一种基于弹性波的钻孔深度检测装置技术领域
本实用新型涉及一种基于弹性波的钻孔深度检测装置，属于煤矿设备检测
的技术领域。
背景技术
煤矿企业安全生产问题一直广泛受到各界的关注，近年来由于瓦斯爆炸引
发的矿难事故占比很大。当大量瓦斯不及时排除，达到一定浓度时极易引发重
大安全事故。因此，在采矿前对瓦斯的抽采就显得尤为重要，目前在煤矿中主
要是通过下钻打孔的方式预埋抽放管进行实施。因此，及时准确掌握钻孔的深
度，保证瓦斯及时排除成为安全生产的重中之重。现有技术中钻孔深度主要通
过测量钻柱长度来获得，主要采用的方法为：通过人工计杆数的方式，这种方
式经常会因为人为的因素造成漏计或误计的问题；目前也制造出直接测量的仪
器，但是普遍上存在安装复杂、计量不准和误差大等问题。设备结构复杂，安
装过程繁琐，不便于组装和拆卸，而且需要针对不同钻机或钻杆配置专门的传
感器，导致测量设备通用性差，增加生产作业的成本。
实用新型内容
本实用新型的目在于克服现有技术的不足，提出了一种基于弹性波的钻孔
深度检测装置，解决了现有钻孔深度检测装置结构复杂、通用性差的问题。
本实用新型是通过如下方式予以实现的：
一种基于弹性波的钻孔深度检测装置，该装置由测量主机和用于发送弹性
波和接收反射弹性波的探头组成；该测量主机包括：数据处理器，所述数据处
理器连接有弹性波换能单元，由弹性波换能单元将电能转成机械能发送给弹性
波驱动器，弹性波驱动器连接所述探头，数据处理器还包括数据输出接口；探
头用于安装至钻机的钻杆尾端。
进一步的，所述的数据输出接口连接人机交互设备。
进一步的，所述的数据输出接口还连接用于通过无线网络向外部传输数据
的无线收发器；
进一步的，所述的数据处理器还连接有存储单元。
进一步的，所述弹性波驱动器包括一个弹性波编解码单元。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出了一种基于弹性波的钻孔深度检测装置，该装置由测量主
机和发送弹性波和接受反射弹性波的探头组成；该测量主机中包括：数据处理
器、弹性波驱动器，数据处理器上还包括数据输出接口。探头安装在钻机钻杆
的尾端，当钻机开始工作后，通过数据处理器控制弹性波发生端驱动探头发射
弹性波，使弹性波沿钻杆内部发送至钻头后，大部分弹性波会反射回来，探头
将接收回来的反射波传输至测量主机中的数据处理器，通过比较探头发射信号
与接收信号的时间差，进而计算得出钻孔深度。本实用新型所设计的钻孔深度
检测装置中，在保证测量精度的基础上，大大简化装置的结构构造，并且容易
安装，仅需要将探头安置在钻杆尾端即可；而且本实用新型具有较强的通用性，
具有很强的实用价值。
本实用新型中的测量主机中设有无线收发器，操作人员可以通过便携式的
无线数据采集器，利用无线网络信号通过无线收发器获取处理器中的数据，并
带到地面上进行分析。因此，更便于操作人员进行数据分析，提高工作效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例的钻孔深度检测装置示意图；
图2是本实用新型实施例的主机结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，一种基于弹性波的钻孔深度检测装置，本实施例中的检测装
置由用于发送弹性波和接收反射弹性波的探头2和测量主机5组成；该测量主
机中包括：所述数据处理器连接有弹性波换能单元，由弹性波换能单元将电能
转成机械能发送给弹性波驱动器，弹性波驱动器连接所述探头；数据处理器还
包括数据输出接口；探头经电缆6安装在钻机1上钻杆3的尾；数据处理器还
连接有存储单元。
本实施例中的测量主机中的数据输出接口连接人机交互设备和通过无线
网络向外部传输数据的无线收发器；所述的弹性波驱动器包括一个弹性波编解
码单元。本实施例中探头采用低电阻率材料，与钻机上的钻杆通过螺纹连接在
一起。
本实施例中弹性波换能单元用于将电能转换成机械能。
通过上述设计的钻孔深度检测装置的实施例，利用该实施例的测量方法如
下：
钻机在工作前，钻杆3的安装在钻头4后方，探头2套在钻杆3的后方。
当钻机开始工作时，钻机通过拉伸各段钻杆将钻头送入钻孔中，每一根钻杆彼
此可靠紧密连接。当钻头达到一定深度，需要对其进入钻孔的深度进行测量时，
通过操作测量主机中数据处理器经弹性波换能单元控制弹性波驱动器驱动探
头的发射弹性波信号，弹性波信号经过钻杆到达钻头后，会有大部分的弹性波
反射回来；此时，探头的接受反射回来的弹性波，并将反射回来的弹性波由探
头接受，然后通过电缆发送给数据处理器。数据处理器计算发射电磁性波和接
受带弹性波的时间差，通过得到的时间差即可计算出来从探头到钻头的整个长
度，即为钻孔的深度。测量主机将钻孔的深度保存在内部的存储单元中，同时
钻孔深度通过人机交互设备显示出来。
在钻头进入钻孔不同的深度时，测量主机可以多次发射弹性波信号测量不
同的钻孔深度。
本实施例中测量主机中设有无线收发单元，在结束对钻孔深度的检测后，
测量人员不仅可以通过测量主机上的人机交互界面观测到数据，还可以利用无
线数据采集器，通过测量主机上中的无线收发器，将主机内部存储单元中的数
据读取出来，并带到地面进行仔细分析。
本实施例中，选取的数据输出接口连接有人机交互设备和无线收发器，其
中，设置无线收发器主要是为了便于操作人员提取数据，带到地面进行分析；
作为其他实施方式，本实用新型同样可以连接其他形式的人机交互设备。