CN109188365B - 一种探地雷达在使用测量轮测量初支装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，包括探地雷达和测量轮，在所述的测量轮上安装有信号采集装置，信号采集装置与探地雷达相连；所述的测量轮的驱动轴通过可伸缩式连杆与一个水平固定在探地雷达顶部的阻尼铰链的一端相连，阻尼铰链的另一端与探地雷达相连；可伸缩式连杆可随着所述的驱动轴一起转动；驱动轴还通过一个水平设置的弹性装置与探地雷达的侧壁相连，弹性装置、可伸缩式连杆以及探地雷达三者形成一个三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来进行测量；且安装在测量轮上的信号采集装置与探地雷达相连。

Description

一种探地雷达在使用测量轮测量初支装置
技术领域
本发明涉及隧道工程，特别是涉及与一种探地雷达在使用测量轮测量初支的厚度、钢筋的分布情况、混凝土的密实度、脱空状态的装置。
背景技术
探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)是利用频率介于106～109Hz的无线电波来确定地下介质的一种地球物理探测仪器。随着微电子技术和信号处理技术的不断发展，探地雷达技术被广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、公路工程质量检测、地下管线探测等众多领域。
探地雷达的基本原理如下图所示。发射天线将高频短脉冲电磁波定向送入地下，电磁波在传播过程中遇到存在电性差异的地层或目标体就会发生反射和透射，接收天线收到反射波信号并将其数字化，然后由电脑以反射波波形的形式记录下来。对所采集的数据进行相应的处理后，可根据反射波的传播时间、幅度和波形，判断地下目标体的空间位置、结构及其分布。探地雷达是在对反射波形特性分析的基础上来判断地下目标体的，所以其探测效果主要取决于地下目标体与周围介质的电性差异、电磁波的衰减程度、目标体的埋深以及外部干扰的强弱等。其中，目标体与介质间的电性差异越大，二者的界面就越清晰，表现在雷达剖面图上就是同相轴不连续。可以说，目标体与周围介质之间的电性差异是探地雷达探测的基本条件。
对于GPR来讲，如何利用MODE中DISTANCE更高效精准的测量与反馈数据，关键在于测量轮的转动与接触面更好的的耦合。
现有装置在测量初支时，由于测量轮与雷达体系固定，测量轮在接触凹面衬砌时，不能较好的与接触面进行耦合，使得测量轮反映出距离不能代表实际测量中的真实测量里程，同时，由于测量轮不能与接触面很好耦合，使得反馈出的实验数据与初支背后的真实情况有所偏差，并不能完全代表和反应衬砌后的真实情况。
因此，需要对探地雷达在使用测量轮测量初支方法进行进一步研究。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，包括利用阻尼铰链实现探地雷达和测量轮的连接，通过螺栓精准固定测量轮仪器及其感应装置，同时利用弹性拉伸弹簧和卡扣与铰链形成三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来实现高精准度的测量分析。
本发明采用的技术方案如下：
一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，包括探地雷达和测量轮，在所述的测量轮上安装有信号采集装置，所述的信号采集装置与探地雷达相连；所述的测量轮的驱动轴通过可伸缩式连杆与一个水平固定在探地雷达顶部的阻尼铰链的一端相连，阻尼铰链的另一端与探地雷达相连；所述的可伸缩式连杆可随着所述的驱动轴一起转动；所述的驱动轴还通过一个水平设置的弹性装置与探地雷达的侧壁相连，弹性装置、可伸缩式连杆以及探地雷达三者形成一个三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来进行测量；且安装在测量轮上的信号采集装置与探地雷达相连。
进一步的，所述的阻尼铰链利用塑形连接板和螺栓连接在探地雷达上。
进一步的，在每一个螺栓连接处使用弹簧垫圈，减轻缓冲作用。
进一步的，所述的铰链与连接杆之间通过旋转轴相连，所述的旋转轴可以根据连杆的转动而转动。
进一步的，所述的可伸缩式连杆上设有缓冲器，使得连杆可以随着测量轮的转动，更好的自由伸缩和接触面耦合。
进一步的，所述的信号采集装置通过三角板、螺栓和测量轮连接，同时利用弹簧垫圈减轻相互之间的摩擦，减小缓冲作用。
进一步的，所述的弹性装置为一个弹簧，弹簧的一端悬挂在测量轮上，另一端悬挂在地质雷达上；测量轮利用线弹性挂钩式弹簧与地质雷达挂钩处相互勾便，使得连杆、地质雷达、测量轮构成可围绕支点转动且可以恢复原形状的弹性稳固体系。这样更好的使得测量轮与接触面耦合。使得传输的数据更加准确。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本装置简单易行，携带方便，利用简单的机械铰链和线弹性弹簧使得测量轮可以和初支接触面耦合；
2)全装置体系属于自动伸长压缩状态，可以随着测量轮和接触面曲率的变化，随着改变体系与测量轮配合。同时结构处于三角形的几何不变体系下，具有很好的稳定性和不变性。
3)本装置能更好的发挥测量轮的实际作用，使得测量更加精准。
4)本发明装置结构设置简单，无需复杂的施工工序，可降低人工消耗，易操作提高效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1装置平面图；
图2阻尼铰链平铺俯视图；
图3测量轮装置俯视图；
图中：1接触面，2探地雷达，3连接线，4连接孔，5阻尼铰链，6螺栓，7转动弹簧连接轴，8可伸缩式连杆，9弹簧挂钩，10弹簧，11螺栓，12测量轮，13三角形连接板，14测量轮连接孔，15信号采集装置，16阻尼铰链。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，对于GPR来讲，如何利用MODE中DISTANCE更高效精准的测量与反馈数据，关键在于测量轮的转动与接触面更好的的耦合。
现有装置在测量初支时，由于测量轮与雷达体系固定，测量轮在接触凹面衬砌时，不能较好的与接触面进行耦合，使得测量轮反映出距离不能代表实际测量中的真实测量里程，同时，由于测量轮不能与接触面很好耦合，使得反馈出的实验数据与初支背后的真实情况有所偏差，并不能完全代表和反应衬砌后的真实情况。因此，需要对探地雷达在使用测量轮测量初支方法进行进一步研究，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种探地雷达在使用测量轮测量初支装置。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，探地雷达在使用测量轮测量初支装置利用阻尼铰链实现探地雷达和测量轮的连接，通过螺栓精准固定测量轮仪器及其感应装置，同时利用弹性拉伸弹簧和卡扣与铰链形成三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来进行测量，具体的结构如下：
探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，包括探地雷达2和测量轮12，在所述的测量轮12上安装有信号采集装置15，所述的信号采集装置15与探地雷达2的连接孔4通过导线3相连；
测量轮的驱动轴通过可伸缩式连杆8与一个水平固定在探地雷达顶部的阻尼铰链5的一端相连，阻尼铰链的该端处于悬空状；阻尼铰链的另一端与探地雷达相连；所述的可伸缩式连杆可随着所述的驱动轴7一起转动；
驱动轴还通过一个水平设置的弹簧挂钩9与探地雷达2的侧壁相连，弹性装置、可伸缩式连杆以及探地雷达三者形成一个三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来进行测量；且安装在测量轮上的信号采集装置与探地雷达相连。
阻尼铰链16，利用塑形连接板和螺栓，将铰链的一端连接在雷达上，同时每一个螺栓连接处使用弹簧垫圈，减轻缓冲作用。
阻尼铰链16与可伸缩式连杆8的连接轴处采用类似门旋转似的带弹簧转动轴，起到跟着连杆进行旋转的作用，
可伸缩式连杆8采用带缓冲器的轻便型连杆，连杆可伸缩，伸缩装置同雨伞伸缩杆。使得连杆可以随着测量轮的转动，更好的自由伸缩和接触面耦合。
将信号采集装置15通过三角板连接板13、螺栓11和测量轮12连接，同时利用弹簧垫圈减轻相互之间的摩擦，减小缓冲作用。
测量轮，利用线弹性挂钩式弹簧10与地质雷达挂钩9处相互勾便，使得连杆、地质雷达、测量轮构成可围绕支点转动且可以恢复原形状的弹性稳固体系。这样更好的使得测量轮与接触面耦合。使得传输的数据更加准确。
具体实施方案的使用说明：
测量轮12在接触凹凸不平的接触面1时，首先带动可伸缩式连杆8进行伸缩，此时下端挂钩弹簧10随着可伸缩式连杆8和测量轮12的伸缩处于线弹性伸长。
可伸缩式连杆8中自带的缓冲器，和下端的挂钩式9弹簧10使得整个装置随时处于恢复原状态的性质，但由于支点处(测量轮)由于摩擦力与初支面1耦合，会继续使得可伸缩式连杆8和弹簧10处于线弹性伸缩状态。这样循环往复，整个体系自由伸缩和接触面耦合，在仪器脱离接触面时，弹簧10首先在线弹性的作用下恢复原长，带动连杆压缩。恢复原有仪器状态。
而铰链处的类似于门转动处的转动轴7起到了很关键的契合作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本装置简单易行，携带方便，利用简单的机械铰链和线弹性弹簧使得测量轮可以和初支接触面耦合
2)全装置体系属于自动伸长压缩状态，可以随着测量轮和接触面曲率的变化，随着改变体系与测量轮配合。同时结构处于三角形的几何不变体系下，具有很好的稳定性和不变性。
3)本装置能更好的发挥测量轮的实际作用，使得测量更加精准。
4)本发明装置结构设置简单，无需复杂的施工工序，可降低人工消耗，易操作提高效率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，包括探地雷达和测量轮，在所述的测量轮上安装有信号采集装置，所述的信号采集装置与探地雷达相连；所述的测量轮的驱动轴通过可伸缩式连杆与一个水平固定在探地雷达顶部的阻尼铰链的一端相连，阻尼铰链的另一端与探地雷达相连；所述的可伸缩式连杆可随着所述的驱动轴一起转动；所述的驱动轴还通过一个水平设置的弹性装置与探地雷达的侧壁相连，弹性装置、可伸缩式连杆以及探地雷达三者形成一个三角形，使得测量轮在行进过程中与探地雷达构成稳固体系来进行测量；且安装在测量轮上的信号采集装置与探地雷达相连。
2.如权利要求1所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，所述的阻尼铰链利用塑形连接板和螺栓连接在探地雷达上。
3.如权利要求2所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，在每一个螺栓连接处设有弹簧垫圈。
4.如权利要求1所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，所述的阻尼铰链与可伸缩式连杆之间通过旋转轴相连，所述的旋转轴随着可伸缩式连杆的转动而转动。
5.如权利要求1所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，所述的可伸缩式连杆上设有缓冲器。
6.如权利要求1所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，所述的信号采集装置通过安装板、螺栓固定安装在测量轮上。
7.如权利要求1所述的一种探地雷达在使用测量轮测量初支的装置，其特征在于，所述的弹性装置为一个弹簧，弹簧的一端悬挂在测量轮上，另一端悬挂在探地雷达上。
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