本发明涉及一种通过带有端部部分的钻头进行钻孔的方法，其中，至少两个电极被布置在端部部分处。本发明还涉及一种用于执行脉冲钻孔操作的系统。此外，本发明涉及一种用于在执行脉冲钻孔操作的系统中使用的光学传感器。此外，本发明涉及一种计算机程序产品。
背景技术：
1、电脉冲钻孔采用脉冲功率技术钻入例如岩层、矿物块等材料。在材料内部形成传导路径，这会导致材料破裂。
2、通常，电脉冲钻头具有至少两个电极。在接触材料的电极上施加电势，产生高电场，导致在材料(例如岩石)内部形成电弧或等离子体。电弧从电脉冲钻头的高压电极传播到低压电极。电流流过传导路径或电弧，穿过材料的表面和内部，导致材料内部膨胀，这会产生高应力或压力。这些引起的高压力和产生的张力会导致材料的结构失效，从而有效地使周围的材料破裂并产生碎片(例如破碎的岩石)。碎片可以例如通过钻孔流体从钻头被带走，并且钻头可以在钻孔孔洞中进一步前进。电弧可以是重复产生的电弧，用于在钻孔过程中材料的增量破裂。
3、现有的解决方案可能具有较低的效率和穿透速率。通常，在电脉冲钻孔过程中仅产生较小的碎片，这会对由电脉冲钻头实现的穿透速率或钻孔/镗孔速度产生不利影响。强烈希望在电脉冲钻孔过程中改善材料的破裂。
4、由于现有的电脉冲钻孔系统的钻孔效率通常太低，因此与利用替代镗孔/钻孔技术的替代系统相比，该技术通常被认为不太有吸引力。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种方法和系统，该方法和系统消除了上述缺点中的至少一个。
2、此外或替代性地，本发明的目的是提高由电脉冲钻头实现的钻孔/镗孔速度。
3、此外或替代性地，本发明的目的是提高由电脉冲钻头实现的穿透速率。
4、此外或替代性地，本发明的目的是在电脉冲钻孔过程中使表面的碎片的较大部分破碎。
5、对此，本发明提供了一种通过带有端部部分的钻头钻孔的方法，其中，至少两个电极被布置在端部部分处，该方法包括：通过致动系统将钻头移动到待破碎的表面附近；通过电压发生器在电极之间施加电压，导致电极之间的一次或多次放电，一次或多次放电导致用于使表面破碎的一个或多个电弧；并且其中，在产生一个或多个电弧的过程中在钻头的至少两个电极和表面之间设置间隙距离。
6、通过在钻头的电极和待破碎的表面之间留出开放空间(参见间隙距离)，可以显著地改善电脉冲镗孔/钻孔。钻头能够更好地使与钻头相对的表面破碎。有利地，由于钻头的电极之间的开放空间，可以获得从表面断裂的较大的碎片。此外，钻头的延伸电极和相对的待破碎的表面之间的间隔使得能够更容易地移除破碎的表面的较大部分(即碎片)。因此，可以显著地提高由电脉冲钻头实现的镗孔/钻孔速度和/或穿透速率。穿透速率可以被看作是在钻孔/镗孔过程中钻头可以向前移动的速度。穿透速率提供了钻头在钻孔/镗孔岩石等中的效率的指示，穿透速率可以通过在产生一个或多个电弧的过程中设置钻头的至少两个电极和表面之间的间隙距离来提高。
7、通过在钻头的电极和待破碎的表面之间设置裂缝或孔隙(例如裂缝/孔隙中的钻孔流体)，可以在表面上施加较小的力。钻头的重量没有靠置在表面上。因此，将碎片从表面上断裂可能需要较少的能量。当表面的一部分已经断裂时，由于在电脉冲钻孔过程中设置了间隙距离，因此可以立即将其冲走。如果碎片太大而不能立即冲走，则碎片可能会被随后产生的电弧进一步破碎。有利地，可以用较少的能量获得相似或相同的钻孔/镗孔效果。因此，以这种方式可以显著地提高钻头的能量效率。
8、可选地，该方法包括：通过传感器测量系统来测量指示产生的一个或多个电弧的特性的至少一个值；以及通过控制系统来控制致动系统的一个或多个操作参数，以基于至少一个值来调节钻头和表面之间的间隙距离。
9、有利地，传感器测量系统可以用于确定电脉冲钻孔/镗孔的有效性。这提供了一种比例如测量指示碎片的值(例如对碎片间隙称重)更快的方法，因为冲洗碎片可能是一个较慢的过程，使其不太适合用于控制。例如，可能需要一些时间将碎屑冲出钻孔孔洞。
10、可选地，传感器测量系统包括光学传感器，该光学传感器被配置成测量指示一个或多个电弧的时间长度的值。
11、电弧的时间长度(参见持续时间)提供了确定电弧是否已经正确地穿过表面(例如岩石)的有效方式。电弧的持续时间可以以不同的方式来测量。间隙距离可以在预定的范围内，并且在所述预定的范围内可以进一步调节一个或多个操作参数以获得更好的电弧。为此，可以设置反馈回路。例如，间隙距离可以在预定的范围内可变地调节，进一步考虑由传感器测量系统提供的值，诸如指示产生的单个电弧的持续时间或与产生的单个电弧的持续时间相关的值。
12、较长的脉冲持续时间可能表明电弧已经穿过钻孔流体。因此，较短的脉冲持续时间可能表明电弧已经穿过正在被镗孔的表面(例如岩石)。
13、在一些情况下，脉冲持续时间非常小，例如小于1微秒。这可能很难测量。然而，光学传感器可以提供精确测量如此小的时间长度的能力。
14、可选地，脉冲持续时间可以在介于100纳秒至3000纳秒之间的范围内，更优选地介于300纳秒至2000纳秒之间。
15、在一些示例中，不测量间隙距离，但是检查产生的电弧或脉冲是否具有某些特性，从而提供间隙距离的指示。间隙距离可以在预定范围内是最佳的。这样，通过监测指示所产生的电弧或脉冲的特性的参数，可以间接地确定电极与正在被钻孔的表面的距离是否合适。
16、由于破碎的岩石表面非常粗糙，以毫米的精度直接测量间隙距离可能会造成很大困难。然而，通过确定指示脉冲长度的值的间接测量可以不受表面粗糙度的影响，从而提供了显著的优点。
17、可选地，控制系统被配置成操作一个或多个致动器，以基于通过传感器测量系统获得的感测数据来动态地优化间隙距离。
18、可选地，光学传感器被布置在电压发生器处。
19、有利地，与在钻头的电极处产生的电弧相关的特性可以在电压发生器处有效地测量。这可以提供更稳固和可靠的监测。
20、此外或替代性地，控制系统可以被配置成基于指示产生的一个或多个电弧的特性的至少一个值来控制电压发生器中的电参数。此外或替代性地，控制系统可以被配置成基于至少一个值来控制冲洗速度。因为，当产生的电弧不能穿过正在被钻孔的表面时，可以预期由于产生的电弧而产生较少的碎片。
21、可选地，电压发生器与钻头集成在一起。
22、可选地，光学传感器被布置在钻头处。
23、在钻头的电极处产生的电弧可以通过光学传感器来感测。也可以具有多个光学传感器，多个光学传感器例如被布置在电压发生器和钻头的电极处。
24、应当理解，与其他传感器的组合也是可能的。例如，此外或替代性地，可以使用声学传感器和/或振动传感器(例如加速度计)。
25、光学传感器的使用可以提供显著的优点。在产生一个或多个电弧的过程中，可能获得强电磁干扰(emi)环境。这会使有效地使用传感器与电子器件(诸如电子传感器)变得具有挑战性。在一些示例中，提供了额外的屏蔽以保护这种传感器免受电磁辐射。此外或替代性地，可以通过将传感器布置在离电磁辐射源足够远的位置来减少电磁干扰的影响。有利地，光学传感器不受强emi环境的影响，因此可能不需要这种额外的措施。通过光学传感器测量的信号可以在没有干扰的情况下进行测量，即使当在强emi环境中使用时也是如此。
26、可选地，电压发生器循序地充电和放电，其中，在放电过程中产生一个或多个电弧。
27、可选地，电压发生器是马克思发生器。这种电压发生器可以从低电压dc电源产生高电压脉冲。马克思发生器可以具有这样的电路，即通过对多个并联的电容器进行充电，然后将多个电容器突然地串联，从而产生高电压脉冲。应当理解，可以使用用于产生电弧/脉冲的其他类型的高电压发生器。
28、可选地，传感器与电压发生器同步操作。
29、可选地，基于电压发生器的操作选择性地断开传感器。
30、可选地，在电压发生器充电的情况下，传感器被操作以执行测量，在电压发生器放电的情况下(参见产生一个或多个电弧)，传感器被断开。这可以通过开关电路来执行。这样，可以有效地减少或甚至防止由产生的电弧引起的电磁干扰。当采用包括电子器件的传感器(例如可能受到电磁干扰影响的电子传感器)时，这种实施例可能是特别有利的。
31、可选地，指示一个或多个电弧的时间长度的值与所述一个或多个电弧的行进路径相关联。
32、例如，可以基于提供电弧路径的指示的感测数据来确定脉冲持续时间。
33、可选地，控制系统被配置成基于指示时间长度的值来确定一个或多个电弧是否已经行进到待破碎的表面中。
34、可以以不同的方式来测量指示一个或多个电弧的时间长度(即脉冲持续时间)的值。可选地，通过在电压发生器处的传感器来确定指示脉冲持续时间的值。这可能是有利的，因为可以实现更精确的确定。此外或替代性地，还可以通过在钻头(例如布置在电极处或电极附近)处的传感器来确定指示脉冲持续时间的值。
35、穿过表面的电弧可能导致材料的有效破碎，从而导致更有效的钻孔过程。
36、可选地，传感器测量系统包括电传感器，该电传感器被配置成在产生一个或多个电弧的过程中测量电压和/或电流。电压和/或电流可以指示一个或多个电弧的行进路径。这样，可以确定一个或多个电弧或脉冲是否正确地穿过表面。
37、可选地，控制系统被配置成确定一个或多个电弧的时间长度是否小于阈值，其中，当所述一个或多个电弧的时间长度大于阈值时，调节致动系统的一个或多个操作参数以改变钻头和表面之间的间隙距离。
38、在每个电极和相对的待破碎的表面之间设置分开的距离可以导致改善的碎片形成。电极和表面之间的直接接触可能导致较小的碎片，这对效率和穿透速率和/或钻孔速度具有不利影响。
39、由于至少一个电极和待破碎的表面(与钻头的端部部分相对)之间的空隙，效率和钻孔/镗孔速度可以被显著地提高。在一些情况下，钻孔速度可以增加到至少5倍，甚至增加到至少10倍或更多。
40、可选地，在脉冲钻孔操作过程中使用钻孔流体，其中，钻孔流体的介电常数大于待破碎的表面的介电常数。
41、有利地，通过仔细地选择钻孔流体，可以更好地保证电脉冲(参见火花)穿过待破碎的基底表面，而不是仅仅在从一个电极到另一个电极的钻孔流体之间。即使电极和待破碎的基底表面之间没有直接接触，电脉冲或火花也仍将穿过基底表面并导致基底表面的破碎，从而形成容易被冲走的碎片。
42、可选地，钻孔流体的介电常数是待破碎的表面的介电常数的至少5倍大，更优选地至少10倍大，甚至更优选地至少20倍大。
43、有利地，钻孔流体可以起到电容器电介质的作用，使得即使在电极和所述基底表面之间存在间隙，电脉冲或火花也穿过基底表面。
44、可选地，钻孔流体是水基的。
45、通过采用含有水的钻孔流体，钻头和待破碎的表面之间的钻孔流体可以充入一定量的能量，而电压不会变得过高，从而钻孔流体起到电容器的作用。表面的电容率较低(例如，岩石、基底、土壤等具有较低的电容率)。例如，待钻孔的岩石表面的电容率可能是钻孔流体(例如水)的电容率的50分之一至10分之一，这导致火花或电脉冲穿过岩石表面。
46、作为钻孔流体的水可能具有比油大得多的导电性。此外，与使用油相比，水可能会减少对环境的污染。
47、可选地，至少在产生电弧的过程中，防止至少两个电极中的任何电极接触待钻孔的表面。可以在电极和表面之间设置非零间隙距离。
48、较小的间隙距离可以提供改进的钻孔。然而，太小的间隙距离可能会导致不利影响，导致钻孔效率较低。可选地，间隙距离保持在1毫米以上，更优选地保持在2毫米以上。通过靠近表面并保持这种极小的间隙距离，可以自动地达到最佳的间隙距离。因此，可以显著地简化在电脉冲钻孔过程中的控制。
49、可选地，间隙距离保持介于1毫米至30毫米之间，更优选地介于2毫米至10毫米之间，甚至更优选地介于2毫米至5毫米之间。
50、在一些情况下，间隙距离可以独立于钻头的尺寸(诸如钻头的直径)来选择。间隙距离还可以独立于待钻孔/镗孔的地面的特征(诸如材料特性)来选择。这是有利的，因为表面/基底的特征和特性通常不是众所周知的。例如，岩石可能具有不均匀的特性。
51、有利地，可能不需要在电极之间布置绝缘件，因为产生的电弧可以行进到表面中。这可以改进冲洗能力，因为碎片可以更容易地被冲走。
52、可选地，设置间隔单元，以机械地使钻头的至少两个电极和待破碎的表面间隔开。
53、可选地，间隔单元是预设的。
54、可选地，钻头连续地移动到钻孔孔洞中。钻头进入钻孔孔洞的移动可以以镗孔速度进行。例如，钻头可以在钻孔孔洞中连续地降低。
55、可选地，钻头以镗孔速度移动到钻孔孔洞中，其中，基于指示产生的一个或多个电弧的特性的至少一个值来调节镗孔速度。
56、可选地，间隔单元被构造成保持钻头和待破碎的表面之间的最小距离。
57、有利地，可以通过相当简单的设计来获得自调节操作。因此，可以获得钻头控制的更稳固和可靠的操作。当钻头的电极靠近待钻孔/镗孔的表面时，可以获得最佳的距离，因为总是保持极小的间隙距离，以避免电极和表面之间的直接接触。这样，电脉冲钻头将有效地镗入到/钻入到表面中，导致表面的碎片(例如岩石)断裂。通过冲洗碎片，电极到表面的距离(参见间隙距离)被有效地增加，这可能导致低效的镗孔/钻孔。然而，例如通过使得钻头能够在钻孔孔洞中更深的致动器减小间隙距离，将再次自动地达到最佳的距离，而不需要复杂的控制系统来精确地确定间隙距离。可以通过设置间隔单元来促进该过程。
58、可选地，间隔单元是可调节的，以允许至少两个电极和待钻孔的表面之间的可变最小距离。在一些示例中，间隔单元具有一个或多个机械指状件，一个或多个机械指状件从钻头的端部部分朝向待钻孔的表面延伸。这样，当电极和表面之间的距离减小时，机械指状件可以接触表面，防止距离进一步减小。在一些示例中，多个机械指状件用于保持最小距离。还可以采用支架或裙板来保持距离。裙板可以成形为便于冲洗。有利地，可以改善冲洗，同时保持电极和表面之间的最小距离。间隔单元可以避免电极在电脉冲钻孔操作过程中直接地靠置在表面上。
59、指状件可以具有各种构型、形状和/或尺寸。例如，可以采用测隙笔，测隙笔也可以通过接触来测量距离。控制系统可以使用该距离。在一些示例中，指状件具有减小机械冲击的弹簧。指状件可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器用于检测接触和/或施加的力。
60、可选地，设置至少一个距离传感器，其中，至少一个距离传感器被配置成提供指示电极与待破碎的表面的距离的数据。在一些示例中，至少一个距离传感器被配置成至少在钻头的前部部分的中心部分处测量指示距离的数据。在一些示例中，至少一个距离传感器被配置成测量指示钻头的前部部分上的多个点处的距离的数据。在一些示例中，多个点可以例如均匀地分布在钻头的前部部分上。至少一个距离传感器可以从钻头的如下的表面测量，至少两个电极从该表面延伸。因此，传感器可以被校准以考虑电极从钻头的表面延伸的距离，从而能够提供指示电极相对于待破碎的表面(参见样品表面)的距离的数据。可选地，钻头具有至少一个距离传感器，该至少一个距离传感器被布置在钻头的面对待破碎的表面的前部部分处。
61、可选地，至少一个距离传感器是声纳传感器。声纳传感器可以利用钻头周围液体中的声音传播来测量距离(测距)。在一些示例中，声纳传感器通过发射声音脉冲和监听回声来采用主动声纳，基于回声来计算指示电极到待破碎的表面的距离的数据。
62、可选地，至少一个距离传感器被配置成采用电磁辐射来确定到待破碎的表面的距离。可选地，至少一个距离传感器是激光传感器，激光传感器被配置成使用激光束来确定到待破碎的表面的距离。可以采用各种类型的激光距离传感器。在一些示例中，钻头具有至少一个或多个激光测距仪。其他类型的距离传感器，诸如雷达距离传感器、激光雷达距离传感器、声纳距离传感器等。
63、可选地，至少一个距离传感器是机电传感器。
64、可选地，至少一个距离传感器被集成在间隔单元中。例如，间隔单元可以具有偏置构件(诸如弹簧)，其中，间隔单元具有第一状态和第二状态，在该第一状态，弹簧不被压缩，在该第二状态，弹簧由于间隔单元与待破碎的表面的接触而被最大程度地压缩。在这样的示例中，可以测量指示第一状态和第二状态之间的距离的数据。
65、可选地，执行校准步骤以确定镗孔速度。校准步骤可以包括：从初始镗孔速度开始；通过传感器测量系统测量指示产生的一个或多个电弧的特性的至少一个值；计算连续镗孔速度，该连续镗孔速度允许连续的钻孔而不需要中断运动。这种连续的钻孔速度可以使得钻头能够在钻孔过程中有效地使表面断裂，同时保持最佳的间隙距离范围(热点范围)，这导致穿过表面的良好的电弧形成，以使表面碎片断裂。
66、可选地，该方法可以包括冲洗，以引导破碎的碎片远离电极和表面之间的间隔。
67、可选地，在至少两个电极之间设置绝缘材料，以避免在至少两个电极之间直接形成电弧。这样，可以更好地控制电弧的方向。可以更好地保证电弧在钻头的前部部分处延伸。然而，没有绝缘材料的示例也是可能的。
68、根据一个方面，本发明提供了一种用于执行脉冲钻孔操作的系统，该系统包括：带有端部部分的钻头，其中，至少两个电极被布置在端部部分处；致动系统，该致动系统被配置成用于将钻头移动到待破碎的表面附近，其中，在钻头和表面之间设置间隙距离；电压发生器，该电压发生器被配置成用于在电极之间施加电压，导致电极之间的一次或多次放电，一次或多次放电导致用于使表面破碎的一个或多个电弧；以及间离单元，该间离单元用于在产生一个或多个电弧的过程中在钻头的至少两个电极和表面之间设置间隙距离。
69、应当理解，可以采用不同的间隙距离。间隙距离还可以取决于其他参数，诸如但不限于：电脉冲钻头的电致动、在钻孔/镗孔过程中使用的液体、待破碎的表面(例如岩石、基底、土壤等)的特性等。在一些情况下，钻孔流体包括水。
70、水基钻孔流体可以例如具有大约80的介电常数。这种相对高的介电常数导致高(相对)电容率，这可能是有益的，因为电极和待钻孔的表面之间的水基钻孔流体可以起到电容器的作用，更好地使产生的电弧或电脉冲能够穿过表面，以使碎片断裂。
71、指示一个或多个电弧的时间长度或脉冲持续时间的值可以以各种方式确定。在一些有利的实施例中，采用了光学传感器，提供了确定指示所述时间长度或脉冲持续时间的值的可靠和稳固的方式。
72、可选地，指示一个或多个电弧的时间长度的值可以电性地确定。在一些示例中，使用电传感器，该电传感器被配置成测量电压和电流中的至少一个。由于可以感应出大电流(例如高于10000安培或甚至高于15000安培)，因此采用电压传感器可能是有益的。这样，可以获得指示一个或多个电弧的时间长度的值的更精确的指示。此外，可以以这种方式提供更具成本效益的解决方案。
73、尽管光学传感器可以提供产生的电弧的精确特征(诸如脉冲持续时间)，但还可以此外或替代性地采用其他传感器，诸如电传感器、振动传感器、加速度计、声学传感器、机电传感器等。应当理解，还可以组合使用传感器。例如，光学传感器可以与振动传感器(例如加速度计)组合，以获得脉冲持续时间的更精确的确定。这可以提供与产生的电弧相关联的特性的非常稳固的确定。此外或替代性地，可以使用声学传感器，该声学传感器可以基于声音来计算脉冲持续时间。
74、可选地，指示产生的电弧的时间长度(参见脉冲持续时间)的确定的值与产生的电弧所遵循的路径有关。控制器可以被配置成将脉冲持续时间与路径关联。这样，控制器可以确定产生的电弧的遵循/行进路径的指示。因此，可以确定电弧是否已经穿过待破碎的表面。
75、在一些示例中，电极被布置在钻头的周缘(例如圆形)上，其中，例如正电极和负电极沿所述周缘交替地布置，或者其中，例如至少一个第一电极被布置在钻头的外周缘处，并且相反极性的至少一个第二电极被布置在钻头的中心部分处或中心部分附近。至少一个第二电极可以是例如居中布置的一个电极、圆形电极或多个单独的电极。各种其他构型是可能的。
76、根据一个方面，本发明提供了一种在用于执行脉冲钻孔操作的系统中使用的光学传感器，其中，光学传感器可附接在系统的发生器和/或钻头处，光学传感器被配置成测量指示由系统的钻头的电极产生的一个或多个电弧的时间长度的值。
77、根据一个方面，本发明提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含存储在该计算机程序产品上的一组指令，当由根据本发明的系统的控制系统执行时，导致系统执行根据本发明的方法。
78、有利地，当获得更高的效率时，可以使用更少的能量和/或更低的电压来执行电脉冲镗孔。钻孔速度也可以提高。
79、根据一个方面，本发明提供了根据本发明的系统用于执行脉冲钻孔操作的用途。
80、根据一个方面，本发明提供了一种通过带有端部部分的钻头进行钻孔的方法，其中，至少两个电极被布置在端部面处，该方法包括：通过致动系统将钻头移动到待破碎的表面附近，其中，在钻头和表面之间设置间隙距离；通过电压发生器在电极之间施加电压，导致电极之间的一次或多次放电，一次或多次放电导致用于使表面破碎的一个或多个电弧；通过传感器测量系统测量指示产生的一个或多个电弧的特性的至少一个值；以及通过控制系统来控制致动系统的一个或多个操作参数，以基于至少一个值来调节钻头的至少两个电极和表面之间的间隙距离。
81、应当理解，间隙距离可以被认为是钻头的电极和待破碎的表面之间的间隙、分隔、空隙、裂缝、间隔或孔隙。在使用中，所述间隙距离防止钻头上的电极中的任何电极和正在被钻孔的表面之间的接触。至少在产生电极的过程中可以保证极小的间隙距离。
82、应当理解，(基底)表面可以被看作是待通过钻头进行钻孔的材料。为此，钻头可以朝向表面定向，从而电极面向表面。由钻头的电极产生的电弧可以用于使表面的碎片断裂，这些碎片随后可以被冲走或被引导走。电脉冲钻孔设备可以用于在钻孔孔洞、井孔等中进行钻孔。表面可以例如是岩层、矿物块或类似物。然而，可以使用任何其他类型的材料，诸如地质材料、地质体、矿体、石头、矿物、混凝土、土壤等。
83、应当理解，在使用电脉冲钻头的钻孔过程中，钻头正在其中镗孔/钻孔的表面可能相对不均匀。表面例如由于早期在该表面中进行镗孔/钻孔而碎片已经断裂可能具有不规则性(参见非平坦)。即使在钻头的至少两个电极和表面之间有间隙(即没有直接接触)，电弧也可以穿过表面并在表面下方行进。
84、应当理解，鉴于该方法所描述的任何方面、特征和选项同样适用于该系统和所描述的设备、一个和多个传感器和计算机程序产品。还将清楚的是，可以组合上述方面、特征和选项中的任何一个或多个。
1.一种通过带有端部部分的钻头进行钻孔的方法，其中，至少两个电极被布置在所述端部部分处，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述传感器测量系统包括光学传感器，所述光学传感器被配置成测量指示所述一个或多个电弧的时间长度的值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述光学传感器被布置在所述电压发生器处。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述光学传感器被布置在所述钻头处。
6.根据权利要求3、4或5所述的方法，其中，指示所述一个或多个电弧的时间长度的值与所述一个或多个电弧的行进路径相关联。
7.根据前述权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，所述控制系统被配置成基于指示所述时间长度的值来确定所述一个或多个电弧是否已经行进到所述待破碎的表面中。
8.根据前述权利要求3至7中任一项所述的方法，其中，所述控制系统被配置成确定所述一个或多个电弧的所述时间长度是否小于阈值，其中，当所述一个或多个电弧的所述时间长度大于所述阈值时，所述致动系统的一个或多个操作参数被调节以改变所述钻头和所述表面之间的所述间隙距离。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在脉冲钻孔操作过程中使用钻孔流体，其中，所述钻孔流体的介电常数大于所述待破碎的表面的介电常数。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述钻孔流体的介电常数是所述待破碎的表面的介电常数的至少5倍大，更优选地至少10倍大，甚至更优选地至少20倍大。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述钻孔流体是水基的。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述间隙距离保持介于1毫米至30毫米之间，更优选地介于2毫米至10毫米之间，甚至更优选地介于2毫米至5毫米之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，设置间隔单元，以机械地将所述钻头的所述至少两个电极和所述待破碎的表面间隔开。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述间隔单元被构造成在所述钻头和所述待破碎的表面之间保持最小距离。
15.一种用于执行脉冲钻孔操作的系统，所述系统包括：
