JZ-CSJ16A型智能炮孔深度和角度测量仪

使用说明书

智能炮孔深度和角度测量仪使用说明书

智能炮孔深度和角度测量仪是一种便携式工程校核仪器，应用于采矿和掘进工程中校核已钻炮孔的深度和倾角是否符合设计要求，使用者借助测杆将探头置于孔口即可测量炮孔的深度和倾角。其深度测量采用声回波测距原理，倾角和温度测量采用微电子加速度传感器，并以微控制器作为仪器的核心部件。具有某些智能功能，例如对接收到的声回波进行以距离为函数的增益控制；对孔内的较大裂隙进行位置显示；从存在的多个回波中识别孔底回波；允许使用者根据炮孔岩石的地质状况，调整声波的发射频率和发射强度，以寻找准确的孔深测量值；对微电子加速度传感器的双轴信号进行正切运算，对铅直线偏差角进行修正；以及对空气声速进行温度补偿等。

智能炮孔仪的技术性能在JZ-CSJ10基础上有较大提升，主要改进点在深度测量部分：（1）在接收放大电路中除保留时间增益控制之外，再辅助独特的抗干扰措施，具有较高的接收灵敏度，从而有可能测量30米以远的深孔，也可能测量φmm大孔；（2）在硬件中采用峰值包络线电路，在软件部分采用新算法捕捉回波的起始点，从而提高深度的测量精确度；（3）在软件部分增添了孔底回波的信号识别功能，从而摒弃二次回波、三次回波等假信号。

JZ-CSJ16A型有炮孔深度、倾角和温度的测量功能，个炮孔数据的存取和上传功能，数据既可在仪器上读出，也可上传至电脑制表或打印。

第一章仪器的构成

1、仪器的操作面板

炮孔深度：左显示窗，三位数字显示

炮孔角度：右显示窗，三位数字显示

孔内裂隙位置：36线光柱显示

发声强度：4个发光管组合显示6级强度

ON/OFF键：开机/关机

SET键：进入菜单和前进。

Δ键：（1）增大发射强度；

（2）在存数（Cun）、取数（qu）和清除(qin)菜单中改变炮孔号某位的数字；

（3）在菜单设置中调整发射频率。

▽键：（1）减小发射强度；

（2）在存数（Cun）、取数（qu）和清除(qin)菜单中为改变炮孔号移位；

（3）在菜单设置中对铅直位偏差角进行修正。

ENT键：切换深度和角度测量方式；对存数（Cun）、取数（qu）、清除(qin)、上传（SC）、温度校准、显示扫描菜单的操作予以确认。

探头电缆插座：6芯。

电池插座：2芯。

RS-串口9针插座。

2、探头：内置声波换能器和微电子加速度传感器。

3、连接电缆：6芯屏蔽电缆，长度5米，用于连接探头和仪器。

4、数据线：RS-串口9针插头--USB插头，在上传炮孔数据时用以连接仪器和电脑。

5、蓄电池：6V,1.3Ah，充电器ACV/DC7.2V,1A。

6、测杆：φ20×0mm不锈钢测杆两节，用螺纹连接加长。

7、塑料（尼龙）导管稳定器：用螺纹将套管拧在探头上，插入炮孔用于定位。在某一发声频率下螺纹拧入的深度不同，发出的声音大小是不同的，螺纹拧入最适当的位置时，该空腔形成声音共鸣，此时一次声回波最大，一般也是发声最响。

第二章仪器的技术功能和指标

1、炮孔深度量程：孔径60~mm的中深孔，在孔壁岩石不破碎不松散条件下，量程是3.0-40.0米，误差±0.3~0.4米，盲区3米，测对率70%左右；

2、炮孔测杆倾角量程：0~（四个象限），测杆倾角误差：≤±10；

3、炮孔温度量程：0~50℃，误差：±3℃；

4、孔内裂隙位置范围：3-38米，误差±1米；

5、声波发射频率的调节：连续揿压SET键七下后，再按Δ键循环递进

表1频率代码表35级，级数愈大频率愈高。01频率最低，35频率最高

6、发声强度的调节：6级，操作Δ和▽键选择级别

7、个炮孔数据的存储：操作SET键至存数（Cun）菜单，用Δ和▽键选择炮孔号和组号，再操作ENT键确认；

8、炮孔数据的读出：依次操作SET键至2下取数（qu）菜单，用Δ和▽键选择炮孔号和组号，再操作ENT键确认；

9、单个炮孔数据的清除：依次操作SET键3下至清除(qin)菜单、用Δ和▽键选择炮孔号和组号，再操作ENT键确认；

10、全部炮孔数据的清除：依次操作SET键4下至清除(qinFFF)菜单、揿压▽键使右窗口显示的FFF变为，再操作ENT键确认；

11、炮孔数据上传至电脑：依次操作SET键5下至上传（SC）菜单，再操作ENT键确认；

12、炮孔温度的测量和校准：连续揿压SET键6下，显示炮孔口的温度；如要校准，则与标准温度计读数对照后，操作Δ和▽键使二者一致，再操作ENT键确认；

13、垂直线偏差角的调准：将装有探头的测杆摆在与地平线垂直位置，连续揿压SET键7下，再按▽键，此时角度显示90，将传感器和测杆的安装偏差清除；

14、、显示元件的故障检测：.连续揿压SET键8下，显示软件版本号，再操作ENT键，对显示元件进行分段扫描，进行故障检测；

15、外形尺寸：仪器××mm，探头Φ46×60mm；

16、重量：仪器2.5公斤，测杆0.5公斤。

第三章操作使用说明

第1节孔深的测量

1、第一次使用炮孔仪时，需将仪表发射频率与探头上所刻写的频率代码设置一致

2、将塑料导管稳定器（其作用是共鸣发声并插入炮孔）通过螺纹拧在探头上，将探头底部螺栓拧入测杆的端部螺孔，使塑料导管、探头与测杆连为一体，再用6芯屏蔽电缆将探头与仪器相连接。导管稳定器的作用是与探头发声共鸣，并插入炮孔内借助径向弹簧钢丝保证探头轴线与炮孔轴线同心。测孔后一般要将塑料导管与探头分离，以便清除里面的泥沙和水。

3、将电池插头与仪器连接，请注意：插、抜电池插头或探头电缆插头，都要对准槽口后轻巧地直插、直拔，不要用蛮劲压迫，也不要拧转，否则会弄坏插头或插座。

4、揿压红色ON/OFF键开机，此时数码管闪烁显示数字，左窗是深度，右窗是倾角。测孔完毕后对仪器断电，也是揿压ON/OFF按键。

5、请在测孔前首先开机检验仪器的设置温度（请参照第10节），确认仪器的温度显示值与井下的环境温度基本一致，如果差异较大则会带来孔深测量误差，这是因为空气声速随温度变化会带来测量误差（温度愈高声速愈高），为补偿该误差，仪器设计成按照其温度显示值对孔深读数进行修正。如果预先知道测孔现场的温度，则到现场后开机将仪器显示温度调整至现场温度即可。如果不知道测孔现场的温度，则须带标准温度计（如酒精温度计）下井测量作为参照标准，并在现场进行校正。由于井下四季温度变化不大，每次测孔并非都要带标准温度计下井进行温度校正，但必须查看仪器的温度显示值，确认其与现场真实温度基本一致。

6、用测杆将塑料导管插入孔内，要将塑料导管稳定器全部插入孔内但电缆插头仍留在孔外的位置。揿压ON/OFF按键开机后，仪器即间歇式显示孔深和角度读数。根据读数与孔深设计值的差异，判断该读数是否正确？如差异小则测量正确。一般都将发声强度设定在第1（黄灯亮）或第2级，只有对于深孔或较破碎的炮孔，深度显示为0时才需要提高发声强度，可根据需要逐级提高，最高是第6级（绿灯亮），此时声音最大，回波信号最强。操作方法是揿压Δ键，每揿一下提高发声强度一级，只要认为测量正确就不要选择音量大的发声强度，因为发声太大会使回波干扰增大，导致测量不准确。揿压▽键则是降低发声强度，每揿一下降低一级，由显示灯可观察其发声强度的级别（参见表2）。不同矿山在不同岩石条件情况下积累使用经验之后，会知道应当把发声强度选择在哪一级更合适。

7、孔壁的较大裂隙、溶洞或凸块也会产生声回波，浅孔则可能产生二次甚至三次回波，这时测量员在裂隙光柱刻度上将看到多个光点亮，其中只有一个是孔底回波。通过这些光点的位置信息，你可试着判断哪个是孔底，哪个是裂隙，哪个是二次、三次回波。而数码管显示的则是信号最强的回波，即孔底回波。通过你的经验积累，上述情况的辅助信息将为正确判断孔底读数提供佐证。如果裂隙很大，其回波幅值甚至超过孔底回波，此时数码管显示的则可能是裂隙位置，只能根据光柱刻度上的光点位置判断孔深了。

8、如在不同级别发射强度时深度测试的读数都是一个与孔深设计值极不符的确定值，且标尺上只有一个光点，则说明这孔可能钻错了深度，可手工复核。

9、如在任何发声强度级别下左窗均显示0，裂隙显示标尺上没有光点（没有回波信号），或光点多而杂乱，深度显示值随机而无规律，则说明对这种孔用仪器无法测量，需人工测量。

10、如果炮孔已经打穿，则仪器显示的是打穿处的孔深读数，或由于信号太弱而显示0。

11、测杆稳定不动情况下测得的数据才是正确的，因为探头移动时碰撞孔壁也会发出声音，这时得到的数据可能是错误的。

12、由于矿山条件的多样性和复杂性，限於当前我们掌握的科技能力，用声波测量原理的仪器不可能测对所有炮孔的孔深。少数炮孔仍需手工补测。在孔壁岩石不破碎不松散条件下，炮孔测对率约80%。对于地质条件不好的或放置较久未用的炮孔，测对率甚至低于60%。

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