专利名称：传感器孔内安装设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器孔内安装设备，主要适用于需要在钻孔内对传感器进 行准确定位、定向的监测(检测/探测，下同)项目，可在钻孔内方便安装多种类型的监测 传感器(探头)，并使之通过耦合剂与洞壁紧密耦合。
背景技术：
在钻孔内安装各种类型的监测所需的传感器有极大的难度，一般的安装工具均不 能解决传感器(探头)在较小的钻孔内实现定位、定向和紧密耦合等问题。根据当前国内 和国外监测传感器安装技术现场来看，极少类型的监测仪器通过自带的安装设备可对专用 传感器等元件进行安装和调试，但仍多存在成本高、不易回收、安装效果不理想等问题。如 何能让大部分类型的传感器用途扩大，特别是在钻孔内方便安装及测试，让许多单位和部 门伤透脑筋，大多情况下都会面临无法安装到合适的位置、对仪器安装后不能保证仪器安 装效果、对价格昂贵的仪器设备无法回收等情况。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、安装 操作方便的传感器孔内安装设备，能够方便的将传感器放置到孔内任意深度，并对其进行 准确定向，使传感器与孔壁充分耦合，此外还可方便对传感器进行回收和测试。本实用新型所采用的技术方案是传感器孔内安装设备，其特征在于它包括传 感器固定装置、传送装置、用于向固定装置内部充压实现耦合的充压装置以及用于将充压 装置和固定装置内部连通的气管，所述固定装置一端与传送装置连接。所述固定装置包括圆柱形主体，其内部分别开设依次连通的气球腔、传感器腔和 耦合剂腔，其中气球腔内设置气球，传感器腔内设置可在腔内滑动并能部分伸出腔外的传 感器，耦合剂腔内填充耦合剂，气球与气管密封连接。所述主体内部开设与耦合剂腔连通且填充有耦合剂的备用腔，当耦合剂腔内的耦 合剂在受到挤压或流失后，能够自动向耦合剂腔内补充耦合剂，使传感器和孔壁之间达到 良好的耦合。所述传送装置包括一组中空的连接杆，各连接杆之间通过连接头和导向固定杆连接。所述传送装置上、靠近固定装置一端设置与气管密封连通的气囊。所述气球和气囊位于传送装置的同一侧。所述主体上开设一组与主体轴线平行的连接孔和管线通道。所述耦合剂为凡士林或黄油等膏状体。所述传感器腔为圆柱体形，其上下两个端面分别为与气球腔和耦合剂腔的接触 所述连接杆上标有用于表示长度的刻度，可根据该刻度得知传感器位于孔内的深[0014] 本实用新型的有益效果是本实用新型采用一组标有刻度的连接杆首尾连接形成 传送装置，可以精确的控制传感器位于孔内的深度；同时各连接杆之间通过连接头和导向 固定杆连接，要求所有导向固定杆在安装后均在一条直线上，且朝向一致，方便了对传感器 固定装置的方向进行控制；传感器固定装置内开设气球腔、传感器腔和耦合剂腔，分别设置 气球、传感器和耦合剂，利用气球充气膨胀推动传感器滑动，挤压耦合剂并使其与孔壁紧贴 耦合，解决了现有技术中传感器和孔壁耦合不紧密的问题，从而保证了检测结果的可靠性； 此外，在监测完毕后，对气球进行放气，使得传感器复位，耦合剂与孔壁脱开，通过传送装置 将传感器固定装置移出孔外，进行相关检查或收回，可多次重复利用，避免了不必要的资源 浪费。
[0015]图1是本实用新型的主剖视图。[0016]图2是图1的A-A向剖视图。[0017]图3是图1的B-B向剖视图。[0018]图4是图1的C-C向剖视图。[0019]图5是本实用新型中固定装置的结构图。[0020]图6是本实用新型中传送装置的结构图。[0021]图7是本实用新型在实际应用中气球未充气时的示意图。[0022]图8是本实用新型在实际应用中气球充气并定向后的示意图。
具体实施方式
如图1-图8所示，本实施例包括相互连接的传感器固定装置和传送装置，所述固 定装置内设传感器1和用于控制传感器1与孔壁耦合的气球2，该气球的进气口通过气管3 与位于孔外的充压装置连通。所述传感器固定装置包括圆柱形主体4，其内部分别开设依次连通的气球腔5、传 感器腔6和耦合剂腔7，上述三个腔体内分别设置气球2、传感器1和耦合剂8 (耦合剂可以 是凡士林或黄油)，其中气球腔5和耦合剂腔7均为长方体形，传感器腔6则为圆柱体形， 其上下两个端面分别为与气球腔5和耦合剂腔7的接触面，气球腔5远离传感器腔6 —侧 可以是完全封闭的，也可以是完全敞开式的，耦合剂腔7远离传感器腔6 —侧完全开口，以 便耦合剂8溢出与孔壁紧密耦合，传感器1受轻微压力或自重作用能在传感器腔6内滑动， 并伸出腔外一定距离。所述主体4上开设一组与主体4轴线平行的连接孔14和管线通道 15，用于走线和各部件的连接。所述传送装置包括一组标有刻度的连接杆9，连接杆9的个数视监测点的孔深来 定，各连接杆9之间通过连接头10和导向固定杆11连接。其中连接杆9为轻便结实的PVC 杆或合金杆，要求中空，可以使气管3和连接线从中通过，保护气管3和连接线在安装时不 受到摩擦或损坏；所有导向固定杆11在安装后均在一条直线上，且朝向一致，便于对连接 杆9和传感器固定装置的方向进行控制，特别是对于非垂直孔，可以方便的控制耦合剂腔7 一侧朝向上方，避免耦合剂8溢出；其中一根连接杆9通过固定接头16与传感器固定装置固定连接。所述传送装置上、靠近固定装置一端设置与气管3密封连通的气囊12，传感器1到 达预定位置时，充压装置开始对气球2和气囊12充气，使得气囊12膨胀，挤压固定装置使 其紧贴孔壁固定。所述主体4内部开设与耦合剂腔7连通且填充有耦合剂8的备用腔13，当耦合剂 腔7内的耦合剂8在受到挤压或流失后，能够自动向耦合剂腔7内补充耦合剂8，使传感器 1和孔壁之间达到良好的耦合。本实施例以水平钻孔为例叙述其工作原理当本实施例安装设备处于非工作状态 时，传感器固定装置内部气球2和气囊12均处于收缩状态，在光滑的钻孔中可以通过传送 装置方便地将安装有传感器1的传感器固定装置移动至指定深度，此时需要控制耦合剂腔 7朝向上方，以防止耦合剂8溢出影响耦合效果，如图7所示。传感器1到达指定深度后， 通过导向固定杆的方向对传感器固定装置的方向进行调整，使传感器1到达指定位置；启 动充压装置，向气球2和气囊12内充气，此时气球2膨胀，将传感器1部分压出并使之紧贴 孔壁，同时耦合剂8受压力作用被挤压出来与孔壁接触，充填传感器1与孔壁之间存留的空 隙，使传感器1与孔壁能够良好耦合；与此同时附在连接杆9上的气囊12在充压装置作用 下发生膨胀，使整个装置与孔壁紧密贴合固定，如图8所示。安装完毕后，可对传感器1的性能和耦合状况进行必要的试验和测试，若正常，则 继续进行相关试验和测试；若存在问题或测试完成，则在对气球2和气囊12进行放气，使之 收缩，固定装置与孔壁之间的固定作用消除，旋转设备使得耦合剂腔7朝向上方，传感器1 在重力作用下回到初始位置，同时耦合剂8也回到耦合剂腔7内部。通过传送装置将传感 器固定装置移出孔外，进行相关检查或收回。整个过程要求充压装置、气管3、气球2和气囊 12之间密封性能良好，气流畅通，元件做工必须精致。若需要在一个孔内进行多个传感器1的安装，则只需要使用合适长度的连接杆9 及配套的连接头10在多个传感器固定装置之间进行连接，同时增加气管3分支即可，由于 各个传感器固定装置之间相互独立，其操作与单个装置一样，且只要孔内条件允许，传感器 组合的个数限制不大。使用本设备可解决大部分深孔监测仪器的定位、耦合等一系列安装问题，在钻孔 深处使人工无法直接到达的部位进行一个或多个传感器的安装，极大地提高各类仪器的用 途和作用，更是让原本无法进行的工作得到了圆满解决。若根据实际情况进行改进和组合 则可满足更复杂场合的监测需要，该发明具有极大的社会效益、经济效益和实用意义。
权利要求一种传感器孔内安装设备，其特征在于它包括传感器固定装置、传送装置、用于向固定装置内部充压实现耦合的充压装置以及用于将充压装置和固定装置内部连通的气管(3)，所述固定装置一端与传送装置连接。
2.根据权利要求1所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述固定装置包括圆柱 形主体(4)，其内部分别开设依次连通的气球腔(5)、传感器腔(6)和耦合剂腔(7)，其中气 球腔(5)内设置气球(2)，传感器腔(6)内设置可在腔内滑动并能部分伸出腔外的传感器 (1)，耦合剂腔(7)内填充耦合剂(8)，气球(2)与气管(3)密封连接。
3.根据权利要求2所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述主体(4)内部开设 与耦合剂腔(7)连通且填充有耦合剂(8)的备用腔(13)。
4.根据权利要求1或2或3所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述传送装置 包括一组中空的连接杆(9)，各连接杆之间通过连接头(10)和导向固定杆(11)连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述传送装置 上、靠近固定装置一端设置与气管(3)密封连通的气囊(12)。
6.根据权利要求5所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述气球(2)和气囊 (12)位于传送装置的同一侧。
7.根据权利要求2或3所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述主体(4)上开 设一组与主体⑷轴线平行的连接孔(14)和管线通道(15)。
8.根据权利要求2或3所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述耦合剂(8)为 凡士林或黄油。
9.根据权利要求2或3所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述传感器腔(6)为 圆柱体形，其上下两个端面分别为与气球腔(5)和耦合剂腔(7)的接触面。
10.根据权利要求4所述的传感器孔内安装设备，其特征在于所述连接杆(9)上标有 用于表示长度的刻度。
专利摘要本实用新型涉及一种传感器孔内安装设备。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装操作方便的传感器孔内安装设备，能够方便的将传感器放置到孔内任意深度，并对其进行准确定向，使传感器与孔壁充分耦合，此外还可方便对传感器进行回收和测试。解决该问题的技术方案是传感器孔内安装设备，其特征在于它包括传感器固定装置、传送装置、用于向固定装置内部充压实现耦合的充压装置以及用于将充压装置和固定装置内部连通的气管，所述固定装置一端与传送装置连接。本实用新型主要适用于需要在钻孔内对传感器进行准确定位、定向的监测项目，可在钻孔内方便安装多种类型的监测传感器，并使之通过耦合剂与洞壁紧密耦合。
文档编号G01D11/00GK201724692SQ20102025088
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者何秀备, 张贵善, 程武伟 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院;浙江华东工程安全技术有限公司