[發(fā)明專利]一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210453255.4
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102944728A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文國軍;楊玲芝;宋銳;賈紹寬;劉小浩;靳玉生;于峰;齊長纓;戴寧;李景婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）;無錫市鉆通工程機械有限公司
• 主分類號: G01R19/145
• 分類號: G01R19/145;E21B7/02
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)，是一種通過采集和比較感應(yīng)電動勢信號來判斷非開挖鉆機鉆桿是否觸電的報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和政府對環(huán)境的日益重視，利用非開挖技術(shù)進行鋪管施工已愈來愈受到人們的重視。在水平導(dǎo)向鉆進施工中，準(zhǔn)確掌握地下原有管線的分布是安全施工的前提，但由于目前國內(nèi)城市地下管線資料的準(zhǔn)確性和完備程度不高，施工中很可能會破壞地下現(xiàn)有帶電管線，極容易造成設(shè)備損毀和人員觸電事故，為降低這種風(fēng)險，目前普遍采用探地雷達、地下管線探測儀等地面探測設(shè)備普查施工現(xiàn)場的管線分布。但一直存在使用場合受限、抗干擾能力差、存在探測盲區(qū)等問題。為解決上述問題，開發(fā)一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)，對于非開挖工程施工的安全性是十分的必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決非開挖鉆機鉆進過程中鉆桿（鉆頭）觸碰到帶電管線時造成工程損失和人員傷害的問題，而提供一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：提供的一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)，包括電磁感應(yīng)線圈、信號處理控制器和報警裝置，所述的電磁感應(yīng)線圈安裝在非開挖鉆機動力頭前透蓋處或者動力頭的鉆桿保護短接處或者近夾持器處，電磁感應(yīng)線圈采用完全封閉的塑料外殼封裝，在電磁感應(yīng)線圈兩根輸出線之間并接有一個電阻；所述的信號處理控制器為一個小微處理系統(tǒng)，設(shè)有電源轉(zhuǎn)換電路、放大電路、比較電路、控制電路和開關(guān)電路；電源轉(zhuǎn)換電路為報警系統(tǒng)提供工作電源，放大電路將鉆桿觸電時在電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢信號進行放大，比較電路將放大后的信號與基準(zhǔn)電壓做比較，輸出對應(yīng)電平，控制電路的單片機將比較電路輸出的對應(yīng)電平進行邏輯判斷，控制開關(guān)電路的繼電器保持吸合，則報警裝置持續(xù)報警；反之，鉆桿沒觸電時，電磁感應(yīng)線圈未產(chǎn)生信號，單片機通過邏輯判斷控制繼電器保持斷開，報警裝置不報警；所述的報警裝置采用聲光一體旋轉(zhuǎn)報警燈，用于發(fā)出警示聲音和旋轉(zhuǎn)閃爍燈光。

所述的電磁感應(yīng)線圈兩根輸出線之間并接的電阻為50～100Ω。

所述的電源轉(zhuǎn)換電路由LM2596芯片和ICL7660芯片構(gòu)成，用于將非開挖鉆機24V的工作電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)中各部件所需的+5V與—5V工作電壓。

所述的電壓信號放大電路采用AD620芯片。放大電路通過一個阻值為1K的電位器設(shè)置增益。

所述的比較電路采用LM339芯片，比較電路中的基準(zhǔn)電壓由電位器來設(shè)置，基準(zhǔn)電壓設(shè)置為0.1～0.2V。?

所述的控制電路的單片機采用STC89C52芯片，單片機的P1.0引腳與比較電路輸出端連接，當(dāng)單片機檢測到相應(yīng)P1.0引腳有低電平時，則確認電磁感應(yīng)線圈有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，通過程序的邏輯判斷，在P2.2引腳輸出低電平。

所述的開關(guān)電路由基于8550三極管的驅(qū)動電路和使用5V直流繼電器作為開關(guān)控制報警裝置。

本發(fā)明的觸電報警系統(tǒng)中電磁感應(yīng)線圈用于在非開挖鉆機鉆進鉆桿觸電時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢信號。電磁感應(yīng)線圈由漆包銅線、環(huán)形鐵芯和塑料封裝外殼組成，漆包線沿著同一方向繞在環(huán)形鐵芯上面，線圈的匝數(shù)為3～4層，環(huán)形鐵芯采用低碳鋼，其尺寸與鉆桿直徑有關(guān)，便于鉆桿穿過電磁感應(yīng)線圈。

本發(fā)明一種非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)的有益效果是：

1、本發(fā)明的觸電報警系統(tǒng)響應(yīng)精度高、速度快，可以實現(xiàn)實時檢測，在非開挖鉆機實際鉆進過程中鉆頭觸電時立即報警，提示司鉆人員以及其他操作人員注意觸電危險，以便采取措施避免觸電事故的發(fā)生。

2、本發(fā)明的觸電報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，設(shè)備的安裝調(diào)試方便，使用本觸電報警系統(tǒng)提高了生產(chǎn)的安全性，適合各類非開挖鉆機鉆進施工使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的非開挖鉆機鉆進觸電報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明報警系統(tǒng)的電磁感應(yīng)線圈安裝位置示意圖。

圖3為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中電源轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中-5V電源轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中電壓信號放大電路結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中比較電路結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中控制電路結(jié)構(gòu)圖。

圖8為本發(fā)明報警系統(tǒng)的信號處理控制器中開關(guān)電路結(jié)構(gòu)圖。

圖9本發(fā)明報警系統(tǒng)工作流程圖。

上述圖中：1-鉆桿；2-電磁感應(yīng)線圈；3-動力頭；4-動力頭前透蓋。