[发明专利]一种超声波成孔检测探头装置及其检测方法

权利要求书

1.一种超声波成孔检测探头装置的检测方法，利用一种超声波成孔检测探头装置，包括探头壳体，还包括设置在探头壳体上的控制单元P、电子罗盘DC、陀螺仪G、加速度计A和声波发射接收单元UT，声波发射接收单元UT包括M个周向设置在探头壳体上的超声波发射接收单元SH1～SHM，M≥6，

电缆线L与控制单元P连接，

控制单元P还分别与电子罗盘DC、陀螺仪G、加速度计A和声波发射接收单元UT连接，

其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设定N+1个待检测深度位置Zj，0≤j≤N，超声波成孔检测探头装置S放置在初始检测位置，记录初始检测位置的空间坐标X0、Y0、Z0；

确定各个超声波发射接收单元在装置坐标系uvw中的指向；

超声波成孔检测探头装置S在待检测深度位置Z0处，控制单元P读取电子罗盘DC的初始方位数据，控制单元P读取陀螺仪G的初始姿态数据；

步骤2、控制单元P读取电子罗盘DC的当前方位数据、陀螺仪G的当前姿态数据、加速度计A的当前加速度数据，计算在空间标系XYZ中超声波成孔检测探头装置S的当前空间坐标和第i个超声波发射接收单元SHi的当前空间指向；

控制单元P控制第i个超声波发射接收单元完成超声波发射与接收，计算获得孔壁反射点空间坐标；

步骤3、重复步骤2直至遍历所有的超声波发射接收单元，获得多个孔壁反射点空间坐标；根据上述获得的孔壁反射点空间坐标计算深度Zj处钻孔中心空间坐标和等效直径；

步骤4、将超声波成孔检测探头装置S放置到下一个待检测深度处，返回步骤2，直至遍历所有待检测深度位置；

步骤5、根据所有待检测深度处的钻孔中心空间坐标，计算钻孔孔斜数据。

2.根据权利要求1所述的一种超声波成孔检测探头装置的检测方法，其特征在于，所述的步骤3还包括以下步骤：根据加速度计A的当前加速度数据，判断超声波成孔检测探头装置S的是否触碰孔壁，触碰孔壁时，记录触碰孔壁的时间，结合陀螺仪G获得当前姿态数据，计算触碰孔壁点空间坐标作为一个孔壁反射点空间坐标。

3.根据权利要求1所述的一种超声波成孔检测探头装置的检测方法，其特征在于，所述的计算深度Zj处钻孔中心空间坐标和等效直径包括以下步骤：将深度Zj处的每三个孔壁反射点作为一组求取深度Zj处钻孔中心空间坐标和等效直径，不同组求取的深度Zj处钻孔中心空间坐标和等效直径Dj分别求平均，获得深度Zj处钻孔中心空间坐标和等效直径。