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霍尔开关在钻孔深度测量仪中的应用

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-07-01 08:20:08【

目前钻孔深度的检测主要有3种方法,第1种是人L统计法;为传统测量方法,通过人为统计打进钻杆的数量来计算钻孔深度。即根据打入钻杆的数量乘以钻杆长度,然后进行累加求和计算出钻孔深度;此方法缺点是存在人为误差,浪费人力资源,且存在劳资双方争议。

第2种是测试钻机液压法;根据测量钻机液压泵站的几个的压力变化来判断当前钻机情况进行统计;此方法测量需要的测量参数较多,成本较高。

第3种是采用霍尔开关检测钻机往返次数来确定打入钻杆数量,然后确定打钻深度;通过检测它信号值变化来实现钻机往返运动的检测,然后由微处理器将数据记录并还原,最终计算出打钻深度。

钻孔深度测量仪电路设计

钻孔深度测量仪的结构和工作原理

测量仪中磁励磁装置将钻杆磁化,当携带永磁勋磁装置的动万头靠近霍尔开关组时,开关组检测到由弱变强的信号,判断此时为前进状态,当信号达到最大值时完成1个推进,记录当前所用时长的时间△T1;当携带永磁励磁装置的动力头远离霍尔开关组时,开关组检测到由强变弱的信号,判断此时为后退状态,当信号达到最小值完成1个退杆,记录当前所用时长的时间△T2;通过记录以上数据综合判断当前为打钻或退杆,并记录下1个行程;打钻结束后通记录下打钻行程次数计算打钻深度;此种方法能够方便快捷计算打钻深度,避免人为误差,安装简单。

图1为测量仪电路硬件结构图,主要由水磁励磁装置、霍尔开关组、信号处理电路、微控制器模块、人机交互模块和USB输出模埃等几部分组成。

霍尔传感组模块

单个霍尔元件沿钻杆周向的覆盖面积有限,为保证全方位检测钻杆通过时的磁通量变化,需要它在钻杆周围成环形分布,其具体个数N,应满足下式要求:

Nh=CINT[Sp/SN]

式中;Sp为布置霍尔元件环面的周长;SN为单个霍尔元件的周向覆盖区域;CINT为舍人取整函数。

它的总输出端Ui,为所有霍尔元件输出之和Ui=(e1+e2+。。。 +e12)/12

电源基准源电压; Ui=2。5 V

运放U13B的放大倍数;

K1=(R14 +R15)/R14=1.2

运放输出电压为;U0= K1x(Ui- Uf)

根据系统使用的ADC转换器基准为3 V,以上数据计算在本系统中霍尔开关组经运放输出最大值为U0=3 V,符合实际使用要求。

以它检测磁化的钻杆行进状态为依据,提供了一种方便快捷的钻孔深度测量仪,能够方便每班打钻工人对打钻情况的进行记录,经过多次实验,仪器能够准确测量钻孔深度,表现了良好的仪器性能。

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