一种甚低频法高速公路路基结构探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体、供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块，所述装置盒体的上表面安装有电源开关和频道选择按钮，所述供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块均安装在装置盒体的内部，所述信号处理分析模块的输出端与信号输出模块的输入端电性连接，所述信号接收模块包括抗干扰滤波器件、VLF天线接收器件、铷原子频标脉冲整形电路、低噪声功率放大器和A/D采集器。本发明专利技术利用甚低频频段的电磁波信号进行探测工作，有效解决了目前在高速公路路基结构探测时需要多次取样造成误差较大的问题。

A very low frequency method for detecting roadbed structure of Expressway

The invention discloses a very low frequency method highway subgrade structure detection device, which comprises a device box, a power supply device module, a signal receiving module, a signal processing and analysis module, a signal output module and a wave characteristic measurement module. The output of the signal processing and analysis module is electrically connected with the input of the signal output module. The signal receiving module includes an anti-interference filter and a VLF day. Line receiver, rubidium atomic frequency standard pulse shaping circuit, low noise power amplifier and A/D collector. The invention utilizes the electromagnetic wave signal of the very low frequency band to carry out the detection work, effectively solves the problem of large error caused by multiple sampling in the detection of the subgrade structure of the expressway at present.

【技术实现步骤摘要】
一种甚低频法高速公路路基结构探测装置
本专利技术涉及高速公路路基结构探测装置
，具体为一种甚低频法高速公路路基结构探测装置。
技术介绍
随着我国经济的日益腾飞，高速公路的修建也在如火如荼地进行，高速公路路基是依据外界环境特点而修建的路面结构基础，不仅需要承载路面重量，而且承载着行车载荷，是整个高速公路构造的结构基础，路基又称线路下部结构，是填筑或开挖后而形成的直接支撑路面的结构，因此，路基垂直下部几十米的范围内必须没有空洞和断层存在，随着城市化进程的加快，地下工程施工引起地层失水，在地面硬壳层与底层之间也易形成地下空洞和断层，从而造成高速公路路面塌陷，地下空洞的存在对高速公路施工的危害巨大。因此，必须要在施工前探测清楚空洞和断层的位置，一般情况下一次场是接近于地面成切线方向入射的横向电磁波，局部电性有差异的地下空洞中存在的可能会有气体、水或者其他物质，这些物质电导率和磁导率与路基下土层、岩层的电导率，磁导率不同，在一磁场的作用下就会使电磁感应产生出二次场，即产生电磁感应现象，甚低频高速公路路基结构探测装置的天线可以接收到甚低频信号的电场分量和磁场分量，然后经过信号处理分析模块可以计算出电导率和磁导率，根据与预先存储的电导率和磁导率的情况相比较，就可推断出路基下方空洞的存在及其大致位置。但是，现有的存在以下缺点：现有的高速公路路基结构探测仪器是多次取样，需要耗费人们大量的时间和精力。另外，由于近些年高速公路路基结构探测的深度和难度的不断增加，对新型智能高速公路路基结构探测装置的需求迫在眉睫。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，解决了现有的技术需要多次取样误差较大，费时费力的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体、供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块，所述装置盒体的上表面安装有电源开关和频道选择按钮，所述供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块均安装在装置盒体的内部，所述信号处理分析模块的输出端与信号输出模块的输入端电性连接，所述信号接收模块包括抗干扰滤波器件、VLF天线接收器件、铷原子频标脉冲整形电路、低噪声功率放大器和A/D采集器，所述VLF天线接收器的输出端与低噪声功率放大器的输入端电性连接，所述低噪声功率放大器的输出端与抗干扰滤波器件的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接，所述铷原子频标脉冲整形电路的输出端与A/D采集器的输入端电性连接，所述A/D采集器的输出端与抗干扰滤波器件的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接，所述信号输出模块包括数据存储器和电子显示器，所述数据存储器与电子显示器电性连接，所述电子显示器的输入端与信号处理分析模块的输出端电性连接，所述电波特征测量模块的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接。优选的，所述电波特征测量模块用于VLF信号对地下空洞的相对电导率、相对磁导率的测量。优选的，所述信号处理分析模块用于对A/D采集器的数字信号和电波特征测量模块的测量数据进行计算处理，并将测量数据导入数据存储器，进行数据对比分析处理后导入电子显示器进行数据观察。优选的，所述供电设备模块为高压直流电源，并且供电设备模块的输出端分别与信号接收模块的输入端、信号处理分析模块的输入端和信号输出模块的输入端电性连接。优选的，所述铷原子频标脉冲整形电路提供40kHz的脉冲信号。本专利技术提供了一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，具备以下有益效果：本专利技术通过设置，使用时，先把装置于地表处平行放置，打开电源开关，启动供电设备模块，该装置可以自行搜索接收源自于俄罗斯的Alpha导航系统发射的大功率高精度的甚低频信号，等信号稳定后调节频道选择按钮来合理选择频道并锁住频道，然后经过信号处理分析模块对数据的分析处理，可以计算出电波特征参数变化量，并且对接收的甚低频信号的变化自行处理，最后结合数据对比来确定高速公路路基结构下部空洞的存在和大致位置，本专利技术利用甚低频频段的电磁波信号来进行探测工作，该信号穿透能力强，采用的无线接收器具有灵敏度高、抗干扰性好的特点，可探测高速公路路基结构情况，成本低廉且使用方便，有效解决了目前在高速公路路基结构探测时需要多次取样造成误差较大的问题。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的流程框图。图中：1装置盒体、2电源开关、3频道选择按钮、4供电设备模块、5信号接收模块、6信号处理分析模块、7信号输出模块、8电波特征测量模块、9抗干扰滤波器件、10VLF天线接收器件、11铷原子频标脉冲整形电路、12低噪声功率放大器、13A/D采集器、14数据存储器、15电子显示器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1-2所示，本专利技术提供一种技术方案：一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体1、供电设备模块4、信号接收模块5、信号处理分析模块6、信号输出模块7和电波特征测量模块8，装置盒体1的上表面安装有电源开关2和频道选择按钮3，供电设备模块4、信号接收模块5、信号处理分析模块6、信号输出模块7和电波特征测量模块8均安装在装置盒体1的内部，信号处理分析模块6的输出端与信号输出模块7的输入端电性连接，信号接收模块5包括抗干扰滤波器件9、VLF天线接收器件10、铷原子频标脉冲整形电路11、低噪声功率放大器12和A/D采集器13，VLF天线接收器10的输出端与低噪声功率放大器12的输入端电性连接，低噪声功率放大器12的输出端与抗干扰滤波器件9的输入端电性连接，抗干扰滤波器件9的输出端与信号处理分析模块6的输入端电性连接，铷原子频标脉冲整形电路11的输出端与A/D采集器13的输入端电性连接，A/D采集器13的输出端与抗干扰滤波器件9的输入端电性连接，抗干扰滤波器件9的输出端与信号处理分析模块6的输入端电性连接，信号输出模块7包括数据存储器14和电子显示器15，数据存储器14与电子显示器15电性连接，电子显示器15的输入端与信号处理分析模块6的输出端电性连接，电波特征测量模块8的输出端与信号处理分析模块6的输入端电性连接，电波特征测量模块8用于VLF信号对地下空洞的相对电导率、相对磁导率的测量，信号处理分析模块6用于对A/D采集器13的数字信号和电波特征测量模块8的测量数据进行计算处理，经信号输出模块7输出后，并将测量数据导入数据存储器14，进行数据对比分析处理后导入电子显示器15进行数据观察，供电设备模块4为高压直流电源，并且供电设备模块4的输出端分别与信号接收模块5的输入端、信号处理分析模块6的输入端和信号输出模块7的输入端电性连接，铷原子频标脉冲整形电路11提供40kHz的脉冲信号。使用时，先把装置于地表处平行放置，打开电源开关2，启动供电设备模块4，该装置可以自行搜索接收源自于俄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体（1）、供电设备模块（4）、信号接收模块（5）、信号处理分析模块（6）、信号输出模块（7）和电波特征测量模块（8），其特征在于：所述装置盒体（1）的上表面安装有电源开关（2）和频道选择按钮（3），所述供电设备模块（4）、信号接收模块（5）、信号处理分析模块（6）、信号输出模块（7）和电波特征测量模块（8）均安装在装置盒体（1）的内部，所述信号处理分析模块（6）的输出端与信号输出模块（7）的输入端电性连接，所述信号接收模块（5）包括抗干扰滤波器件（9）、VLF天线接收器件（10）、铷原子频标脉冲整形电路（11）、低噪声功率放大器（12）和A/D采集器（13），所述VLF天线接收器（10）的输出端与低噪声功率放大器（12）的输入端电性连接，所述低噪声功率放大器（12）的输出端与抗干扰滤波器件（9）的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件（9）的输出端与信号处理分析模块（6）的输入端电性连接，所述铷原子频标脉冲整形电路（11）的输出端与A/D采集器（13）的输入端电性连接，所述A/D采集器（13）的输出端与抗干扰滤波器件（9）的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件（9）的输出端与信号处理分析模块（6）的输入端电性连接，所述信号输出模块（7）包括数据存储器（14）和电子显示器（15），所述数据存储器（14）与电子显示器（15）电性连接，所述电子显示器（15）的输入端与信号处理分析模块（6）的输出端电性连接，所述电波特征测量模块（8）的输出端与信号处理分析模块（6）的输入端电性连接。...

【技术特征摘要】
1.一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体（1）、供电设备模块（4）、信号接收模块（5）、信号处理分析模块（6）、信号输出模块（7）和电波特征测量模块（8），其特征在于：所述装置盒体（1）的上表面安装有电源开关（2）和频道选择按钮（3），所述供电设备模块（4）、信号接收模块（5）、信号处理分析模块（6）、信号输出模块（7）和电波特征测量模块（8）均安装在装置盒体（1）的内部，所述信号处理分析模块（6）的输出端与信号输出模块（7）的输入端电性连接，所述信号接收模块（5）包括抗干扰滤波器件（9）、VLF天线接收器件（10）、铷原子频标脉冲整形电路（11）、低噪声功率放大器（12）和A/D采集器（13），所述VLF天线接收器（10）的输出端与低噪声功率放大器（12）的输入端电性连接，所述低噪声功率放大器（12）的输出端与抗干扰滤波器件（9）的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件（9）的输出端与信号处理分析模块（6）的输入端电性连接，所述铷原子频标脉冲整形电路（11）的输出端与A/D采集器（13）的输入端电性连接，所述A/D采集器（13）的输出端与抗干扰滤波器件（9）的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件（9）的输出端与信号处理分析模块（6）的输入端电性连接，所述信号输出模...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛有田，段千，袁秋林，苏艳芳，刘岚，闫宁，董丽艳，朴金龙，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41