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智能钻孔测斜仪设计

詹文彬  
【摘要】: 钻孔测斜仪是钻斜井、钻定向井时,测量其井身轨迹的专用仪器。20世纪90年代以来,各类岩土工程对钻孔孔斜精度的要求越来越高,早期研制和生产的各种钻孔测斜仪大多数不能适应新的市场需求,因此,传统结构原理的测斜仪纷纷被淘汰,新型结构原理的测斜仪不断涌现。 本文从测斜仪的系统组成和工作原理出发,结合基于51系列单片机的系统开发原理及过程,重点研究了井下测试系统以及地面监控系统的软硬件设计。该测斜仪的井下测试系统采用Atmel公司89S52单片机为处理器核心,ADXL203双轴传感器为测斜器件,使用AD590温度传感器,ICL7135为A/D转换器件,并采用多路开关选通A、B两向四路传感器通道,通过RS485总线与地面监控系统进行通信;地面监控系统采用STC的STC89C516RD+单片机为处理器核心,采用LCD显示器与按键的组合实现人机交互界面,采用FLASH芯片作为系统存储部分,通过RS485实现与井下系统的通讯及RS232与PC机进行数据传输。 井下系统和地面监控系统均可作为独立的功能模块单独使用,井下仪器可作为智能测斜传感器,而地面监控系统可作为数字自动读数仪使用。这样使整个系统具有很强的灵活性和可维护性。整个系统的软件部分采用C51语言编写,在KEIL uVersion2编程环境下完成。 在数字电路系统迅速发展的今天,51系列单片机仍然以其不断加强的新系列以及超强的性价比发挥着重要的作用。单片机稳定性强,能适应野外恶劣的自然环境,适合处理运算量不是很大的控制系统,开发周期短,系统易于维护和扩展。故本系统采用单片机提供了一个低成本,高效率的测斜仪实现方案,并于实际使用当中取得了良好的结果。


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