地质结构面产状测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地质结构面产状测定装置，包括设置有地磁场传感器芯片和方向传感器芯片的电子设备，所述方向传感器芯片内置有加速度计，还包括产状测量模块和气泡平衡模块，所述产状测量模块：利用加速度计和地磁场传感器芯片返回的数据计算得到电子设备的方位角和倾斜角，并进一步测量地质结构面的产状；所述气泡平衡模块：当方向传感器传回测量数据后，利用气泡平衡原理对电子设备与地质结构面进行平衡测定，并校验测量的地质结构面产状数据。本发明专利技术具有使用便捷、精度高、信息化程度高、降低了人为误差的特点，可以广泛应用于野外地质信息的测量。

【技术实现步骤摘要】
地质结构面产状测定装置
本专利技术涉及野外地质信息的测量，特别是涉及一种地质结构面产状测定装置。
技术介绍
野外地质勘察所涉及的信息种类繁杂，包括文字记录、素描图、照相和采样工作，数据量大，在传统的调查模式中，所有数据的采集主要依靠手工来完成，且所有的野外数据信息都以纸介质形式记录，这给数据管理和数据共享带来了很大的困难，在某种程度上制约了数据资源效益的充分发挥，在一定程度上制约了社会经济的发展。而罗盘在地质工作中具有十分重要的意义，被称为地质工作的三件宝之一，但是传统地质罗盘的使用非常繁琐、人为误差大，与现代微机无法并用，给广大地质工作者带来很大的麻烦，且十分耗时，但时至今日，国内外对此都没有引起足够的重视。随着自动数字化技术的发展，研制智能数字地质罗盘，结合现代微型移动信息硬件，自动采集地质产状信息，保存地质产状电子数据，对减轻地质工作者的负担，提高工作效率是具有非常重要意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种地质结构面产状测定装置，具有使用便捷、精度高、信息化程度高、降低了人为误差的特点。本专利技术提供的一种地质结构面产状测定装置，包括设置有地磁场传感器芯片和方向传感器芯片的电子设备，所述方向传感器芯片内置有加速度计，还包括产状测量模块和气泡平衡模块，所述产状测量模块：利用加速度计和地磁场传感器芯片返回的数据计算得到电子设备的方位角和倾斜角，并进一步测量地质结构面的产状；所述气泡平衡模块：当方向传感器传回测量数据后，利用气泡平衡原理对电子设备与地质结构面进行平衡测定，并校验测量的地质结构面产状数据。在上述技术方案中，地质结构面产状的测量依赖于电子设备自身的坐标系，以电子设备屏幕朝上的水平放置为基准，以电子设备长轴方向为Y轴，电子设备短轴方向为X轴，以垂直于X、Y轴建立的平面的方向为Z轴，其中，以电子设备顶部的朝向为Y轴正方向，以Y轴正方向右侧为X轴正方向，以电子设备屏幕上方为Z轴正方向；所述电子设备的方位角：电子设备Y轴正方向在水平面的投影与地磁场北极方向的角度，当电子设备绕着自身的Z轴旋转时，方位角角度值发生改变，范围是0到359度；所述电子设备的倾斜角：电子设备Y轴与水平面的夹角，当电子设备绕着自身的X轴旋转，倾斜角角度发生变化，范围是-180到180度，当Z轴正向在Y轴正方向范围内旋转时，倾斜角角度是正值；当Z轴正向在Y轴负方向范围内旋转时，倾斜角角度是负值；所述地质结构面的产状包括地质结构面的倾向与倾角，所述地质结构面的倾向是指Y轴负方向在水平面的投影与地磁场北极方向的夹角，所述地质结构面的倾角是指X、Y轴建立的平面与水平面之间的锐角夹角，其中，由倾斜角可以测量地质结构面的倾角，由方位角和倾斜角可以获得地质结构面的倾向，当倾斜角为正时，倾向等同于方向传感器的方位角，当倾斜角为负值时，倾向等同于方向传感器的方位角±180度。在上述技术方案中，所述产状测量模块还能得到电子设备的翻转角，所述电子设备的翻转角是指电子设备X轴与水平面的夹角，当电子设备绕着自身Y轴旋转时，翻转角角度值发生变化，取值范围是-90到90度，当Z轴正向在X轴正方向范围内旋转时，翻转角角度是负值；当Z轴正向在X轴正方向范围内旋转时，翻转角角度是正值。在上述技术方案中，还包括产状读取及保存模块，所述产状读取及保存模块：测定完地质结构面产状数据后，读取并保存至电子设备存储空间。本专利技术地质结构面产状测定装置，具有以下有益效果：(1)本专利技术能结合手机和平板电脑等智能移动设备，嵌入野外地质数据采集系统，完全能够替代传统机械地质罗盘，不仅减小了体积，实现了采集产状数据自动化，提高了信息化程度，由于内置于手机等人们日常使用的电子设备上，使用方式十分便捷；(2)在采集过程中，采用磁场传感器芯片和方向传感器芯片技术，降低了人为测量带来的数据误差，大大提高了采集精度。附图说明图1为本专利技术地质结构面产状测定装置的结构示意图；图2为本专利技术地质结构面产状测定装置中设有坐标的电子设备结构示意图；图3为本专利技术地质结构面产状测定装置的工作流程示意图；图4为本专利技术地质结构面产状测定装置工作中测定倾向及倾角时的电子设备结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。参见图1，一种地质结构面产状测定装置，包括设置有地磁场传感器芯片和方向传感器芯片的电子设备(包括手机或平板电脑等智能设备)，所述方向传感器芯片内置有加速度计，还包括产状测量模块、气泡平衡模块和产状读取及保存模块，所述产状测量模块：利用加速度计和地磁场传感器芯片返回的数据计算得到电子设备的方位角、倾斜角和翻转角，并进一步测量地质结构面的产状；所述气泡平衡模块：当方向传感器传回测量数据后，利用气泡平衡原理对电子设备与地质结构面进行平衡测定，并校验测量的地质结构面产状数据；所述产状读取及保存模块：测定完地质结构面产状数据后，读取并保存至电子设备存储空间。参见图2，地质结构面产状的测量依赖于电子设备自身的坐标系，以电子设备屏幕朝上的水平放置为基准，以电子设备长轴方向为Y轴，电子设备短轴方向为X轴，以垂直于X、Y轴建立的平面的方向为Z轴，其中，以电子设备顶部的朝向为Y轴正方向，以Y轴正方向右侧为X轴正方向，以电子设备屏幕上方为Z轴正方向。一个方向传感器得到的三维数据如下：1、所述电子设备的方位角：电子设备Y轴正方向在水平面的投影与地磁场北极方向的角度，当电子设备绕着自身的Z轴旋转时，方位角角度值发生改变，范围是0到359度。方位角角度值为0度时，表示电子设备顶部指向正北；方位角角度为90度时，代表电子设备顶部指向正东；方位角角度为180度时，代表电子设备顶部指向正南；方位角角度为270度时，代表电子设备顶指向正西。2、所述电子设备的倾斜角：电子设备Y轴与水平面的夹角，当电子设备绕着自身的X轴旋转，倾斜角角度发生变化，范围是-180到180度，当Z轴正向在Y轴正方向范围内旋转时，倾斜角角度是正值；当Z轴正向在Y轴负方向范围内旋转时，倾斜角角度是负值。假设将电子设备屏幕朝上水平放在桌子上，如果桌子是完全水平的，倾斜角角度应该是0度。假如从电子设备顶部抬起，直到将电子设备沿X轴旋转180度(屏幕向下水平放在桌面上)，这个过程中，倾斜角角度值会从0度变化到-180度。如果从电子设备底部开始抬起，直到将电子设备沿X轴旋转180度(屏幕向下水平放在桌面上)，倾斜角角度会从0度变化到180度。3、所述电子设备的翻转角：电子设备X轴与水平面的夹角，当电子设备绕着自身Y轴旋转时，翻转角角度值发生变化，取值范围是-90到90度，当Z轴正向在X轴正方向范围内旋转时，翻转角角度是负值；当Z轴正向在X轴正方向范围内旋转时，翻转角角度是正值。地质结构面产状参数的确定：所述地质结构面的产状包括地质结构面的倾向与倾角。所述地质结构面的倾向是指Y轴负方向在水平面的投影与地磁场北极方向的夹角，所述地质结构面的倾角是指X、Y轴建立的平面与水平面之间的锐角夹角，其中，由倾斜角可以测量地质结构面的倾角，由方位角和倾斜角可以获得地质结构面的倾向，当倾斜角为正时，倾向等同于方向传感器的方位角，当倾斜角为负值时，倾向等同于方向传感器的方位角±180度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质结构面产状测定装置，包括设置有地磁场传感器芯片和方向传感器芯片的电子设备，所述方向传感器芯片内置有加速度计，其特征在于：还包括产状测量模块和气泡平衡模块，所述产状测量模块：利用加速度计和地磁场传感器芯片返回的数据计算得到电子设备的方位角和倾斜角，并进一步测量地质结构面的产状；所述气泡平衡模块：当方向传感器传回测量数据后，利用气泡平衡原理对电子设备与地质结构面进行平衡测定，并校验测量的地质结构面产状数据。

【技术特征摘要】
1.一种地质结构面产状测定装置，包括设置有地磁场传感器芯片和方向传感器芯片的电子设备，所述方向传感器芯片内置有加速度计，其特征在于：还包括产状测量模块和气泡平衡模块，所述产状测量模块：利用加速度计和地磁场传感器芯片返回的数据计算得到电子设备的方位角和倾斜角，并进一步测量地质结构面的产状，地质结构面产状的测量依赖于电子设备自身的坐标系，以电子设备屏幕朝上的水平放置为基准，以电子设备长轴方向为Y轴，电子设备短轴方向为X轴，以垂直于X、Y轴建立的平面的方向为Z轴，其中，以电子设备顶部的朝向为Y轴正方向，以Y轴正方向右侧为X轴正方向，以电子设备屏幕上方为Z轴正方向；所述电子设备的方位角：电子设备Y轴正方向在水平面的投影与地磁场北极方向的角度，当电子设备绕着自身的Z轴旋转时，方位角角度值发生改变，范围是0到359度；所述电子设备的倾斜角：电子设备Y轴与水平面的夹角，当电子设备绕着自身的X轴旋转，倾斜角角度发生变化，范围是-180到180度，当Z轴正向在Y轴正方向范围内旋转时，倾斜角角度是正值；当Z轴正向在Y轴负方向范围内旋转时，倾斜角角度是负值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭麒麟，冯明权，苏小宁，雷世兵，冯建伟，刘丽，马丹璇，阳云华，罗仁辉，苏志远，曾光辉，刘彬，孟照蔚，刘宇，李林，肖尚权，徐俊，程心意，程方权，肖冬顺，
申请(专利权)人：长江岩土工程总公司武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42