CSJ10B型智能炮孔测量仪使用说明书.doc

CSJ10B型智能炮孔深度和角度测量仪使用说明书长沙元宇仪表自动化科技开发有限公司TelFax：0731-888511552011年10月CSJ10B型智能炮孔深度和角度测量仪使用说明书（11版）CSJ10系列智能炮孔深度和角度测量仪是一种便携式轻便仪器，应用于采矿和掘进工程中测量炮孔的深度和倾角，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CSJ10系列智能炮孔仪的技术性能在CSJ07基础上有大幅提升，主要改进点是： 1）极大提高了测角精度，使测量误差小于10，且角度量程由一个象限扩展为四个象限；（2）增添了温度测量功能；（3）增添了孔深测量的温度修正功能；（4）增大声波发射功率和接收灵敏度，从而提高了对较破碎炮孔的测对率或可测更深的孔。CSJ10系列智能炮孔仪有三种型号，其中：CSJ10A型智能炮孔仪有炮孔深度、倾角和温度的测量功能，没有炮孔数据的存取和上传功能；CSJ10B型智能炮孔仪有炮孔深度、倾角和温度的测量功能和炮孔数据的存取功能，可在仪器上读出；CSJ10C型智能炮孔仪有炮孔深度、倾角和温度的测量功能，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。请使用者在测孔之前一定要仔细阅读本说明书，以便全面掌握仪器的性能和使用方法。第一章 仪器的构成1、 炮孔测量仪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线光柱显示发射强度：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。 键：（1）增大发射强度；（2）在存数（Cun）、取数（qu）和清除(qin)菜单中选择炮孔组号；（3）在菜单设置中调整发射频率和温度。 键：（1）减小发射强度； （2）在存数（Cun）、取数（qu）和清除(qin)菜单中选择某组中的炮孔号； （3）在菜单设置中对铅直位偏差角进行修正，以及调整温度。 ENT键：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、 电池盒：内装4节5号干电池5、 测杆：201000mm不锈钢测杆两节，用螺纹连接加长。第二章 仪器的技术功能和指标1、 炮孔深度量程：孔径6090mm的中深孔，在孔壁岩石不破碎不松散条件下量程是2.0-40.0米，误差0.3米，盲区2米；2、 炮孔角度量程：0900（四个象限），误差：10；3、 炮孔温度量程：050，误差：2；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键六下，再按键递进代码值 表1 频率代码与发射频率的对应表 8801560Hz, 30级；频率代码发射频率（Hz）频率代码发射频率（Hz）频率代码发射频率（Hz）频率代码发射频率（Hz）1880101060191240281420290011108020126029144039201211002112803014604940131120221300311480596014114023132032150069801511602413403315207100016118025136034154081020171200261380351560910401812202714006、声波发射强度的调节：6级 ，直接操作和键选择级别表2声波发射强度级数123456绿红红红发射强度发光管的纵向排列显示7、400个炮孔数据的存储：依次操作SET键至存数（Cun）菜单，用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键至取数（qu）菜单，用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键至清除(qin 001)菜单、用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键至清除(qin FFF)菜单、揿压键使右窗口显示的FFF变为000，再操作ENT键确认；11、炮孔温度的测量和校准：连续揿压SET键五下，显示炮孔口的温度；如要校准，则与标准温度计读数对照后，操作和键使二者一致，再操作ENT键确认；12、铅直线偏差角的调准： 将装有探头的测杆摆在铅直线900位置，连续揿压SET键七下，再按键，将传感器和测杆的安装偏差清除；13、显示元件的故障检测：. 连续揿压SET键七下，显示软件版本号（例如110827），再操作ENT键则进行显示元件的分段扫描；14、外形尺寸：仪器 255200120mm，探头 55220mm；15、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，需检查仪表菜单中显示的发射频率代码是否与探头上所标示的频率代码一致（见第4节）。2、将塑料导管（起测角导向作用）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。再用连接电缆将探头与仪器相连。3、 揿压ON/OFF键，使电池对仪器供电，此时探头间歇发出规则的叫声，数码管会发亮。测孔完毕后对仪器断电，也是揿压ON/OFF红色按键。4、 请在测孔前首先检验温度，确认仪器的温度显示值与井下的环境温度基本一致，这是因为仪器是按照其温度显示值对孔深读数进行修正的，以补偿空气声速（温度愈高声速愈大）随温度变化而带来的测量误差。温度的校正方法请参照第10节，如果地表环境温度与采场的差别不大，此校正可在地表进行。如果地表环境温度与采场的差别较大，此校正则应在采场进行，为此须带标准温度计下井。 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，并确认其与井下真实温度基本一致，如差别较大，则用第10节的方法调小，否则会带来较大的测深误差。5、 用测杆将探头塑料导管插入孔内，仪器会显示孔深读数；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。如读数成倍大于设计值，则可能是二次、三次回波，为此应降低发射强度，操作方法是：揿压键，每揿一下，发射强度下降一级，通过发射强度显示灯可观察其级别（参见表2），揿压SET键可使仪器立即回复测量状态。对于6米以下的浅孔，发射强度一般选第2级。6、 如深度读数与孔深设计值的差异大，偏小很多或显示0，则可能发射强度不够，为此应提高发射强度，操作方法是：揿压键，每揿一下，发射强度提高一级，通过发射强度显示灯可观察其级别（参见表2）。对于10米以上的深孔，选择发射强度一般从第3级开始，如不够再逐步升至第4、5、6级。炮孔愈深或愈破碎，回波信号愈弱，应提高发射强度。7、 孔壁的较大裂隙、溶洞或凸块也会产生声回波，孔壁致密的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，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。而数码管显示的总是最后一个光点的读数（不一定是孔底）。通过你的经验积累，上述的辅助信息将为正确判断孔底读数提供参考。8、 如在选择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不符的确定值，且标尺上只有一个光点，则说明这孔可能打错深度了。如有疑惑可手工复核。9、 如在任何发射强度级别下裂隙显示标尺上都没有光点（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、 须待探头塑料导向管插入孔内并位置稳定后，测得的数据才是正确的。如果探头还在移动，碰撞孔壁也会发出声音，这时测得的数据是错误的。11、 限於当前科技水平，用声波测量原理的仪器不可能测对所有炮孔的孔深。根据各矿统计，其测对概率约8095%左右（随现场岩石条件而变），也就是说520%的孔仍需手工补测。其判断依据就是与炮孔设计值相对照，凡对照差异大的孔就手工测，而对照差异小且标尺上只有一个光点的孔则可肯定钻进作业没有问题，可以认可。12、由于矿山条件的多样性和复杂性，不能把炮孔测深测角仪当作绝对准确的计量仪器，而只能作为工艺过程的辅助性检验仪器。其使用效果会随着使用者经验的积累而提高。仪器的价值在于大大减轻了工人的劳动强度，毕竟不要每个炮孔都用人工测了。二十余年来这种仪器能得到推广应用，缘故也在于此。13、塑料导管拧在探头螺纹上的旋入深度会影响发射声波的强度，声音最大时就是最合适的旋入深度。一般是使塑料导管端部刚遮住探头端部的螺纹，再听声音略为调整一下。第2节 炮孔倾角的测量1、倾角的定义：炮孔中心线与地平线之夹角。2、微电子倾角传感器在四个象限范围（0-3600）内均测量有效（参见图2）。但探头的摆放位置会直接影响倾角的测量精度，对测量员站位、探头朝向和测杆倾向作如下规定（参见图1）：测量员面朝巷道的中心线站立。将塑料导向管伸入孔内并贴近孔壁使测杆轴线与炮孔中心线相一致，并将探头上的电缆接头正好面对测量员。图1仪器炮孔电缆探头测杆图1图2900900第2象限0900探头00000第1象限0900第3象限0900第4象限0900图1第3节 孔内裂隙或突出物的显示在仪器的深度和角度显示窗口下方设有孔内裂隙显示标尺，其范围是3-38米，刻度间隔是1米。由于孔壁的较大裂隙、溶洞或凸块也会产生较强的声回波，而孔壁致密光滑的浅孔则可能产生二次、三次孔底回波，这些现象都会在裂隙显示标尺上产生光点，测量员可通过观察光柱刻度上的亮点获得上述情况的辅助信息，为正确判断孔深读数提供佐证。举例说明： 例1、深度显示值是11.3米，标尺上有2个光点，一个在4米处，另一个在11米处，而孔深设计值是11.2米，则你可以判断深度显示值11.3米是正确的，4米处有裂隙或突出物。例2、深度显示值是8.2米，而标尺上有2个光点，一个在4米处，另一个在8米处，而孔深设计值是4.1米，这时你可以判断8米处的那个光点是二次回波，则应操作键降低发射强度，直到深度显示4.1米左右的值才是正确的。第4节 探头发射频率的调整1、在更换探头或对原有探头的晶片重新拆装后，新探头的发射频率可能与仪器不匹配，造成声波发射效果不佳。为此须根据新探头的谐振频率调整仪器的发射频率，使其一致，这就是发射频率的调整。2、改变发射频率的方法：连续揿压SET键6下，进入频率和偏角调整菜单，此时仪器左窗显示0135范围内的某值即频率代码。揿键可改变代码值，每揿一次键，代码值加1，发射频率提高20Hz（共35级）。到达最大代码值35（发射频率1560Hz）后再按 键，代码将回复到最小值01（发射频率880Hz），如此周而复始。对于新探头将频率代码值调整到与探头上所刻画的代码值（f=*）相一致即可。然后揿压SET键，退出频率和偏角调整菜单。3、对于维修（拆卸）过的探头，可将探头对一固定长度的管道发射声波，用示波器观测探头回波的幅度，然后在仪器操作面板上用上述方法改变发射频率（增大或减小），找到回波幅度最大时的发射频率，即是谐振频率，也是维修后探头的频率代码。4、如现场没有示波器，粗略方法是根据改变发射频率时发出声音的大小判断是否谐振，声音最大即谐振。仪器在频率和偏角调整模式时左窗的显示值即此时的频率代码。第5节 探头安装偏差角的调准1、在更换探头或对原有探头内的加速度传感器重新装配后，新探头的安装偏角可能与原探头的安装偏角不一致，须重新调准。2、安装偏角的调准方法：将探头测杆放在铅直位置（使测杆轴向中心线与铅垂线相重合），此时仪器显示的角度数值可能不是900，该值与900之差即安装偏角，须将其调准为零。方法如下：揿压SET键六下，进入频率和偏角调整菜单，再揿键，仪器右窗将显示900，则实现了垂直位偏角调准。如欲检验测量误差，可将测杆分别转向600、450、300。等位置，用三角板或量角器进行对比，一次不理想可校准多次。进行上述操作时，须保证电缆接头的转向正好面对测量者。第6节 炮孔数据的存储1、在现场测量炮孔的状态下，仪器显示探头当前所在炮孔的深度和倾角；2、揿压SET键1下进入存数菜单，此时左窗显示Cun，右窗显示（数据）。右窗的百位数是炮孔组号，揿压键可改变组号，依次是0、1、9、0.、1.9.，其中的1.表示11，2. 表示12，9. 表示19，以此类推共20组。右窗的十位和个位数是该组的炮孔号，揿压键可改变炮孔号，依次是1、2、20，每组可存20个炮孔的数据。3、通过按压键和键对当前测量炮孔的组号和孔号命名，例如2.16表示第12组第16号炮孔。4、揿压ENT键确认，右窗显示YES完成存数操作。注意：在每次揿压SET键进入存数(Cun)菜单时，存入的数据将是此前仪器显示的测量值。因此，在揿压SET键进入存数菜单前的瞬间不要移动测杆，以免存数错误。第7节 炮孔数据的读出1、读出炮孔数据时不必连接探头；2、连续揿压SET键两下进入取数菜单，此时左窗显示qu，右窗显示。右窗的百位数是炮孔组号，十位和个位数是该组的炮孔号，揿压键改变组号，揿压键改变炮孔号。3、揿压ENT键完成取数操作。此时仪器显示该炮孔的深度和倾角值，用笔记录下欲读炮孔的组号和孔号，以及该孔的深度和角度数据；4、再揿压ENT键用键和键选择下一个组号和孔号再揿压ENT键，进行下一个炮孔数据的读取。第8节 单个炮孔数据的清除1、当某个炮孔的数据存储错误要求修改重存时，可清除该孔数据。2、连续揿压SET键三次进入清除菜单，此时左窗显示qin，右窗显示001。右窗的百位数是炮孔组号，右窗的十位和个位数是该组的炮孔号，揿压键改变组号，揿压键改变炮孔号。3、揿压ENT键确认，清除此炮孔组炮孔号的数据。第9节 一次性全部炮孔数据的清除1、在每次下井测量炮孔时，建议对仪器进行一次全部炮孔数据的清除，以免本次的测量数据与上次测量的历史数据相混淆。2、连续揿压SET键四次进入全清除菜单，此时左窗显示qin，右窗显示FFF。3、揿压键，使右窗显示000。4、揿压ENT键确认，清除全部炮孔存储的数据。第10节 温度的测量和校准1、 连续揿压SET键五下，显示探头所感知的温度，如要取消温度测量，则揿压ENT键一下，仪器立即恢复深度和角度测量状态；2、 校准方法：将标准温度计（例如水银温度计，误差在1以内）与探头放在一起以保证环境温度一致，如仪器显示读数与标准温度计读数不一致，则在温度测量状态下操作和键，使二者一致，再操作ENT键确认；第11节 软件版本显示和显示元件分段扫描1、 连续揿压SET键七下，数码管显示一排数字，即本机的软件版本号；2、 再揿压ENT键，进入显示元件分段扫描，数码管、光栅和发光管各段依次点亮，如有某段不亮，则表明该段发生了硬件故障。第12节 电池的欠压报警和更换1、 当电池组电压低于5.2V左右时，数码管有报警显示，标志是bAt - - -闪烁，但5秒后自动回复测深测角流程。如仪器未停机，该标志会定时不断提醒。如使用者揿压SET或ENT按钮，则仪器强行退回测深测角流程，不再对电压过低进行报警，以便业者完成该次测深测角作业。2、 电池欠压，将导致探头声音变小，仪器显示变暗，读数不正确或不能进入菜单，此时应及时更换5号干电池。使用充电电池时，不要过度用至电压低于4V，这样既影响电池寿命，也会使充电电流过大而可能烧坏充电器。2、 测量电池电压时由于万用表测棒太粗，不便触及插孔，可在电池盒接头插孔中插入细铜丝引出（注意不要短路以致损坏电池），再用万用表测量。12+-电池3、 电池配置方式：是4节单电池装在塑料电池盒中。如采用充电电池，充电时须打开电池盒取出电池，然后将电池按正确的极性装入充电器中，充电1524小时。但注意电池装入电池盒后，合盖螺钉不要拧得过紧，以免塑料电池盒的螺孔胀裂。4、电池插头和插座的插针旁标有数字，1是+ 极，2是- 极，请在更换插头（或插座）时，按右图所示焊线。第13节 测杆的连接仪器附件有201000mm不锈钢测杆两节，用螺纹连接加长。探头则拧入杆的顶部。第14节 探头电缆线接头的修复探头电缆线用久后接头可能会松动，以致电缆护套层从卡子中脱出，露出电缆芯线，造成折断。为此，可采用下述步骤修复：1、 用所配小起子把电缆接头的卡子螺丝松开，再用钳子夹住电缆接头的前端，用手逆时针方向拧开电缆接头的后端，露出6根芯线的焊接部分；2、 将电缆的破损部分剪断。剪断处的护套层和芯线端面是对齐的（见图3）；3、 用手拉住护套层往后推（见图4），使芯线露出15-20mm，注意：不要剪短护套层；4、 将6根颜色芯线套上2mm短热缩管后，按图5所示排列焊接在电缆接头的脚上（其实只要电缆两端的两个接头的焊脚芯线颜色排列一致就可以）；5、 将热缩管推进套上焊好线的6个电缆接头的引脚，再用热风吹紧，以保证焊脚之间不会短路；6、 用手握住护套层往前推，直到护套层完全套住电缆接头的