CN106555393B - 一种冻土地区地质探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冻土地区地质探测装置，包括微型电机、支撑台、螺旋杆、测试盒、压力探测头和电源，微型电机和电源均设置于支撑台内，微型电机的输出轴通过一轴承与螺旋杆连接，螺旋杆上有螺旋叶片，测试盒设置于相邻两个螺旋叶片之间，测试盒内设有温湿度传感器及pH值探测器，螺旋杆的末端设置为一尖端，压力探测头套设在尖端的外侧；压力探测头与尖端之间设有压力传感器，温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器分别与电源连接。本发明中的探测装置通过将压力传感器设置在压力探测头和螺旋杆尖端之间，能够在探测装置下放到冻土过程中通过压力探测头的不同形变程度而测得冻土的硬度；测试盒的设置能够有效避免在使用过程中对各个传感器的损坏。

Description

一种冻土地区地质探测装置

技术领域

本发明涉及地质探测技术领域，特别是涉及一种冻土地区地质探测装置。

背景技术

地质的探测对于研究地区环境及地质变化有着重要的作用，而常用的地质探测设备都为大型设备，运输和操作都不方便，尤其在青藏高原等高海拔和寒冷地区，运送大型的地质探测设备是一件既费时费力还需要高成本的事情，给考察人员带来极大的不便。

本发明针对上述存在的问题，提供一种便携式的地质探测装置，不仅可以用于普通地区进行地质探测，还可以用于冻土地区进行地质探测。

发明内容

本发明的目的是提供一种冻土地区地质探测装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得该探测装置结构简单、操作简便并且方便携带，从而节约了设备运输时间，降低了使用成本，并且该装置还具有较高的灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种冻土地区地质探测装置，包括微型电机、支撑台、螺旋杆、测试盒、压力探测头和电源，所述微型电机和所述电源均设置于所述支撑台内，所述微型电机的输出轴通过一轴承与所述螺旋杆连接，所述螺旋杆杆身固定设置有螺旋叶片，所述测试盒设置于相邻两个所述螺旋叶片之间并与所述螺旋杆固定连接，所述测试盒内设置有温湿度传感器及pH值探测器，所述螺旋杆的末端设置为一尖端，所述压力探测头套设在所述尖端的外侧；所述压力探测头与所述尖端之间的间隙处倾斜设置有至少两个压力传感器；所述温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器分别与所述电源连接。

可选的，所述微型电机的输出轴穿过所述支撑台的底面并通过所述轴承与所述螺旋杆连接。

可选的，所述支撑台的侧面固定连接有一手柄，所述支撑台内填充有减震材料。

可选的，所述测试盒的数量为多个，各个所述测试盒间隔设置于所述螺旋叶片之间。

可选的，所述测试盒的外侧面与所述螺旋叶片的外侧边缘相平齐。

可选的，所述温湿度传感器及pH值探测器的探测端伸出所述测试盒的外壁并与所述测试盒的外侧壁向平齐。

可选的，所述压力探测头的材质为弹性金属材料。

可选的，所述螺旋杆的尖端固定设置有至少两个摄像头，所述压力探测头上与所述摄像头相对应的位置开设有探视窗，所述摄像头与所述电源连接。

可选的，所述探视窗采用高硬度透明材料，并且所述探视窗与所述压力探测头密封连接。

可选的，所述探测装置还包括有处理器，所述摄像头、温湿度传感器、pH值探测器及压力传感器均与所述处理器连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的探测装置通过将压力传感器设置在压力探测头和螺旋杆尖端之间，能够在探测装置下放到冻土过程中使压力传感器通过压力探测头的形变程度而测得冻土的硬度，反应更灵敏，测量结果更准确；将温湿度传感器和pH值探测器均设置在测试盒内，并且测试盒的外边缘与螺旋叶片外边缘相平齐，便于测试盒随螺旋杆一同进入冻土中，同时能够有效避免在使用过程中对各个传感器的磨损和损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明冻土地区地质探测装置的整体结构示意图；

其中，1支撑台；2微型电机；3测试盒；4压力探测头；5尖端；6摄像头；7压力传感器；8螺旋杆；9螺旋叶片；10处理器；11手柄。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种冻土地区地质探测装置，以解决上述现有技术存在的问题，使得该探测装置结构简单、操作简便并且方便携带，从而节约了设备运输时间，降低了使用成本，并且该装置还具有较高的灵敏度。

该冻土地区地质探测装置包括微型电机、支撑台、螺旋杆、测试盒、压力探测头和电源，微型电机和电源均设置于支撑台内，微型电机的输出轴通过一轴承与螺旋杆连接，螺旋杆杆身固定设置有螺旋叶片，测试盒设置于相邻两个螺旋叶片之间并与螺旋杆固定连接，测试盒内设置有温湿度传感器及pH值探测器，螺旋杆的末端设置为一尖端，压力探测头套设在尖端的外侧；压力探测头与尖端之间的间隙处倾斜设置有至少两个压力传感器；温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器分别与电源连接。

其中，支撑台为整个探测装置起到一个支持作用，微型电机设置于支撑台内，微型电机带动螺旋杆转动，螺旋杆上的螺旋叶片旋转进入到冻土中，设置于相邻两个螺旋叶片之间的测试盒随螺旋叶片进入冻土中，放置在测试盒内的温湿度传感器和pH探测器分别用于检测冻土的温湿度和pH值；由于压力探测头与螺旋杆尖端之间为中空的，在压力探测头在进入冻土后，受到冻土的挤压，压力探测头会向内产生形变，压力传感器通过压力探测头的形变而测得所受到的压力状况，进一步可计算出冻土的硬度数值。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1，其中，图1为本发明冻土地区地质探测装置的整体结构示意图。

如图1所示，本发明提供一种冻土地区地质探测装置，包括微型电机2、支撑台1、螺旋杆8、测试盒3、压力探测头4和电源，微型电机2和电源均设置于支撑台1内，微型电机2的输出轴通过一轴承与螺旋杆8连接，螺旋杆8杆身固定设置有螺旋叶片9，测试盒3设置于相邻两个螺旋叶片9之间并与螺旋杆8固定连接，测试盒3内设置有温湿度传感器及pH值探测器，螺旋杆8的末端设置为一尖端5，压力探测头4套设在尖端5的外侧；压力探测头4与尖端5之间的间隙处倾斜设置有至少两个压力传感器7；温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器7分别与电源连接。

在工作过程中，压力探测头4受外侧冻土挤压，发生形变，由于压力传感器7是倾斜设置在压力探测头4和螺旋杆8的尖端5空隙之间的，所以，在压力探测头4发生形变时，压力传感器7会根据压力探测头4的形变量而测得压力探测头4所受的压力，通过测得的压力值，进而可以计算出相应冻土层的硬度情况。

微型电机2的输出轴穿过支撑台1的底面并通过轴承与螺旋杆8连接；支撑台1的侧面固定连接有一手柄11，方便操作人员手持探测装置进行探测；支撑台1内填充有减震材料，可以在螺旋杆8旋转的过程中起到对支撑台1的减震作用，不会给操作人员带来不适感。

测试盒3的数量为多个，各个测试盒3间隔设置于螺旋叶片9之间，可以对不同深度冻土层的温湿度和pH值进行检测。

测试盒3的外侧面与螺旋叶片9的外侧边缘相平齐，便于测试盒3随螺旋杆8一同进入冻土中，同时能够有效避免在使用过程中对各个传感器的磨损和损坏。温湿度传感器及pH值探测器的探测端伸出测试盒3的外壁并与测试盒3的外侧壁向平齐。

压力探测头4的材质为弹性金属材料。

螺旋杆8的尖端5固定设置有至少两个摄像头6，压力探测头4上与摄像头6相对应的位置开设有探视窗，摄像头6与电源连接，在螺旋杆8不断地向下进入冻土的过程中，摄像头6可以对冻土层的结构进行简单的拍照收集，后续的操作人员可以将摄像头6收集的照片进行处理，从而得到连续的冻土结构图片，方便了解冻土层的地质变化。探测装置还包括有处理器10，摄像头6、温湿度传感器、pH值探测器及压力传感器7均与处理器10连接。

探视窗采用高硬度透明材料，并且探视窗与压力探测头4密封连接。

该冻土地区地质探测装置的工作流程具体为：

支撑台1为整个探测装置起到一个支持作用，微型电机2设置于支撑台1内，微型电机2带动螺旋杆8转动，螺旋杆8上的螺旋叶片9旋转进入到冻土中，设置于相邻两个螺旋叶片9之间的测试盒3随螺旋叶片9进入冻土中，放置在测试盒3内的温湿度传感器和pH探测器分别用于检测冻土的温湿度和pH值；由于压力探测头4与螺旋杆8尖端5之间为中空的，在压力探测头4在进入冻土后，受到冻土的挤压，压力探测头4会向内产生形变，压力传感器7通过压力探测头4的形变而测得所受到的压力状况，进一步可计算出冻土的硬度数值，同时摄像头6在螺旋杆8进入冻土的过程中，对冻土层的地质结构进行简单的拍照收集，最后温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器7及摄像头6都将所测得或者记录的信息传递给处理器10进行数据处理。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：包括微型电机、支撑台、螺旋杆、测试盒、压力探测头和电源，所述微型电机和所述电源均设置于所述支撑台内，所述微型电机的输出轴通过一轴承与所述螺旋杆连接，所述螺旋杆杆身固定设置有螺旋叶片，所述测试盒设置于相邻两个所述螺旋叶片之间并与所述螺旋杆固定连接，所述测试盒内设置有温湿度传感器及pH值探测器，所述螺旋杆的末端设置为一尖端，所述压力探测头套设在所述尖端的外侧；所述压力探测头与所述尖端之间的间隙处倾斜设置有至少两个压力传感器；所述温湿度传感器、pH值探测器、压力传感器分别与所述电源连接；所述压力传感器倾斜设置在所述压力探测头和所述螺旋杆的尖端空隙之间；在所述压力探测头发生形变时，所述压力传感器根据所述压力探测头的形变量而测得相应的压力值。

2.根据权利要求1所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述微型电机的输出轴穿过所述支撑台的底面并通过所述轴承与所述螺旋杆连接。

3.根据权利要求1所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述支撑台的侧面固定连接有一手柄，所述支撑台内填充有减震材料。

4.根据权利要求1所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述测试盒的数量为多个，各个所述测试盒间隔设置于所述螺旋叶片之间。

5.根据权利要求4所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述测试盒的外侧面与所述螺旋叶片的外侧边缘相平齐。

6.根据权利要求4所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述温湿度传感器及pH值探测器的探测端伸出所述测试盒的外壁并与所述测试盒的外侧壁向平齐。

7.根据权利要求1所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述压力探测头的材质为弹性金属材料。

8.根据权利要求1所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述螺旋杆的尖端固定设置有至少两个摄像头，所述压力探测头上与所述摄像头相对应的位置开设有探视窗，所述摄像头与所述电源连接。

9.根据权利要求8所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述探视窗采用高硬度透明材料，并且所述探视窗与所述压力探测头密封连接。

10.根据权利要求8所述的一种冻土地区地质探测装置，其特征在于：所述探测装置还包括有处理器，所述摄像头、温湿度传感器、pH值探测器及压力传感器均与所述处理器连接。