钻头信息传输系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及钻头信息传输领域，具体提供了一种钻头信息传输系统及方法。通过声波换能器将钻头的方向信息和状态信息转换为声波信号，以声波信号的形式将信息对外传输，所述接收传感器接收到声波信号后将所述声波信号转换为电信号并发送至接收仪，接收仪对所述电信号进行还原。声波信号在钻杆内的液体中或者钻杆本体中传输的损耗小，速度快，信号传输方便准确，且无需使用各种繁杂的接线，大大提高了施工的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻头信息传输领域，具体而言，涉及一种钻头信息传输系统及方法。
技术介绍
在非开挖行业施工过程中，需要实时监测钻头在地下的位置信息(钻头倾角、转角、水平角度、当前深度、移动距离等)和状态信息(钻头温度、电池电量等)，确保施工按照预定的线路进行，但是随着施工环境的干扰增强和施工深度的增加，无线的传输方式穿透距离大大降低，且容易受到周围环境因素的影响，致使误码率较高，已经不能满足工程需求，这时工程上会选用有线传输的导向传感器进行施工，但是有线传感器由于需要同轴电缆传输信号，接线和连线接头处理成为工程施工的难点和麻烦，大大降低施工效率，市场继续一种能够方便、准确、快捷的方式不间断地监测钻头位置信息。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种钻头信息传输系统及方法，以改善上述的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种钻头信息传输系统，包括钻杆、导向传感器、声波换能器、接收传感器和接收仪，所述钻杆为中空钻杆，所述钻杆一端设置有钻头，所述导向传感器内置于所述钻头，所述声波换能器内置于所述钻杆，所述导向传感器和所述声波换能器电连接，所述接收传感器与所述接收仪电连接，其中，所述导向传感器，用于感测钻头的位置信息和状态信息，并将所述位置信息和状态信息发送给所述声波换能器；所述声波换能器，用于接收所述导向传感器发送的位置信息和状态信息并将所述位置信息和状态信息转换为声波信号；所述接收传感器，用于接收所述声波信号，将所述声波信号转换为电信号并发送给所述接收仪；所述接收仪，用于接收所述接收传感器发送的电信号，并将所述电信号还原为所述钻头的位置信息和状态信息。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述声波信号的频率为1000赫兹～500000赫兹。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述声波信号为超声波信号，所述超声波信号的频率为20000赫兹～500000赫兹。结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式或第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述钻头信息传输系统还包括水箱和液压泵，所述水箱通过水管与所述液压泵的进水端连接，所述液压泵的出水端通过水管连接所述钻杆远离钻头的一端。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述接收传感器设置于所述液压泵的出水端。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述接收传感器设置于所述钻杆远离钻头的一端。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种钻头信息传输方法，应用于本专利技术实施例第一方面任一实施方式所述的钻头信息传输系统，其中，所述导向传感器测试获取所述钻头的位置信息和状态信息；所述导向传感器将所述位置信息和状态信息发送给所述声波换能器；所述声波换能器接收所述位置信息和状态信息，并将所述位置信息和状态信息转换为声波信号；所述接收传感器接收所述声波信号，将所述声波信号转换为电信号并发送给所述接收仪；所述接收仪接收所述电信号并将所述电信号还原为所述钻头的位置信息和状态信息。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述声波换能器接收所述位置信息和状态信息，并将所述位置信息和状态信息转换为声波信号的步骤为：所述声波换能器接收所述位置信息和状态信息，并将所述位置信息和状态信息转换为超声波信号。第三方面，本专利技术实施例提供了一种钻头信息传输方法，包括：获取一钻头的位置信息和状态信息；发送所述位置信息和状态信息至一声波换能器；将所述位置信息和状态信息调制为声波信号；一接收传感器接收所述声波信号并将所述声波信号转换为电信号；将所述电信号发送至一接收仪；接收所述电信号并将所述电信号还原为所述钻头的位置信息和状态信息。结合第三方面，本专利技术实施例还提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述将所述位置信息和状态信息转换为声波信号的步骤为：将所述位置信息和状态信息转换为超声波信号。本专利技术实施例提供的钻头信息传输系统及方法，采用声波信号传输信息，与现有技术中的无线电磁信号传输或者有线传输方式相比，本专利技术实施例提供的钻头信息传输系统及方法通过声波换能器将钻头的方向信息和状态信息转换为声波信号，以声波信号的形式将信息进行传输，所述接收传感器接收所述声波信号后将声波信号转换为电信号并发送至接收仪，接收仪对声波信号进行还原。声波信号在钻杆内的液体中或者钻杆本体中传输的损耗小，速度快，信号传输方便准确，且无需使用各种繁杂的接线，大大提高了施工的效率。进一步，本专利技术实施例提供的钻头信息传输系统及方法，通过超声波信号传输信息，信号传输方向性好，传输速度快，穿透能力强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种钻头信息传输系统的组成示意图；图2示出了本专利技术第二实施例所提供的一种钻头信息传输系统的组成示意图；图3示出了本专利技术第三实施例所提供的一种钻头信息传输方法的流程图；图4示出了本专利技术第四实施例所提供的一种钻头信息传输方法的流程图。主要元件符号说明：钻杆110、钻头111、导向传感器120、声波换能器130、接收传感器140、接收仪150、水箱160、液压泵170。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻头信息传输系统，其特征在于，包括钻杆、导向传感器、声波换能器、接收传感器和接收仪，所述钻杆为中空钻杆，所述钻杆一端设置有钻头，所述导向传感器内置于所述钻头，所述声波换能器内置于所述钻杆，所述导向传感器和所述声波换能器电连接，所述接收传感器与所述接收仪电连接，其中，所述导向传感器，用于感测钻头的位置信息和状态信息，并将所述位置信息和状态信息发送给所述声波换能器；所述声波换能器，用于接收所述导向传感器发送的位置信息和状态信息并将所述位置信息和状态信息转换为声波信号；所述接收传感器，用于接收所述声波信号，将所述声波信号转换为电信号并发送给所述接收仪；所述接收仪，用于接收所述接收传感器发送的电信号，并将所述电信号还原为所述钻头的位置信息和状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种钻头信息传输系统，其特征在于，包括钻杆、导向传
感器、声波换能器、接收传感器和接收仪，所述钻杆为中空钻杆，
所述钻杆一端设置有钻头，所述导向传感器内置于所述钻头，所述
声波换能器内置于所述钻杆，所述导向传感器和所述声波换能器电
连接，所述接收传感器与所述接收仪电连接，其中，
所述导向传感器，用于感测钻头的位置信息和状态信息，并将
所述位置信息和状态信息发送给所述声波换能器；
所述声波换能器，用于接收所述导向传感器发送的位置信息和
状态信息并将所述位置信息和状态信息转换为声波信号；
所述接收传感器，用于接收所述声波信号，将所述声波信号转
换为电信号并发送给所述接收仪；
所述接收仪，用于接收所述接收传感器发送的电信号，并将所
述电信号还原为所述钻头的位置信息和状态信息。
2.根据权利要求1所述的钻头信息传输系统，其特征在于，
所述声波信号的频率为1000赫兹～500000赫兹。
3.根据权利要求2所述的钻头信息传输系统，其特征在于，
所述声波信号为超声波信号，所述超声波信号的频率为20000赫兹
～500000赫兹。
4.根据权利要求1～3任一所述的钻头信息传输系统，其特征
在于，还包括水箱和液压泵，所述水箱通过水管与所述液压泵的进
水端连接，所述液压泵的出水端通过水管连接所述钻杆远离钻头的
一端。
5.根据权利要求4所述的钻头信息传输系统，其特征在于，
所述接收传感器设置于所述液压泵的出水端。
6.根据权利要求4所述的钻头信息传输系统，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：邓武仓，
申请(专利权)人：上海帝可容数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31