CN212083655U - 隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置，包括光学信号收发结构、核心控制结构、声光报警结构；所述光学信号收发结构包括光学玻璃(12)、激光测距装置(11)、A/D数模转换器(13)，用于采集光学距离信息并将光学信号转换为电信号；所述核心控制结构包括中控单片机(16)和距离阈值设定模块(17)，用于进行综合控制及设定报警阈值；所述声光报警结构包括振动发声装置(8)、扬声器(7)、警示灯(9)，用于发出振动发声及灯光闪烁的警示信息。本实用新型的监测装置能适用于各类型探地雷达天线，可保证检测人员不停顿的采集高质量数据，避免对相同段落进行复测，提高了现场工作效率。

Description

隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置

技术领域

本实用新型涉及公路隧道质量检测领域，具体涉及一种隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置。

背景技术

探地雷达是通过雷达发射天线向介质中发射高频脉冲电磁波并利用接收天线接收反射回波，达到获取浅层介质信息的目的。近年来，探地雷达以其无损性、高精度、高效率等技术优势广泛应用于各个工程领域，尤其在公路隧道检测领域，是目前可实现隧道衬砌质量检测的最实用方法。

在公路隧道施工期和运营期的质量检测项目中，二次衬砌质量检测均为检测的主要项目，其主要涉及隧道边墙、拱腰和拱顶的检测。边墙检测时，要求检测人员将雷达天线密贴在边墙上，以一定高度和基本恒定速度沿检修道行走；拱腰和拱顶检测时，要求检测人员站在升降车或装载车上，通过检测人员托举雷达和车的行进来获得某一条测线的数据。但不论是检测边墙还是拱腰、拱顶，目前主流的隧道探地雷达检测设备都是接触面耦合雷达，这就要求天线与检测结构界面密贴以保证采集的数据质量。当天线在采集过程中受各种因素没有密贴在界面时，大部分电磁波能量会耗散在空气中，无法穿透介质达到目标层位，从而影响数据质量和现场采集进程。

针对探地雷达现场检测，尤其是在拱顶、拱腰检测过程中，为保证天线在数据采集过程中密贴接触面，都需额外增加人工观测控制，此类方法一方面增加人力损耗，另一方面也会由于人工观测不及时、不细致出现间断性数据质量下降，部分段落达不到检测要求，从而需要对相应段落进行复测，增加额外不必要的工作量。而目前针对隧道无损检测的方法、装置创新中，大多以精准定位方面为主，例如：重庆信达工程检测技术有限公司研制的一种隧道地质雷达测线激光标距仪(CN 210180440 U)，通过激光测距标定来代替卷尺或全站仪的等间距标定，实现测线的精准定位。但目前鲜有从数据源头入手，保证采集过程中天线密贴，进而确保数据采集质量的方法和装置。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题在于，提供一种能够提高采集数据质量的隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置。

针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置，包括光学信号收发结构、核心控制结构、声光报警结构。所述光学信号收发结构包括光学玻璃12、激光测距装置11、A/D数模转换器13，用于采集光学距离信息并将光学信号转换为电信号；所述核心控制结构包括中控单片机16和距离阈值设定模块17，用于进行综合控制及设定报警阈值；所述声光报警结构包括振动发声装置8、扬声器7、警示灯9，用于发出振动发声及灯光闪烁的警示信息。

进一步的，所述激光测距装置11产生的光学信号通过所述光学玻璃12增强汇聚到检测面上。

进一步的，所述激光测距装置11与所述A/D数模转换器13相连，所述激光测距装置11产生的光学信号通过所述A/D数模转换器13转换为电信号，并传送给所述中控单片机16。

进一步的，所述中控单片机16包括元件连通接口15，用于分别连接所述中控单片机16和所述A/D数模转换器13、所述距离阈值设定模块17、所述振动发声装置8、所述警示灯9。

进一步的，所述距离阈值设定模块17包括LED显示屏1、阈值设定面板2、按键3，用于设定距离阈值。

进一步的，所述振动发声装置8、所述警示灯9并行连接到所述中控单片机16。

进一步的，所述警示灯9包括两个发光二极管10。

进一步的，通过可充电电池组6供电，所述可充电电池组6设置充电接口5。

进一步的，所有元件按功能分区置于电路板14中，并在外部封装外壳18。

进一步的，所述封装外壳18的背面设置两个胶结区域19，所述胶结区域19涂抹粘结剂，用于固定所述监测装置。

本实用新型提供的隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置至少具有如下有益效果：当天线受各种因素干扰没有密贴在界面时，大部分电磁波能量会耗散在空气中，无法穿透介质达到目标层位，从而影响数据质量和现场采集进程。本实用新型的目的就是针对探地雷达天线采集过程中与接触面密贴程度的控制问题，从数据源头入手，提供一种隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置，从而在一定程度上解放人力物力，有效提升现场检测的工作效率。本实用新型提出的整个装置为一个闭合系统，且大小适中、反应灵敏、操作简单、使用方便，能适用于各类型探地雷达天线，且该装置可在一定程度上解放人力物力，当天线离开接触面一定距离时，触发声光报警装置，检测人员可在极快的时间内及时调整采集姿态，从而保证不停顿的采集高质量数据，避免对相同段落进行复测，减小了不必要的时间损耗，提高了现场工作效率。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1为本发明的内部结构剖面图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的左侧侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的实现原理图。

附图标记说明：

1、LED显示屏 2、阈值设定面板

3、按键 4、滑动开关

5、充电接口 6、可充电电池组

7、扬声器 8、振动发声装置

9、警示灯 10、发光二极管

11、激光测距装置 12、光学玻璃

13、A/D数模转换器 14、电路板

15、元件连通接口 16、中控单片机

17、距离阈值设定模块 18、外壳

19、胶结区域

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1-图4所示，一种隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度监测装置，包括光学信号收发结构、核心控制结构、声光报警结构。光学信号收发结构包括光学玻璃12、激光测距装置11、A/D数模转换器13，用于采集光学距离信息并将光学信号转换为电信号。核心控制结构包括中控单片机16、距离阈值设定模块17，用于进行综合控制及设定报警阈值。声光报警结构包括振动发声装置8、扬声器7、警示灯9，用于发出振动发声及灯光闪烁的警示信息。

如图1所示，本公开中存在两组光学信号收发装置光学玻璃12和激光测距装置11，分别置于A/D数模转换器13左右，两组激光测距装置11分别与A/D数模转换器13相连。光学玻璃12将激光测距装置11发射的激光进行汇聚增强，以适应光照不足的检测环境。激光测距装置11产生的光学信号通过光学玻璃12增强汇聚到检测面上，激光测距装置11实时接收检测面反馈的光学信号，将接收到的光学信号通过A/D数模转换器13转换为电信号。检测时，当两组装置接收到的距离信息均达到或超过阈值设定上限时才会触发声光报警，这样设置可以防止在检测凹凸不平的表面时，即使天线一侧密贴也可能由于另一侧距离信息达到或超过而产生的误报警，从而保证检测工作顺利进行。

如图1所示，本公开中的中控单片机16包括元件连通接口15，中控单片机16通过元件连通接口15和内部电路与A/D数模转换器13、距离阈值设定模块17、振动发声装置8和警示灯9相连。其中，A/D数模转换器13产生的两组电信号将通过两条独立内部电路通过元件连通接口15分别接入中控单片机16中，实现两组光学信号收发装置采集信息的并行处理，再由中控单片机16根据距离阈值设定模块17设定的阈值上限进行判断，看是否需要触发声光报警。

如图1所示，距离阈值设定模块17包括LED显示屏1、阈值设定面板2、按键3。可通过操作阈值设定面板2上的按键3来输入拟设定的阈值，输入的阈值可显示在LED显示屏1上。

如图1所示，本公开中的声光报警结构包括两套单独运行的报警装置，均是通过内部电路和元件连通接口15并行接入到中控单片机16。当中控单片机16判断输入距离信息已突破阈值设定上限时，触发振动发声装置8、扬声器7和警示灯9分别报警，由此来避免单一报警装置偶然失效导致的信息误判，影响装置正常使用。

如图1所示，本公开中警示灯9内部包含两个发光二极管10，用以实现警示灯的闪烁发光功能。

如图1所示，本公开的装置通过可充电电池组6供电。装置使用时，将设置在装置外壳上的滑动开关4打开，即可正常使用。可充电电池组6设置充电接口5，每次在装置使用结束后，可通过充电器进行充电，当野外操作不具备充电条件时，也可用移动电源进行充电。

如图3、图4所示，本公开中的装置为一个闭合系统，将所涉及到的元件按功能分区置于电路板14中，并在外部封装外壳18。封装外壳18的背面设置两个胶结区域19，可在胶结区域19涂抹可溶性水性胶，将本装置固定在各型号探地雷达天线上。

本公开提出的整个装置为一个闭合系统，且大小适中、反应灵敏、操作简单、使用方便，能适用于各类型探地雷达天线，且该装置可在一定程度上解放人力物力，当天线离开接触面一定距离时，触发声光报警装置，检测人员可在极快的时间内及时调整采集姿态，从而保证不停顿的采集高质量数据，避免对相同段落进行复测，减小了不必要的时间损耗，提高了现场工作效率。

如图5所示，本公开的隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度监测装置的使用方法包括以下步骤：

1)将监测装置整体通过胶结区域19固定在探地雷达天线侧壁上；

2)打开滑动开关4，通过按键3设定报警距离阈值，设定阈值的具体数字通过LED显示屏1实时显示；

3)探地雷达开始工作时，距离监测功能同步开起，激光测距装置11产生的光学信号经过光学玻璃12增强汇聚到检测面上，激光测距装置11实时接收检测面反馈的光学信号，将接收到的光学信号通过A/D数模转换器13转换为电信号，然后将电信号实时传输到中控单片机16中；

4)当天线与检测接触面离开距离达到或超过设定阈值上限时，由中控单片机16传输响应信号到振动发声装置8和警示灯9，触发声光报警；

5)现场实际检测人员根据报警信息调整天线位置，缩小天线与检测面之间距离至设定阈值范围内，保证天线与检测接触面继续密贴，警报解除。

本公开所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

Claims (10)

1.隧道用探地雷达搭载的检测接触面密贴程度的监测装置，其特征在于，包括光学信号收发结构、核心控制结构、声光报警结构；

所述光学信号收发结构包括光学玻璃(12)、激光测距装置(11)、A/D数模转换器(13)，用于采集光学距离信息并将光学信号转换为电信号；

所述核心控制结构包括中控单片机(16)和距离阈值设定模块(17)，用于进行综合控制及设定报警阈值；

所述声光报警结构包括振动发声装置(8)、扬声器(7)、警示灯(9)，用于发出振动发声及灯光闪烁的警示信息。

2.如权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述激光测距装置(11)产生的光学信号通过所述光学玻璃(12)增强汇聚到检测面上。

3.如权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述激光测距装置(11)与所述A/D数模转换器(13)相连，所述激光测距装置(11)产生的光学信号通过所述A/D数模转换器(13)转换为电信号，并传送给所述中控单片机(16)。

4.如权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述中控单片机(16)包括元件连通接口(15)，用于分别连接所述中控单片机(16)和所述A/D数模转换器(13)、所述距离阈值设定模块(17)、所述振动发声装置(8)、所述警示灯(9)。

5.如权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述距离阈值设定模块(17)包括LED显示屏(1)、阈值设定面板(2)、按键(3)，用于设定距离阈值。

6.如权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述振动发声装置(8)、所述警示灯(9)并行连接到所述中控单片机(16)。

7.如权利要求6所述的监测装置，其特征在于，所述警示灯(9)包括两个发光二极管(10)。

8.如权利要求6所述的监测装置，其特征在于，通过可充电电池组(6)供电，所述可充电电池组(6)设置充电接口(5)。

9.如权利要求6所述的监测装置，其特征在于，所有元件按功能分区置于电路板(14)中，并在外部封装外壳(18)。

10.如权利要求9所述的监测装置，其特征在于，所述封装外壳(18)的背面设置两个胶结区域(19)，所述胶结区域(19)涂抹粘结剂，用于固定所述监测装置。

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