CSJ10B型智能炮孔測量儀使用說明書

1、CSJ10B型智能炮孔深度和角度測量儀使用說明書長沙元宇儀表自動化科技開發(fā)有限公司Tel：1Fax：52011 年 10 月CSJ10B 型智能炮孔深度和角度測量儀使用說明書（11 版）CSJ10 系列智能炮孔深度和角度測量儀是一種便攜式輕便儀器，應(yīng)用于采礦和掘進工程中測量炮孔的深度和傾角，使用者借助測桿將探頭置于孔口即可測量炮孔的深度和傾角。其深度測量采用聲回 波測距原理，傾角和溫度測量采用微電子加速度傳感器，并以微控制器作為儀器的核心部件。具有某 些智能功能，例如對接收到的聲回波進行以距離為函數(shù)的增益控制；對孔內(nèi)的較大裂隙進行位置顯示； 從存在的多個回波中識別孔底回波；允許使用者根據(jù)炮孔巖

2、石的地質(zhì)狀況，調(diào)整聲波的發(fā)射頻率和發(fā) 射強度，以尋找準(zhǔn)確的孔深測量值；對微電子加速度傳感器的雙軸信號進行正切運算，對鉛直線偏差 角進行修正；以及對空氣聲速進行溫度補償?shù)菴SJ10 系列智能炮孔儀的技術(shù)性能在CSJ07 基礎(chǔ)上有大幅提升，主要改進點是：1）極大提高了測角精度，使測量誤差小于 10，且角度量程由一個象限擴展為四個象限；（2）增添了溫度測量功能；（3）增添了孔深測量的溫度修正功能；（4）增大聲波發(fā)射功率和接收靈敏度，從而提高了對較破碎炮孔的測對率或可測更深的孔。CSJ10 系列智能炮孔儀有三種型號，其中：CSJ10A 型智能炮孔儀有炮孔深度、傾角和溫度的測量功能，沒有炮孔數(shù)據(jù)的存取和

3、上傳功能； CSJ10B型智能炮孔儀有炮孔深度、傾角和溫度的測量功能和炮孔數(shù)據(jù)的存取功能可，在儀器上讀出； CSJ10C 型智能炮孔儀有炮孔深度、傾角和溫度的測量功能，炮孔數(shù)據(jù)的存取和上傳功能，數(shù)據(jù)既可在儀器上讀出，也可上傳至電腦制表或打印。請使用者在測孔之前一定要仔細(xì)閱讀本說明書，以便全面掌握儀器的性能和使用方法。第一章儀器的構(gòu)成1、炮孔測量儀的操作面板炮孔深度：左顯示窗，三位數(shù)字顯示炮孔角度：右顯示窗，三位數(shù)字顯示孔內(nèi)裂隙位置：36 線光柱顯示發(fā)射強度：4 個發(fā)光管組合顯示 6 級強度ON/OFF 鍵：開機/關(guān)機SET 鍵：進入菜單和前進。 鍵：（1）增大發(fā)射強度；在存數(shù)（Cun）、取數(shù)（

4、qu）和清除(qin)菜單中選擇炮孔組號；在菜單設(shè)置中調(diào)整發(fā)射頻率和溫度。鍵：（1）減小發(fā)射強度；在存數(shù)（Cun）、取數(shù)（qu）和清除(qin)菜單中選擇某組中的炮孔號；在菜單設(shè)置中對鉛直位偏差角進行修正，以及調(diào)整溫度。ENT 鍵：對存數(shù)（Cun）、取數(shù)（qu）、清除(qin)、上傳（SC）、溫度校準(zhǔn)、顯示掃描菜單的操作予以確認(rèn)。探頭電纜插座：6 芯電池插座：2 芯2、探頭：內(nèi)置聲波換能器和微電子加速度傳感器3、連接電纜：6 芯屏蔽電纜，長度 5 米，用于連接探頭和儀器4、電池盒：內(nèi)裝 4 節(jié) 5 號干電池5、測桿：201000mm 不銹鋼測桿兩節(jié)，用螺紋連接加長。第二章儀器的技術(shù)功能和指標(biāo)1

5、、炮孔深度量程：孔徑 6090mm 的中深孔，在孔壁巖石不破碎不松散條件下量程是2.0-40.0米，誤差0.3 米，盲區(qū) 2 米；2、炮孔角度量程：0900（四個象限），誤差：10；3、炮孔溫度量程：050，誤差：2；4、孔內(nèi)裂隙位置范圍：3-38 米，誤差1 米；5、聲波發(fā)射頻率的調(diào)節(jié)：連續(xù)撳壓SET 鍵六下，再按 鍵遞進代碼值表 1 頻率代碼與發(fā)射頻率的對應(yīng)表 8801560Hz, 30 級；頻率發(fā)射頻率頻率發(fā)射頻率頻率發(fā)射頻率頻率發(fā)射頻率代碼（Hz）代碼（Hz）代碼（Hz）代碼（Hz）1880101060191240281420290011108020126029144039201211

6、00211280301460494013112022130031148059601411402313203215006980151160241340331520710001611802513603415408102017120026138035156091040181220271400聲波發(fā)射強度級數(shù)123456綠紅紅紅發(fā)射強度發(fā)光管的縱向排列顯示6、聲波發(fā)射強度的調(diào)節(jié)：6 級 ，直接操作 和 鍵選擇級別表 27、400 個炮孔數(shù)據(jù)的存儲：依次操作 SET 鍵至存數(shù)（Cun）菜單，用 和 鍵選擇炮孔號和組號，再操作ENT 鍵確認(rèn)；8、炮孔數(shù)據(jù)的讀出：依次操作 SET 鍵至取數(shù)（qu）菜單，用

7、和 鍵選擇炮孔號和組號，再操作ENT 鍵確認(rèn)；9、單個炮孔數(shù)據(jù)的清除：依次操作 SET 鍵至清除(qin 001)菜單、用 和 鍵選擇炮孔號和組號，再操作ENT 鍵確認(rèn)；10、全部炮孔數(shù)據(jù)的清除：依次操作 SET 鍵至清除(qin FFF)菜單、撳壓 鍵使右窗口顯示的FFF變?yōu)?000，再操作ENT 鍵確認(rèn)；11、炮孔溫度的測量和校準(zhǔn)：連續(xù)撳壓 SET 鍵五下，顯示炮孔口的溫度；如要校準(zhǔn)，則與標(biāo)準(zhǔn)溫度計讀數(shù)對照后，操作 和 鍵使二者一致，再操作ENT 鍵確認(rèn)；12、鉛直線偏差角的調(diào)準(zhǔn)：將裝有探頭的測桿擺在鉛直線900位置，連續(xù)撳壓SET 鍵七下，再按 鍵，將傳感器和測桿的安裝偏差清除；13、顯

8、示元件的故障檢測：.連續(xù)撳壓SET 鍵七下，顯示軟件版本號（例如110827），再操作 ENT鍵則進行顯示元件的分段掃描；14、外形尺寸：儀器 255200120mm，探頭 55220mm ；15、重量：儀器 2.5 公斤，測桿 0.5 公斤。第三章操作使用說明第 1 節(jié)孔深的測量1、第一次使用炮孔儀時，需檢查儀表菜單中顯示的發(fā)射頻率代碼是否與探頭上所標(biāo)示的頻率代碼一致（見第 4 節(jié)）。2、將塑料導(dǎo)管（起測角導(dǎo)向作用）擰在探頭上，將探頭底部螺栓擰入測桿的端部螺孔，使塑料導(dǎo)管、探頭與測桿連為一體。再用連接電纜將探頭與儀器相連。3、 撳壓 ON/OFF鍵，使電池對儀器供電，此時探頭間歇發(fā)出規(guī)則的叫

9、聲，數(shù)碼管會發(fā)亮。測孔完畢后對儀器斷電，也是撳壓ON/OFF 紅色按鍵。4、 請在測孔前首先檢驗溫度，確認(rèn)儀器的溫度顯示值與井下的環(huán)境溫度基本一致，這是因為儀器是按照其溫度顯示值對孔深讀數(shù)進行修正的，以補償空氣聲速（溫度愈高聲速愈大）隨溫度變化而 帶來的測量誤差。溫度的校正方法請參照第10 節(jié)，如果地表環(huán)境溫度與采場的差別不大，此校正可在地表進行。如果地表環(huán)境溫度與采場的差別較大，此校正則應(yīng)在采場進行，為此須帶標(biāo)準(zhǔn)溫度計下井。每次測孔并非都要帶標(biāo)準(zhǔn)溫度計下井進行溫度校正，但必須查看儀器的溫度顯示值，并確認(rèn)其與井下真實溫度基本一致，如差別較大，則用第10 節(jié)的方法調(diào)小，否則會帶來較大的測深誤差。

10、5、 用測桿將探頭塑料導(dǎo)管插入孔內(nèi)，儀器會顯示孔深讀數(shù)；根據(jù)讀數(shù)與孔深設(shè)計值的差異， 判斷該讀數(shù)是否正確？如差異小則測量正確。如讀數(shù)成倍大于設(shè)計值，則可能是二次、三次回波，為 此應(yīng)降低發(fā)射強度，操作方法是：撳壓 鍵，每撳一下，發(fā)射強度下降一級，通過發(fā)射強度顯示燈可觀察其級別（參見表 2），撳壓 SET 鍵可使儀器立即回復(fù)測量狀態(tài)。對于6 米以下的淺孔，發(fā)射強度一般選第 2 級。6、 如深度讀數(shù)與孔深設(shè)計值的差異大，偏小很多或顯示0，則可能發(fā)射強度不夠，為此應(yīng)提高發(fā)射強度，操作方法是：撳壓鍵，每撳一下，發(fā)射強度提高一級，通過發(fā)射強度顯示燈可觀察其級別（參見表2）。對于 10 米以上的深孔，選擇發(fā)

11、射強度一般從第3 級開始，如不夠再逐步升至第4、5、6 級。炮孔愈深或愈破碎，回波信號愈弱，應(yīng)提高發(fā)射強度。7、 孔壁的較大裂隙、溶洞或凸塊也會產(chǎn)生聲回波，孔壁致密的淺孔則可能產(chǎn)生二次甚至三次回波， 這時測量員在裂隙光柱刻度上將看到多個光點，其中只有一個是孔底回波。通過這些光點的位置信息， 你可試著判斷哪個是孔底，哪個是裂隙，哪個是二次、三次回波。而數(shù)碼管顯示的總是最后一個光點的讀數(shù)（不一定是孔底）。通過你的經(jīng)驗積累，上述的輔助信息將為正確判斷孔底讀數(shù)提供參考。8、 如在選擇不同級別發(fā)射強度時深度測試的讀數(shù)都是一個與孔深設(shè)計值不符的確定值，且標(biāo)尺上只有一個光點，則說明這孔可能打錯深度了。如有疑

12、惑可手工復(fù)核。9、 如在任何發(fā)射強度級別下裂隙顯示標(biāo)尺上都沒有光點（沒有回波信號），或光點多而雜亂，深度顯示值隨機而無規(guī)律，則說明對這種孔用儀器無法測量，需人工測量。10、 須待探頭塑料導(dǎo)向管插入孔內(nèi)并位置穩(wěn)定后，測得的數(shù)據(jù)才是正確的。如果探頭還在移動， 碰撞孔壁也會發(fā)出聲音，這時測得的數(shù)據(jù)是錯誤的。11、限於當(dāng)前科技水平，用聲波測量原理的儀器不可能測對所有炮孔的孔深。根據(jù)各礦統(tǒng)計， 其測對概率約 8095%左右（隨現(xiàn)場巖石條件而變），也就是說520%的孔仍需手工補測。其判斷依據(jù)就是與炮孔設(shè)計值相對照，凡對照差異大的孔就手工測，而對照差異小且標(biāo)尺上只有一個光點的孔 則可肯定鉆進作業(yè)沒有問題，可

13、以認(rèn)可。12、由于礦山條件的多樣性和復(fù)雜性，不能把炮孔測深測角儀當(dāng)作絕對準(zhǔn)確的計量儀器，而只能作為 工藝過程的輔助性檢驗儀器。其使用效果會隨著使用者經(jīng)驗的積累而提高。儀器的價值在于大大減輕了工 人的勞動強度，畢竟不要每個炮孔都用人工測了。二十余年來這種儀器能得到推廣應(yīng)用，緣故也在于此。13、塑料導(dǎo)管擰在探頭螺紋上的旋入深度會影響發(fā)射聲波的強度，聲音最大時就是最合適的旋入 深度。一般是使塑料導(dǎo)管端部剛遮住探頭端部的螺紋，再聽聲音略為調(diào)整一下。第 2 節(jié)炮孔傾角的測量1、傾角的定義：炮孔中心線與地平線之夾角。2、微電子傾角傳感器在四個象限范圍0（-3600）內(nèi)均測量有效（參見圖2）。但探頭的擺放位

14、置會直接影響傾角的測量精度，對測量員站位、探頭朝向和測桿傾向作如下規(guī)定（參見圖1）：測量員面朝巷道的中心線站立。將塑料導(dǎo)向管伸入孔內(nèi)并貼近孔壁使測桿軸線與炮孔中心線相一致，并將探頭上的電纜接頭正好面對測量員。炮孔電纜探頭測桿儀器圖圖 1第2 象限0900900第1 象限0900探頭 0第3 象限0900第4 象限09009000000第 3 節(jié)孔內(nèi)裂隙或突圖出1圖 2物的顯示在儀器的深度和角度顯示窗口下方設(shè)有孔內(nèi)裂隙顯示標(biāo)尺，其范圍是 3-38 米，刻度間隔是 1 米。由于孔壁的較大裂隙、溶洞或凸塊也會產(chǎn)生較強的聲回波，而孔壁致密光滑的淺孔則可能產(chǎn)生二次、 三次孔底回波，這些現(xiàn)象都會在裂隙顯示

15、標(biāo)尺上產(chǎn)生光點，測量員可通過觀察光柱刻度上的亮點獲得 上述情況的輔助信息，為正確判斷孔深讀數(shù)提供佐證。舉例說明：例 1、深度顯示值是11.3 米，標(biāo)尺上有2 個光點，一個在4 米處，另一個在11 米處，而孔深設(shè)計值是 11.2 米，則你可以判斷深度顯示值11.3 米是正確的，4 米處有裂隙或突出物。例 2、深度顯示值是8.2 米，而標(biāo)尺上有2 個光點，一個在4 米處，另一個在8 米處，而孔深設(shè)計值是 4.1 米，這時你可以判斷 8 米處的那個光點是二次回波，則應(yīng)操作 鍵降低發(fā)射強度，直到深度顯示 4.1 米左右的值才是正確的。第 4 節(jié) 探頭發(fā)射頻率的調(diào)整1、在更換探頭或?qū)υ刑筋^的晶片重新拆

16、裝后新，探頭的發(fā)射頻率可能與儀器不匹配，造成聲波發(fā)射效果不佳。為此須根據(jù)新探頭的諧振頻率調(diào)整儀器的發(fā)射頻率，使其一致，這就是發(fā)射頻率的調(diào)整。2、改變發(fā)射頻率的方法：連續(xù)撳壓 SET 鍵 6 下，進入頻率和偏角調(diào)整菜單，此時儀器左窗顯示 0135 范圍內(nèi)的某值即頻率代碼。撳 鍵可改變代碼值，每撳一次 鍵，代碼值加 1，發(fā)射頻率提高 20Hz（共 35 級）。到達(dá)最大代碼值35（發(fā)射頻率 1560Hz）后再按 鍵，代碼將回復(fù)到最小值01（發(fā)射頻率880Hz），如此周而復(fù)始。對于新探頭將頻率代碼值調(diào)整到與探頭上所刻畫的代碼值（f=*）相一致即可。然后撳壓SET 鍵，退出頻率和偏角調(diào)整菜單。3、對于維

17、修（拆卸）過的探頭，可將探頭對一固定長度的管道發(fā)射聲波，用示波器觀測探頭回波的幅度，然后在儀器操作面板上用上述方法改變發(fā)射頻率（增大或減小），找到回波幅度最大時的發(fā)射頻率，即是諧振頻率，也是維修后探頭的頻率代碼。4、如現(xiàn)場沒有示波器，粗略方法是根據(jù)改變發(fā)射頻率時發(fā)出聲音的大小判斷是否諧振，聲音最大即諧振。儀器在頻率和偏角調(diào)整模式時左窗的顯示值即此時的頻率代碼。第 5 節(jié)探頭安裝偏差角的調(diào)準(zhǔn)1、在更換探頭或?qū)υ刑筋^內(nèi)的加速度傳感器重新裝配后，新探頭的安裝偏角可能與原探頭的安裝偏角不一致，須重新調(diào)準(zhǔn)。2、安裝偏角的調(diào)準(zhǔn)方法：將探頭測桿放在鉛直位置（使測桿軸向中心線與鉛垂線相重合），此時儀器顯示的

18、角度數(shù)值可能不是 900，該值與900 之差即安裝偏角，須將其調(diào)準(zhǔn)為零。方法如下：撳壓SET 鍵六下，進入頻率和偏角調(diào)整菜單，再撳 鍵，儀器右窗將顯示 900，則實現(xiàn)了垂直位偏角調(diào)準(zhǔn)。如欲檢驗測量誤差，可將測桿分別轉(zhuǎn)向 600、450、300 。等位置，用三角板或量角器進行對比，一次不理想可校準(zhǔn)多次。進行上述操作時，須保證電纜接頭的轉(zhuǎn)向正好面對測量者。第 6 節(jié)炮孔數(shù)據(jù)的存儲1、在現(xiàn)場測量炮孔的狀態(tài)下，儀器顯示探頭當(dāng)前所在炮孔的深度和傾角；2、撳壓SET 鍵 1 下進入存數(shù)菜單，此時左窗顯示Cun，右窗顯示（數(shù)據(jù)）。右窗的百位數(shù)是炮孔組號，撳壓 鍵可改變組號，依次是 0、1、9、0.、1.9.

19、，其中的 1.表示 11，2. 表示12，9. 表示 19，以此類推共 20 組。右窗的十位和個位數(shù)是該組的炮孔號，撳壓 鍵可改變炮孔號，依次是 1、2、20，每組可存 20 個炮孔的數(shù)據(jù)。3、通過按壓 鍵和 鍵對當(dāng)前測量炮孔的組號和孔號命名，例如 2.16 表示第12 組第 16 號炮孔。4、撳壓ENT 鍵確認(rèn)，右窗顯示YES 完成存數(shù)操作。注意：在每次撳壓 SET 鍵進入存數(shù)(Cun)菜單時，存入的數(shù)據(jù)將是此前儀器顯示的測量值。因此，在撳壓SET 鍵進入存數(shù)菜單前的瞬間不要移動測桿，以免存數(shù)錯誤。第 7 節(jié)炮孔數(shù)據(jù)的讀出1、讀出炮孔數(shù)據(jù)時不必連接探頭；2、連續(xù)撳壓 SET 鍵兩下進入取數(shù)菜

20、單，此時左窗顯示 qu，右窗顯示。右窗的百位數(shù)是炮孔組號，十位和個位數(shù)是該組的炮孔號，撳壓 鍵改變組號，撳壓 鍵改變炮孔號。3、撳壓 ENT 鍵完成取數(shù)操作。此時儀器顯示該炮孔的深度和傾角值，用筆記錄下欲讀炮孔的組號和孔號，以及該孔的深度和角度數(shù)據(jù)；4、再撳壓ENT 鍵用 鍵和 鍵選擇下一個組號和孔號再撳壓ENT 鍵，進行下一個炮孔數(shù)據(jù)的讀取。第 8 節(jié)單個炮孔數(shù)據(jù)的清除1、當(dāng)某個炮孔的數(shù)據(jù)存儲錯誤要求修改重存時，可清除該孔數(shù)據(jù)。2、連續(xù)撳壓SET 鍵三次進入清除菜單，此時左窗顯示 qin，右窗顯示 001。右窗的百位數(shù)是炮孔組號，右窗的十位和個位數(shù)是該組的炮孔號，撳壓 鍵改變組號，撳壓 鍵改

21、變炮孔號。3、撳壓ENT 鍵確認(rèn)，清除此炮孔組炮孔號的數(shù)據(jù)。第 9 節(jié)一次性全部炮孔數(shù)據(jù)的清除1、在每次下井測量炮孔時，建議對儀器進行一次全部炮孔數(shù)據(jù)的清除，以免本次的測量數(shù)據(jù)與上次測量的歷史數(shù)據(jù)相混淆。2、連續(xù)撳壓SET 鍵四次進入全清除菜單，此時左窗顯示 qin，右窗顯示 FFF。3、撳壓 鍵，使右窗顯示 000。4、撳壓ENT 鍵確認(rèn)，清除全部炮孔存儲的數(shù)據(jù)。第 10 節(jié)溫度的測量和校準(zhǔn)1、 連續(xù)撳壓 SET 鍵五下，顯示探頭所感知的溫度，如要取消溫度測量，則撳壓 ENT 鍵一下， 儀器立即恢復(fù)深度和角度測量狀態(tài)；2、 校準(zhǔn)方法：將標(biāo)準(zhǔn)溫度計（例如水銀溫度計，誤差在1以內(nèi)）與探頭放在一起

22、以保證環(huán)境溫度一致，如儀器顯示讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)溫度計讀數(shù)不一致，則在溫度測量狀態(tài)下操作 和 鍵，使二者一致，再操作ENT 鍵確認(rèn)；第 11 節(jié) 軟件版本顯示和顯示元件分段掃描1、連續(xù)撳壓 SET 鍵七下，數(shù)碼管顯示一排數(shù)字，即本機的軟件版本號；2、 再撳壓 ENT 鍵，進入顯示元件分段掃描，數(shù)碼管、光柵和發(fā)光管各段依次點亮，如有某段不亮，則表明該段發(fā)生了硬件故障。第 12 節(jié)電池的欠壓報警和更換1、 當(dāng)電池組電壓低于 5.2V 左右時，數(shù)碼管有報警顯示，標(biāo)志是 bAt - - -閃爍，但 5 秒后自動回復(fù)測深測角流程。如儀器未停機，該標(biāo)志會定時不斷提醒。如使用者撳壓SET 或ENT 按鈕，則儀器強行

23、退回測深測角流程，不再對電壓過低進行報警，以便業(yè)者完成該次測深測角作業(yè)。2、電池欠壓，將導(dǎo)致探頭聲音變小，儀器顯示變暗，讀數(shù)不正確或不能進入菜單，此時應(yīng)及時更換 5 號干電池。使用充電電池時，不要過度用至電壓低于4V，這樣既影響電池壽命，也會使充電電流過大而可能燒壞充電器。2、測量電池電壓時由于萬用表測棒太粗，不便觸及插孔，可在電池盒接頭插孔中插入細(xì)銅絲引出（注意不要短路以致?lián)p壞電池），再用萬用表測量。3、電池配置方式：是 4 節(jié)單電池裝在塑料電池盒中。如采用充電電池，充電時須打開電池盒取出電池，然后將電池按正確的極性裝入充電器中，充電1524 小時。但注意電池裝入電池盒后，合蓋螺釘不要擰得過

24、緊，以免塑料電池盒的螺孔脹裂。4、電池插頭和插座的插針旁標(biāo)有數(shù)字，1 是+ 極，2 是- 極， 請在更換插頭（或插座）時，按右圖所示焊線。第 13 節(jié)測桿的連接21+-電池儀器附件有 201000mm 不銹鋼測桿兩節(jié)，用螺紋連接加長。探頭則擰入桿的頂部。第 14 節(jié)探頭電纜線接頭的修復(fù)探頭電纜線用久后接頭可能會松動，以致電纜護套層從卡子中脫出，露出電纜芯線，造成折斷。為此，可采用下述步驟修復(fù)：1、用所配小起子把電纜接頭的卡子螺絲松開，再用鉗子夾住電纜接頭的前端，用手逆時針方向擰開電纜接頭的后端，露出 6 根芯線的焊接部分；2、 將電纜的破損部分剪斷。剪斷處的護套層和芯線端面是對齊的（見圖3）；3、用手拉住護套層往后推（見圖 4），使芯線露出 15-20mm，注意：不要剪短護套層；4、 將 6 根顏色芯線套上 2mm 短熱縮管后，按圖5 所示排列焊接在電纜接頭的腳上（其實只要電纜兩端的兩個接頭的焊腳芯線顏色排列一致就可以）；5、 將熱縮管推進套上焊好線的6 個電纜接頭的引腳，