動力觸探自動記錄儀的制作方法
【專利摘要】目前，我國工程勘察之動力觸探試驗仍由人工數(shù)數(shù)、記錄，本發(fā)明用光——電變換技術使其變成自動數(shù)數(shù)、累計，經(jīng)電腦識別信息的真?zhèn)魏?，再打印、記錄，在填補國內技術空白的同時，提高了勘察成果的可靠性和準確度。它屬于巖土工程勘察的【技術領域】，其技術內容含穿心錘控制激光，使重錘擊數(shù)與儀器讀數(shù)相一致；用接收器的動作實時差及信號出現(xiàn)率識別信息的真?zhèn)危唤⑴c桿長修正系數(shù)高吻合的函數(shù)式輸入電腦，方便、準確地修正擊數(shù)。所以，本儀器具三大技術亮點。其結構方框圖見圖一、圖二；以標貫試驗為例，其安裝、使用如圖三。它配不同的錘子、探頭、鉆桿可進行四種不同的動力觸探。
【專利說明】動力觸探自動記錄儀
一、【技術領域】
[0001]本發(fā)明一動力觸探自動記錄儀，能自動地數(shù)數(shù)、記錄作為工程勘察原位測試之一的動力觸探試驗之結果。目前我國進行此項測試時，仍用人工來數(shù)數(shù)和記錄其擊數(shù)。故在填補國內技術空白的同時，提高了勘察成果的可靠性及準確度。它涉及的【技術領域】是巖土工程勘察專業(yè)。
二、【背景技術】
[0002]首先，它用光——電轉換技術，把需計量的每次動作或某些天體行為(如雷擊)，變?yōu)橐淮坞娒}沖，以門電路數(shù)數(shù)、疊加、顯示、打印、記錄，如防感應雷的浪涌保護器，就能自動顯示發(fā)生其上的雷擊次數(shù)。其次，還運用了電腦處理信息技術，使本儀器具有防誤動作、偽操作能力；并按觸探桿長方便地修正擊數(shù)。
三、
【發(fā)明內容】

[0003]本
【發(fā)明內容】
有三部分。
[0004]第一部分為主體，其結構如圖1、圖2，安裝、使用見圖3，進行動力觸探試驗時穿心重錘(其高大于30cm)在觸探桿內，上下活動一次次地錘擊打頭，使探頭不斷貫入被試驗的土層。為實現(xiàn)自動數(shù)數(shù)、累計、顯示與打印，儀器利用動力觸探試驗的核心機具——重錘，控制激光信號的接收，經(jīng)過光——電轉換、門電路、計數(shù)器等，使落錘的擊數(shù)與儀器的數(shù)數(shù)、記錄，在有效總貫入度小于錘高時是絕對相一致的；然后將信息輸入電腦進行識別為有效信息后，與作業(yè)的其他相關信息一起，由打印機打在試驗記錄表上。
[0005]第二與第三部分是輔助的，前者是國標(GB50021-2001)對動力觸探試驗成果的使用，提出了擊數(shù)應按觸探桿長修正的問題，但它僅列表桿長短于20米者；并缺標貫試驗的；查找既不方便亦不準確；如用某些桿長修正的經(jīng)驗公式，還會出現(xiàn)修正系數(shù)在桿長較大時趨于零的情況，針對這些問題，發(fā)明人參照國標(GBJ7-89)的附表6-1，或國標(GB50021-2001)附錄B，列出修正系數(shù)(α)——觸探桿長(L)的曲線，按此建立高吻合度(大于0.999)的數(shù)學模型(函數(shù)式α = 0.515044628X e_?L+0.59)，編程、輸入電腦后，只要輸入桿長，就可方便、準確地進行擊數(shù)修正。
[0006]后者是為避免誤動作或人為偽操作而設，先將實際試驗時重錘兩擊間的最小實時差測定后輸入電腦作為基準，與激光接收器的動作實時差對比，動作實時差長者為可打印的正常數(shù)據(jù)；同時，如果I?3#接收器的信號出現(xiàn)率為100%者，亦屬應打印的合理信息。兩者有一個不達標者，可能是誤動作或偽操作，雖然有讀數(shù)顯示，但均不能打印，以保證成果的可靠和準確。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是，首先，它配套國內工程勘察廣為使用于動力觸探的球卡式自動落錘裝置，適用性強，易于推廣、應用。其次，其控制動作是落錘完全離開抓頭，處于懸空狀態(tài)時才隔斷激光束，所以，它絕對不會影響或干擾動力觸探時，重錘對探頭具有的勢能或沖擊功，亦即不會影響其擊數(shù)的多寡。最后，其計數(shù)是以光——電變換為主，計數(shù)器為簡單的直流門電路，既不受聲、光、電、磁或輻射的干擾，亦不對周邊儀器產(chǎn)生不良的影響。
[0008]本發(fā)明的亮點亦有三點，其一，它能自動地數(shù)數(shù)、記錄和打印動力觸探試驗的擊數(shù)。其二，可按觸探桿長方便地、高精度(大于0.999)地修正擊數(shù)。其三，設置了誤動作和偽操作識別系統(tǒng)，有效地防止錯、漏或作弊。此乃一般儀器很少具備的特點。
四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1是儀器的計數(shù)系統(tǒng)結構方框圖，附圖2是儀器的打印系統(tǒng)結構方框圖，附圖3是儀器進行標準貫入測試時的安裝示意圖，其中a圖是標貫試驗前的情況，b圖是標貫試驗進行中的情況。圖中，0、1、2、3、4為激光發(fā)射器，I'、2，、3'、4'是激光接收器，I'?3'連接門電路、計數(shù)器等，4'控制O?4的關閉。5為觸探桿，6是立柱，7為鉆孔，8是穿心重銀，9為打頭，10是探頭。
[0010]標貫測試所得擊數(shù)的計算如下:30cm段的總擊數(shù)為I'的讀數(shù)，首段O?IOcm的擊數(shù)是P、2，兩者之讀數(shù)差，次段10?20cm的擊數(shù)為2'、3'兩者的讀數(shù)差，末段20?30cm的擊數(shù)是3'之讀數(shù)。
五、【具體實施方式】
[0011]現(xiàn)以動力觸探測試之一的標準貫入試驗為例，說明本儀器的安裝、使用和具體操作。如圖3a所示，把標貫測試的探頭、鉆桿、打頭、穿心重錘、自動落錘機構等裝好下入孔內，在鉆桿的兩側各豎立柱一條，在左、右柱上分別裝上激光發(fā)射器和激光接收器，儀器置于鉆孔旁干燥的平地，使左柱的O發(fā)出的激光束齊平在打頭上的穿心錘底，1、2、3、4分別置于其下方15cm、25cm、35cm、45cm處，而右柱的I'、2'、3'、4'分別能對應收到1、2、3、4的激光束。如此布置是因為試驗要求探頭貫入15cm后，完全進入土層，才開始進行測試。并要求分別記錄貫入30cm、首10cm、次IOcm和末IOcm的擊數(shù),試驗各段所得擊數(shù)之計算見四的末段。合上儀器總開關，各接收器應收到信號，各顯示器有讀數(shù)，說明儀器運行正常，將全部讀數(shù)清零，試驗開始。使重錘上升到76cm自動落下，錘擊打頭一次，探頭亦因此貫入土層，重復提升穿心錘至測試結束。當探頭貫入15cm，錘子開始阻斷I'的接收，門電路I開始計數(shù)。探頭貫入25cm，門電路2立即計數(shù)。探頭貫入35cm，門電路3遂行計數(shù)，如圖3b所示。探頭貫入45cm，隔斷4'的接收，它馬上關閉五個發(fā)射器，并用音頻信號告知試驗完成，終止升錘。此時對信號進行識別，經(jīng)電腦確認，如儀器兩次動作的實時差長于先行輸入電腦的，作為基準的提升重錘時兩擊間之時差；及P?3'之信號出現(xiàn)率為100%者，說明信號是合格的，將作業(yè)的其他信息、桿長信息輸入電腦，電腦對總擊數(shù)和各段擊數(shù)進行運算、處理、修正后，打印機將全部信息打印在試驗的記錄表格上。
[0012]該儀器配以不同的穿心錘、探頭、鉆桿及桿長修正系數(shù)數(shù)模，可進行四種動力觸探原位測試，滿足巖土工程勘察的需求。
[0013]本發(fā)明僅是一個設想，所以，當儀器樣機制成后，應在不同的區(qū)域、地層、深度做大量的人工記錄與自動記錄的對比試驗，以驗證其可行性和準確性。
【權利要求】
1.本發(fā)明解決了目前我國工程勘察的動力觸探測試仍用人工數(shù)數(shù)、記錄，填補了國內技術空白的同時，提高了勘察成果的可靠性與準確度。 本發(fā)明的技術特征是:首先，它能自動地數(shù)數(shù)、記錄、打印動力觸探試驗的擊數(shù)。其次，儀器可以識別讀數(shù)的真?zhèn)?，有效地防止可能出現(xiàn)的誤動作或偽操作，保證讀數(shù)的可靠性。最后，它能按觸探桿的長度方便地、準確地修正擊數(shù)，提高了勘察成果的準確性。 為此，特要求對本設想進行一項專利技術保護。申請保護的內容為兩部分，其一，是用穿心重錘控制激光與光一電變換技術。其二，電腦識別信息系統(tǒng)，它由兩者并聯(lián)組成。前者用儀器動作的實時差，與先行輸入電腦之試驗時錘子兩擊間最短實時差對比；后者，是檢查有效接收器的信號出現(xiàn)率是否百分之百。
【文檔編號】E02D1/00GK103911980SQ201310006137
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月8日 優(yōu)先權日:2013年1月8日
【發(fā)明者】朱文凱 申請人:朱文凱