杆进行标定；所述频率域计算钻杆总长度L：设钻杆中弹性波波速为V，通过对时间域波形信号傅里叶变换，得到弹性波的频谱，拾取各震相的频率f_i，计算频差Δf，根据公式求出钻杆的总长度，从而确定钻孔深度；进而比对时间域或频率域分别计算的结果，相互补充、相互验证，确定钻孔深度。

2.根据权利要求1所述的基于弹性波的钻孔深度检测系统，其特征在于：所述手持机包括ARM多核处理器，和分别与之交互连接的显示屏、RAM(a)、TF卡(a)、WIFI芯片(a)及电源(a)，运行Andriod操作系统及控制程序，通过WIFI向所述采集器发送采集命令并接收采集器所采集的振动信号。

3.根据权利要求1所述的基于弹性波的钻孔深度检测系统，其特征在于：所述采集器包括M4处理器，和分别与之交互连接的RAM(b)、TF卡(b)、A/D模块、WIFI芯片(b)及电源(b)；所述A/D模块通过线缆连接振动传感器，根据采集命令进行振动信号采集，并通过WIFI芯片(b)将采集到的数据发给所述手持机。

4.根据权利要求1所述的基于弹性波的钻孔深度检测系统，其特征在于：所述振动传感器为MEMS振动传感器或加速度传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述系统的检测方法，其特征在于：包括下述步骤：

(1)作业前，安装好采集器与传感器，并打开采集器与手持机的电源；

(2)通过无线方式连接采集器与手持机，在手持机上设置钻孔信息和采集参数后给采集器下发采集命令；

(3)电磁激振器激发信号，振动采集器接收弹性波振动信号，并将振动信号通过无线传送给手持机；

(4)手持机数据分析处理，通过时间域或频率域分别计算钻杆总长度，从而确定钻孔深度。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，手持机数据分析处理还包括生成信息的图片，所述图片的信息包含钻孔信息、探测时间、操作人员和测试结果。