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申请/专利权人：上海勘察设计研究院(集团)股份有限公司

摘要：本发明提供一种深孔定向测试装置及深孔振动测试方法，其中装置包括一支架、一升降机构、一旋转云台、一传感器支座、一电子罗盘和一测试传感器组；所述传感器支座通过所述升降装置连接所述旋转云台，所述旋转云台可在水平方向转动地与所述支架枢接；所述电子罗盘和所述测试传感器组分别固定于所述传感器支座。本发明的一种深孔定向测试装置及深孔振动测试方法，快速方便，节省时间，可以降低检测成本，并可保证数据采集质量。

主权项：1.一种基于深孔定向测试装置的深孔振动测试方法，其特征在于，所述深孔定向测试装置包括一支架、一升降机构、一旋转云台、一传感器支座、一电子罗盘和一测试传感器组；所述传感器支座通过所述升降机构连接所述旋转云台，所述旋转云台可在水平方向转动地与所述支架枢接；所述电子罗盘和所述测试传感器组分别固定于所述传感器支座；所述升降机构包括一吊带、两定滑轮和两动滑轮；所述定滑轮间隔固定于所述旋转云台的底面；所述动滑轮间隔固定于所述传感器支座的顶面；所述吊带的第一端缠绕并连接于一卷扬装置上，所述吊带的第二端依次自一所述定滑轮上方和两所述动滑轮下方穿过并固定于另一所述定滑轮上；所述传感器支座通过两所述动滑轮吊设于两所述定滑轮之间的所述吊带上；所述传感器支座处于平衡状态时，吊带的两头和吊带与动滑轮接触的两个接触点处于一个平面内；所述测试传感器组包括一铅垂振动传感器和两水平振动传感器，两所述水平振动传感器沿相互垂直的水平方向布设，所述铅垂振动传感器沿竖直方向布设；基于所述深孔定向测试装置进行的深孔振动测试方法包括如下步骤：S1：在一待测位置的地面沿铅垂方向钻孔形成深孔；S2：设置所述深孔定向测试装置；S3：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S4：控制所述吊带将所述传感器支座提升一定高度，获取所述电子罗盘的读数，同时旋转所述旋转云台，直至将所述电子罗盘的读数调整为预设值并保持稳定；S5：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S6：分别采集所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器的读数，获得测量数据；S7：所述测量数据采集完成后，拉动所述吊带回收所述传感器支座。

全文数据：深孔定向测试装置及深孔振动测试方法技术领域本发明涉及岩土工程测试领域，尤其涉及一种深孔定向测试装置及深孔振动测试方法。背景技术为了解地下振动水平，需要将传感器放置地下进行振动测试。目前，在深孔传感器放入井中时一般采用一个刚性连接杆与传感器连接，随着深孔传感器的下放，逐一接长连接杆，直至将深孔传感器放置孔底。由于孔深一般都安装在十几米、几十米甚至上百米深的孔内，随着连接杆数量的增加，会越来越笨重，难以操控。当传感器放置到孔底后，需要通过机构将刚性连接杆与深孔传感器脱开，收回连接杆，然而常常会出现难以将二者脱开的现象。因此这种方式往往费时费力，效率不高。发明内容针对上述现有技术的不足，本发明提供一种深孔定向测试装置及深孔振动测试方法，快速方便，节省时间，可以降低检测成本，并可保证数据采集质量。为了实现上述目的，本发明提供一种深孔定向测试装置，包括一支架、一升降机构、一旋转云台、一传感器支座、一电子罗盘和一测试传感器组；所述传感器支座通过所述升降装置连接所述旋转云台，所述旋转云台可在水平方向转动地与所述支架枢接；所述电子罗盘和所述测试传感器组分别固定于所述传感器支座。优选地，所述测试传感器组包括一铅垂振动传感器和两水平振动传感器，两所述水平振动传感器沿相互垂直的水平方向布设，所述铅垂振动传感器沿竖直方向布设。优选地，还包括一套管，所述套管插设于一深孔内；所述支架架设于所述深孔上方地面；所述传感器支座通过所述升降机构可沿所述套管长度方向升降地吊设于所述套管内。优选地，所述传感器支座包括一套筒和多个安装平面，所述安装平面沿所述套筒的长度方向间隔水平固定于所述套筒内；所述电子罗盘、所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器分别固定于一所述安装平面或所述套筒的底面上。优选地，所述传感器支座的顶部形成一线缆通孔，所述电子罗盘、所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器的线缆自所述线缆通孔自所述套筒内穿出所述套筒外。优选地，所述升降机构包括一吊带、两定滑轮和两动滑轮；所述定滑轮间隔固定于所述旋转云台的底面；所述动滑轮间隔固定于所述传感器支座的顶面；所述吊带的第一端缠绕并连接于一卷扬装置上，所述吊带的第二端依次自一所述定滑轮上方和两所述动滑轮下方穿过并固定于另一所述定滑轮上；所述传感器支座通过两所述动滑轮吊设于两所述定滑轮之间的所述吊带上。优选地，所述电子罗盘包括三轴电子罗盘。优选地，所述吊带的宽度范围为4～6cm；所述吊带的厚度范围为2～4mm。本发明一种基于本发明所述的深孔定向测试装置的深孔振动测试方法，包括步骤：S1：在一待测位置的地面沿铅垂方向钻孔形成所述深孔；S2：设置所述深孔定向测试装置；S3：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S4：控制所述吊带将所述传感器支座提升一定高度，获取所述电子罗盘的读数，同时旋转所述旋转云台，直至将所述电子罗盘的读数调整为预设值并保持稳定；S5：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S6：分别采集所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器的读数，获得测量数据；S7：所述测量数据采集完成后，拉动所述吊带回收所述传感器支座。优选地，所述S2步骤进一步包括步骤：S21：将所述套管插入所述深孔内；S22：在所述深孔上方地面架设所述支架；S23：将所述旋转云台可在水平方向转动地枢接于所述支架上；S24：将所述吊带的所述第二端依次自一所述定滑轮上方和两所述动滑轮下方穿过并固定于另一所述定滑轮上。本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：通过支架、升降机构、旋转云台、电子罗盘的配合，可实现在待测深孔中快捷地安置和回收传感器支座及与其相连的铅垂振动传感器和水平振动传感器，并实现对水平振动传感器测试方向的快捷调整，大幅提高了深孔振动测试的效率，降低了测试成本。附图说明图1为本发明实施例的深孔定向测试装置的结构示意图；图2为图1的局部放大图；图3为本发明实施例的传感器支座的结构示意图；图4为本发明实施例的深孔振动测试方法的流程图。具体实施方式下面根据附图中的图1～图4，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。请参阅图1～图3，本发明实施例的一种深孔定向测试装置，包括一支架1、一升降机构2、一旋转云台3、一传感器支座4、一电子罗盘5、一铅垂振动传感器6和两水平振动传感器7；传感器支座4通过升降装置连接旋转云台3，旋转云台3可在水平方向转动地与支架1枢接；电子罗盘5、铅垂振动传感器6和两水平振动传感器7分别固定于传感器支座4，两水平振动传感器7沿相互垂直的水平方向布设，铅垂振动传感器6沿竖直方向布设。通过支架1、升降机构2、旋转云台3的配合，可实现在待测深孔中快捷地安置传感器支座4及与其相连的电子罗盘5、铅垂振动传感器6和水平振动传感器7，并可实现传感器支座4及与其相连的电子罗盘5、铅垂振动传感器6和水平振动传感器7的回收；大幅提高了深孔振动测试的效率。通过支架1、升降机构2、旋转云台3和电子罗盘5的配合，实现了对传感器支座4朝向及两水平振动传感器7测试方向的便捷有效调整。还包括一套管8，套管8插设于一深孔内；支架1架设于深孔上方地面；传感器支座4通过升降机构2可沿套管8长度方向升降地吊设于套管8内。传感器支座4包括一套筒41和多个安装平面42，本实施例中，套筒41呈圆柱形；安装平面42沿套筒41的长度方向间隔水平固定于套筒41内；电子罗盘5、铅垂振动传感器6和两水平振动传感器7分别固定于一安装平面42或套筒41的底面上。电子罗盘5采用三轴电子罗盘，连有线缆，并从线缆通孔43穿出，可以在地面通过仪器显示三个方向的方位角。本实施例中，旋转云台3包括一个圆盘31、一根螺杆32、一个螺母33，圆盘31的底部连接有定滑轮22的第一滑轮固定支座，定滑轮22安装于第一滑轮固定支座上，螺杆32的一端与圆盘31固定连接，螺杆32的另一端自支架1顶部的通孔穿出，穿出后拧上螺母33，圆盘31可转动，通过转动圆盘31，从而带动吊带21的转动。传感器支座4的顶部形成一线缆通孔43，电子罗盘5、铅垂振动传感器6和两水平振动传感器7的线缆穿过线缆通孔43自套筒41内穿出套筒41外。升降机构2包括一吊带21、两定滑轮22和两动滑轮44；定滑轮22间隔固定于旋转云台3的底面；动滑轮44间隔固定于传感器支座4的顶面；吊带21的第一端缠绕并连接于一卷扬装置图中未示上，吊带21的第二端依次自一定滑轮22上方和两动滑轮44下方穿过并固定于另一定滑轮22上；传感器支座4通过两动滑轮44吊设于两定滑轮22之间的吊带21上。本实施例中，吊带21的宽度范围为4～6cm；吊带21的厚度范围为2～4mm。吊带21包括布带。通过旋转云台3、电子罗盘5、吊带21、两定滑轮22和两动滑轮44的配合，可实现对传感器支座4内铅垂振动传感器6和水平振动传感器7的角度的快捷调整。请参阅图1～图4，本发明实施例的一种深孔振动测试方法，基于本实施例的深孔定向测试装置，包括步骤：S1：在一待测位置的地面沿铅垂方向钻孔形成深孔；S2：设置深孔定向测试装置；本实施例中，S2步骤进一步包括步骤：S21：将套管8插入深孔内；S22：在深孔上方地面架设支架1；S23：将旋转云台3可在水平方向转动地枢接于支架1上；S24：将吊带21的第二端依次自一定滑轮22上方和两动滑轮44下方穿过并固定于另一定滑轮22上。S3：通过控制吊带21将传感器支座4下放至深孔的底部；S4：控制吊带21将传感器支座4提升一定高度，获取电子罗盘5的读数，同时旋转旋转云台3，直至将电子罗盘5的读数调整为预设值并保持稳定；S5：通过控制吊带21将传感器支座4下放至深孔的底部；S6：分别采集铅垂振动传感器6和两水平振动传感器7的读数，获得测量数据；S7：测量数据采集完成后，拉动吊带21回收传感器支座4。本发明实施例的一种深孔振动测试方法中，通过吊带21调节深孔传感器角度的原理如下：由于重力的作用，只有当吊带21的两头P1、P2和吊带21与动滑轮44接触的两个接触点P3、P4处于一个平面内，传感器支座4才能保持平衡。当在地面转动吊带21时，P1、P2、P3、P4如不处于一个平面内，在重力的作用下，P3和P4会分别受到一个垂直于P3和P4连线的水平力F1和F2，在水平力F1和F2构成的扭力矩作用下，传感器支座4会转动。由于惯性，传感器支座4会在平衡位置往复转动，由于吊带21及泥浆阻尼存在，能量逐渐耗散，P1、P2、P3、P4最终将处在新的平面内。然后根据电子罗盘5的角度数据指示，最终可将传感器支座4调整到正确的测试方向。本发明实施例所示的一种深孔定向测试装置及深孔振动测试方法，对岩体和土体均适用；可对传感器在水平测试方向定位；可运用于深孔振动测试，也可运用于其他深孔的定向传感器测试；且在测试完毕后，测孔可以用泥球回填，不会影响场地后期使用。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种深孔定向测试装置，其特征在于，包括一支架、一升降机构、一旋转云台、一传感器支座、一电子罗盘和一测试传感器组；所述传感器支座通过所述升降装置连接所述旋转云台，所述旋转云台可在水平方向转动地与所述支架枢接；所述电子罗盘和所述测试传感器组分别固定于所述传感器支座。2.根据权利要求1所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述测试传感器组包括一铅垂振动传感器和两水平振动传感器，两所述水平振动传感器沿相互垂直的水平方向布设，所述铅垂振动传感器沿竖直方向布设。3.根据权利要求2所述的深孔定向测试装置，其特征在于，还包括一套管，所述套管插设于一深孔内；所述支架架设于所述深孔上方地面；所述传感器支座通过所述升降机构可沿所述套管长度方向升降地吊设于所述套管内。4.根据权利要求3所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述传感器支座包括一套筒和多个安装平面，所述安装平面沿所述套筒的长度方向间隔水平固定于所述套筒内；所述电子罗盘、所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器分别固定于一所述安装平面或所述套筒的底面上。5.根据权利要求4所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述传感器支座的顶部形成一线缆通孔，所述电子罗盘、所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器的线缆自所述线缆通孔自所述套筒内穿出所述套筒外。6.根据权利要求5所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述升降机构包括一吊带、两定滑轮和两动滑轮；所述定滑轮间隔固定于所述旋转云台的底面；所述动滑轮间隔固定于所述传感器支座的顶面；所述吊带的第一端缠绕并连接于一卷扬装置上，所述吊带的第二端依次自一所述定滑轮上方和两所述动滑轮下方穿过并固定于另一所述定滑轮上；所述传感器支座通过两所述动滑轮吊设于两所述定滑轮之间的所述吊带上。7.根据权利要求6所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述电子罗盘包括三轴电子罗盘。8.根据权利要求6所述的深孔定向测试装置，其特征在于，所述吊带的宽度范围为4～6cm；所述吊带的厚度范围为2～4mm。9.一种基于权利要求6所述的深孔定向测试装置的深孔振动测试方法，包括步骤：S1：在一待测位置的地面沿铅垂方向钻孔形成所述深孔；S2：设置所述深孔定向测试装置；S3：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S4：控制所述吊带将所述传感器支座提升一定高度，获取所述电子罗盘的读数，同时旋转所述旋转云台，直至将所述电子罗盘的读数调整为预设值并保持稳定；S5：通过控制所述吊带将所述传感器支座下放至所述深孔的底部；S6：分别采集所述铅垂振动传感器和两所述水平振动传感器的读数，获得测量数据；S7：所述测量数据采集完成后，拉动所述吊带回收所述传感器支座。10.根据权利要求9所述的深孔振动测试方法，其特征在于，所述S2步骤进一步包括步骤：S21：将所述套管插入所述深孔内；S22：在所述深孔上方架设所述支架；S23：将所述旋转云台可在水平方向转动地枢接于所述支架上；S24：将所述吊带的所述第二端依次自一所述定滑轮上方和两所述动滑轮下方穿过并固定于另一所述定滑轮上。

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