水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块.pdf

本发明涉及一种水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其包含依次电路连接的振动开关，触发功放电路，电源变换模块，电池组和清零电路；该电池组还和触发功放电路通过电路连接；该触发功放电路包含依次连接的触发器电路，功率放大电路和继电器。本发明充分利用了水平导向钻的施工工艺特点：在水平导向钻更换钻杆期间，切断电源，使设备工作的节点状态；当钻杆更换完毕后，启动电源，利用振动开关，捕获钻杆启动信息，开始工作。

1.  一种水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其特征在于，包含依次电路连接的振动开关，触发功放电路，电源变换模块和电池组；所述的电池组还和触发功放电路通过电路连接；
所述的振动开关感应水平导向钻的振动，当水平导向钻处于静止状态时，振动开关处于关断状态，当水平导向钻存在一定强度的振动式，振动开关输出触发脉冲；
所述的电源变换模块将直流供电电源变换成地下随钻探测系统的各部分所需的电压并供电；
所述的电池组对整个地下随钻探测系统供电，接通电压到电源变换模块时变换出多路电源；断开时该电池组向振动开关和触发功放电路供电。

2.  如权利要求1所述的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其特征在于，所述的触发功放电路包含依次连接的触发器电路，功率放大电路和继电器；所述的电池组分别通过电路连接触发器电路，功率放大电路和继电器；
所述的触发器电路连接振动开关，其锁定振动开关输出的脉冲信号；
所述的功率放大电路在触发器的控制下，驱动继电器；
所述的继电器连接电源变换模块。

3.  如权利要求1所述的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其特征在于，还包含一清零电路，其分别连接触发器电路和电池组，还和地下随钻探测系统的控制器连接；其在该控制器的控制下，输出清零脉冲，将触发器设置在初始工作状态，切断直流继电器，将电池组与电源变换模块分离。

4.  如权利要求1所述的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其特征在于，所述的电源变换模块为直流-直流电源变换模块。

水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块
技术领域
本发明涉及一种电源唤醒与管理电路模块，尤其是一种适用于水平导向钻有线随钻探测预警电源唤醒与管理电路模块。
背景技术
水平导向钻是城市市政建设一种的非开挖施工设备，由于其施工过程“不可见”，必须事先准确了解现有地下管线的准确分布，否则很容易破坏地下现有管线，带来施工事故。
目前，一般采用地面工作的物探设备来探测地下管线的分布情况，如探地雷达、地下管线探测仪等。但由于探测原理的限制，在地下水丰富、管线分布复杂的场合，会存在一定的探测盲区。另外，地面探测设备的探测过程与水平导向的施工过程严重脱节，对施工过程中可能出现的危险无能为力，不能在出现危险时给钻机操作人员及时报警，以便采取适当的措施，避免事故发生。
为避免上述问题的发生，可以考虑在水平导向钻导向板或回括器与钻杆之间加装一定的随钻探测环节来探测地下障碍物的位置，并在遇到危险时向操作人员报警。对地下探测来讲，如何将工作于对工作与地下的设备进行供电是必须要解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，充分利用了水平导向钻的施工工艺特点：在水平导向钻更换钻杆期间，切断电源，使设备工作的节点状态；当钻杆更换完毕后，启动电源，利用振动开关，捕获钻杆启动信息，开始工作。
为达上述目的，本发明提供一种水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其包含依次电路连接的振动开关，触发功放电路，电源变换模块和电池组；该电池组还和触发功放电路通过电路连接；
所述的振动开关用于感应水平导向钻的振动，当水平导向钻处于静止状态时，则振动开关处于关断状态，当水平导向钻存在一定强度的振动式，则振动开关输出触发脉冲；
所述的触发功放电路包含依次连接的触发器电路，功率放大电路和继电器；该触发器电路连接振动开关，该继电器连接电源变换模块；所述的电池组分别通过电路连接触发器电路，功率放大电路和继电器；
所述的触发器电路用于锁定振动开关输出的脉冲信号；
所述的功率放大电路在触发器的控制下，驱动继电器；
所述的电池组用于对整个地下随钻探测系统供电，当继电器闭合时，接通电压到电源变换模块，变换出多路电源向地下随钻探测系统的各部分供电，当继电器断开时，该电池组工作在节电状态，只向振动开关和触发器电路供电；
所述的电源变换模块为DC-DC(直流-直流)电源变换模块，用于将直流供电电源变换成地下随钻探测系统的各部分所需的电压并供电；
本发明还包含一清零电路，其分别连接触发器电路和电池组，还和地下随钻探测系统的控制器连接，其在该控制器的控制下，输出清零脉冲，将触发器设置在初始工作状态，切断直流继电器，将电池组与电源变换模块分离。
本发明的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块的工作过程如下：
当水平导向钻换杆或第一次启动后，钻机带动钻杆转到，振动开关输出脉冲信号，触发器电路输出高电平信号，经功率放大后，驱动功率放大电路闭合继电器，电池组与电源变换模块接通，变换出地下随钻探测系统的各部分所需的电压，启动地下随钻探测系统开始工作。当进行换杆操作或探测完成后，地面信号处理与预警显示系统发出断电指令，由地下随钻探测系统的控制器发出清零指令，驱动清零电路将触发器电路拉至低电平，切断继电器，关闭电源。当工作在断电状态下，电池组只需维持振动开关和触发器电路的电压，从而最大限度地进行节电，保证下随钻探测系统有足够的工作时间。
本发明提供的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，充分利用了水平导向钻的施工工艺特点：由于水平导向钻更换钻杆要花费大量的时间，在更换钻杆期间，地下随钻探测部分处于无效工作时间，此时应切断电源，使设备工作的节点状态；当钻杆更换完毕后，需启动电源，利用振动开关，捕获钻杆启动信息，使设备开始工作。
附图说明
图1为本发明的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块的电路结构框图；
具体实施方式
以下结合图1，详细说明本发明的一较佳实施方式。
如图1所示，本发明提供一种水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，其包含依次电路连接的振动开关101，触发功放电路，电源变换模块103和电池组104；该电池组104还和触发功放电路通过电路连接；
所述的振动开关101(型号：SW-180)用于感应水平导向钻的振动，当水平导向钻处于静止状态时，则振动开关处于关断状态，当水平导向钻存在一定强度的振动式，则振动开关输出触发脉冲；
所述的触发功放电路包含依次连接的触发器电路1021，功率放大电路1022和继电器1023；该触发器电路1021连接振动开关101，该继电器1023连接电源变换模块103；所述的电池组104分别通过电路连接触发器电路1021，功率放大电路1022和继电器1023；
所述的触发器电路1021(型号：74LS74)用于锁定振动开关101输出的脉冲信号；
所述的功率放大电路1022在触发器电路1021的控制下，驱动继电器1023(型号：G2R-1A4-12V)；
所述的电池组104用于对整个地下随钻探测系统供电，当继电器1023闭合时，接通电压到电源变换模块103，变换出多路电源向地下随钻探测系统的各部分供电，当继电器1023断开时，该电池组104工作在节电状态，只向振动开关101和触发器电路1021供电；
所述的电源变换模块103(型号：NR12D12/50A或WRH39-12S5)为DC-DC电源变换模块，用于将15V的供电电压变换成+5V、±15V的电压，以满足地下随钻探测系统的各部分所需的电压并供电；
本发明还包含一清零电路105，其分别连接触发器电路1021和电池组104，还和地下随钻探测系统的控制器(MPU)连接，其在该控制器的控制下，输出清零脉冲，将触发器电路1021设置在初始工作状态，切断直流继电器1023，将电池组104与电源变换模块103分离。
本发明的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块的工作过程如下：
当水平导向钻换杆或第一次启动后，钻机带动钻杆转到，振动开关101输出脉冲信号，触发器电路1021输出高电平信号，经功率放大后，驱动功率放大电路1022闭合继电器1023，电池组104与电源变换模块103接通，变换出地下随钻探测系统的各部分所需的电压，启动地下随钻探测系统开始工作。当进行换杆操作或探测完成后，地面信号处理与预警显示系统发出断电指令，由地下随钻探测系统的控制器发出清零指令，驱动清零电路105将触发器电路1021拉至低电平，切断继电器1023，关闭电源。当工作在断电状态下，电池组104只需维持振动开关101和触发器电路1021的电压，从而最大限度地进行节电，保证下随钻探测系统有足够的工作时间。
本发明提供的水平导向钻随钻探测预警电源唤醒与管理模块，充分利用了水平导向钻的施工工艺特点：由于水平导向钻更换钻杆要花费大量的时间，在更换钻杆期间，地下随钻探测部分处于无效工作时间，此时应切断电源，使设备工作的节点状态；当钻杆更换完毕后，需启动电源，利用振动开关，捕获钻杆启动信息，使设备开始工作。