基于共振原理的物体探测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于共振原理的物体探测装置和方法，包括：信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；信号发射单元用于产生调制信号，将调制信号进行功率放大，得到放大的调制信号，将放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；信号接收单元用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收传感器阵列采集地面激励声波信号辐射到土壤中并且与土壤相互作用产生的地表振动信号，并将地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；信号处理单元用于根据放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。

【技术实现步骤摘要】
基于共振原理的物体探测装置和方法
本专利技术涉及物探
，尤其是涉及基于共振原理的物体探测装置和方法。
技术介绍
浅层埋地物体通常是指埋深在1米以内的物体，浅层物体探测具有广泛的应用需求和市场前景，例如，市政施工中对埋地管线，电缆等基础设施的探测，考古研究中对地下文物的探测，军事中对地雷的探测等。常规的检测方法有光学方法、基于电学、磁学和电磁感应原理的方法以及电磁波反射(探地雷达)的方法，但是上述方法容易受到物体材质和外界环境因素的影响，导致检测准确率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于共振原理的物体探测装置和方法，可以不受物体材质和土壤湿度等因素的影响，检测准确率高。第一方面，本专利技术实施提供了基于共振原理的物体探测装置，所述装置包括信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；所述信号发射单元，用于产生调制信号，将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号，将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将所述最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；所述信号接收单元，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号，并将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；所述信号处理单元，用于根据所述放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。进一步的，所述信号发射单元包括信号发生器、功率放大器、匹配网络和激励源，所述信号发生器、所述功率放大器、所述匹配网络和所述激励源依次连接；所述信号发生器，用于产生调制信号；所述功率放大器，用于将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号；所述匹配网络，用于将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号；所述激励源，用于将所述最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号。进一步的，所述信号接收单元包括测振计和前置放大器；所述测振计和所述前置放大器依次连接；所述测振计，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号；所述前置放大器，用于将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号。进一步的，所述信号处理单元包括信号采集与分析仪；所述信号采集与分析仪，用于根据所述放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。进一步的，所述信号采集与分析仪，还用于根据所述频率振动响应幅值曲线图判断是否存在多个峰值，如果存在所述多个峰值，则分别获取所述多个峰值对应的频率，根据所述多个峰值对应的频率确定所述埋地物体的位置。进一步的，所述激励源包括扬声器或激振器。进一步的，所述测振计包括地震检波器、加速度计或激光测振仪。进一步的，信号发生器的频率小于2000Hz。第二方面，本专利技术实施例提供了基于共振原理的物体探测方法，所述方法包括：产生调制信号，将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号；将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号；将所述最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列；接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号，并将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；根据所述放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图；根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。进一步的，所述根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置，包括：根据所述频率振动响应幅值曲线图判断是否存在多个峰值；如果存在所述多个峰值，则分别获取所述多个峰值对应的频率；根据所述多个峰值对应的频率确定所述埋地物体的位置。本专利技术实施例提供了基于共振原理的物体探测装置和方法，包括：信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；信号发射单元用于产生调制信号，将调制信号进行放大，得到放大的调制信号，将放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；信号接收单元用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收传感器阵列采集地面激励声波信号辐射到土壤中并且与土壤相互作用产生的地表振动信号，并将地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；信号处理单元用于根据放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的基于共振原理的物体探测装置示意图；图2为本专利技术实施例二提供的基于共振原理的物体探测原理示意图；图3为本专利技术实施例三提供的振动装置模型示意图；图4为本专利技术实施例三提供的频率振动响应幅值曲线示意图；图5为本专利技术实施例四提供的基于共振原理的物体探测方法流程图。图标：10-信号发射单元；20-信号接收单元；30-信号处理单元；11-信号发生器；12-功率放大器；13-匹配网络；14-激励源；21-测振计；22-前置放大器；31-信号采集与分析仪。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。为便于对本实施例进行理解，下面对本专利技术实施例进行详细介绍。实施例一：图1为本专利技术实施例一提供的基于共振原理的物体探测装置示意图。参照图1，该装置包括信号发射单元10、信号接收单元20和信号处理单元30；信号发射单元10，用于产生调制信号，将调制信号进行放大，得到放大的调制信号，将放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；信号接收单元20，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收传感器阵列采集地面激励声波信号辐射到土壤中并且与土壤相互作用产生的地表振动信号，并将地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；信号处理单元30，用于根据放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。在本实施例中，通过信号发射单元10产生地面激励声波信号，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于共振原理的物体探测装置，其特征在于，所述装置包括信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；所述信号发射单元，用于产生调制信号，将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号，将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将所述最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；所述信号接收单元，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号，并将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；所述信号处理单元，用于根据所述放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于共振原理的物体探测装置，其特征在于，所述装置包括信号发射单元、信号接收单元和信号处理单元；所述信号发射单元，用于产生调制信号，将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号，将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号，将所述最大功率输出电信号转化为地面激励声波信号；所述信号接收单元，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号，并将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号；所述信号处理单元，用于根据所述放大的地表振动信号生成频率振动响应幅值曲线图，根据所述频率振动响应幅值曲线图确定埋地物体的位置。2.根据权利要求1所述的基于共振原理的物体探测装置，其特征在于，所述信号发射单元包括信号发生器、功率放大器、匹配网络和激励源，所述信号发生器、所述功率放大器、所述匹配网络和所述激励源依次连接；所述信号发生器，用于产生调制信号；所述功率放大器，用于将所述调制信号进行放大，得到放大的调制信号；所述匹配网络，用于将所述放大的调制信号与负载进行阻抗匹配，得到最大功率输出电信号；所述激励源，用于将所述最大功率输出电信号转化为所述地面激励声波信号。3.根据权利要求1所述的基于共振原理的物体探测装置，其特征在于，所述信号接收单元包括测振计和前置放大器；所述测振计和所述前置放大器依次连接；所述测振计，用于根据地表条件对探测区域进行网络划分，并按照网络划分顺序设置传感器阵列，接收所述传感器阵列采集所述地面激励声波信号辐射到土壤中并且与所述土壤相互作用产生的地表振动信号；所述前置放大器，用于将所述地表振动信号进行放大，得到放大的地表振动信号。4.根据权利要求1所述的基于共振原理的物体探测装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高艳，崔希望，李新宏，
申请(专利权)人：常州常工电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32