[发明专利]一种光纤传输信号的波速阵列测试探头及测试方法

权利要求书

1.一种光纤传输信号的波速阵列测试探头，包括钢质探头外壳和钻头，所述钻头在所述钢制探头外壳的底端部设置，其特征在于：还包括三分量传感器，多个所述三分量传感器沿所述钢制探头外壳的轴向间隔的分布，还包括相互电连接的微控制器、数据采集模块和信号转换器，在所述钢质探头外壳内设置有设备仓，所述微控制器、所述数据采集模块和所述信号转换器位于所述设备仓内设置，还包括光纤发射系统，所述光纤发射系统位于所述钢质探头外壳的顶部设置，在所述钢质探头外壳的顶端部，位于所述钢质探头外壳的内周侧壁设置有钻杆接口螺纹，所述钢质探头外壳通过所述钻杆接口螺纹连接钻杆直至钻机。

2.根据权利要求1所述的光纤传输信号的波速阵列测试探头，其特征在于：所述设备仓具有仓盖，所述仓盖固定连接在所述设备仓的顶部，在所述钢质探头外壳还设置有电池仓，所述仓盖完全覆盖所述设备仓和所述电池仓。

3.根据权利要求1所述的光纤传输信号的波速阵列测试探头，其特征在于：所述三分量传感器采用MEMS型三分量传感器，在所述钢质探头外壳设置有传感器槽，所述三分量传感器位于所述传感器槽内设置，在所述传感器槽设置有封盖，所述封盖固定连接所述钢质探头外壳。

4.根据权利要求1所述的光纤传输信号的波速阵列测试探头，其特征在于：所述光纤发射系统包括光纤接口及发射器，所述光纤接口及发射器电连接所述设备仓内的所述微控制器、所述数据采集模块和所述信号转换器。

5.根据权利要求1所述的光纤传输信号的波速阵列测试探头，其特征在于：在所述设备仓设置有电缆线孔，所述电缆线孔用于所述三分量传感器的线缆穿过并电连接所述设备仓内的所述微控制器、所述数据采集模块和所述信号转换器。

6.根据权利要求1所述的光纤传输信号的波速阵列测试探头，其特征在于：在所述钢质探头外壳的内周侧壁还设置有电缆线槽，所述电缆线槽沿所述钢质探头外壳的轴向延伸，所述电缆线槽用于所述三分量传感器的线缆穿过。

7.一种光纤传输信号的波速阵列测试方法，其特征在于：包括以下步骤

S1：使用前打开仓盖，给锂电池充满电；

S2：在测试探头的下部安装钻头，在测试探头的顶部连接具有内置光纤的钻杆，钻杆顶部与钻机动力轴连接；

S3：开始钻孔，在钻具达到需要测试深度时停止钻进，或在当该钻孔钻探过程完毕后将探头放至预定深度；

S4：解除钻机连接并固定钻杆位置，将光纤接收器与钻杆顶端连接并接至地面记录微机；

S5：开始测试，地面微机发出准备测试信号，测试探头通过光纤接收指令并进行功能自检，确认设备就绪后发出信号给地面微机；

S6：地面微机接收就绪信号，给测试探头及激振记录仪发出时间同步信号，并向人工显示可以激振；

S7：人工操作激发地面震动，地面微机给测试探头发出激振时点信息，地震波传递至地下，测试探头接收震动纵波并记录信息；

S8：测试探头逐个对相同深度的一对传感器信号进行检核并分析差异，不满足差异规则要求时向地面微机发出警示信息，地面微机可看到数据异常情况，如数据无异常则向地面微机发出正常信号并传输正常数据；

S9：地面人员如决定重新测试，重复步骤S5-S8，地面人员如决定不需重新测试，在地面微机确认本深度测试结束，地面微机分别记录深度、测试次数、测试数据、检核信息等数据；

S10：摘除钻杆顶部的光纤接收器，连接钻机以继续钻进，或者解除钻杆固定装置并将钻杆继续下放，测试下一个深度的岩土波速。