用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，包括壳体、集成在所述壳体内部的数据采集装置、安装在所述壳体底部的收发天线装置和旋转折叠支架；所述数据采集装置包括电源、中央处理器、发射机、接收机和数据传输装置。通过在壳体内集成最基本的数据采集设备，实现地质环境监测目标区域内的电磁波信号采集，再通过所述数据传输装置传输至外部数据处理设备进行处理。本实用新型专利技术通过将数据采集设备和外部数据处理设备分离设置，最大程度简化了便携式探地雷达数据采集装置结构，减小了携带设备的体积和重量；所述旋转折叠支架可收纳在所述壳体底部，进一步精简了数据采集装置体积，便于野外作业时携带使用。

Portable Ground Penetrating Radar Data Acquisition Device for Mine Geological Environment Monitoring

【技术实现步骤摘要】
用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置
本技术涉及地质环境监测
，特别是涉及一种用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置。
技术介绍
对于地质构造勘测和地下结构的探测而言，科研工作者发展了很多行之有效的地球物理勘测方法，如地震波勘测、电导率勘测、辐射计、红外温度探测等。由于地质本身构造复杂，地下埋设物体的数量、位置和外形特征不可预见，所以只有综合运用上述多种地球物理勘测技术并结合实际情况灵活选择才能提供一种较为理想的结果，而探地雷达技术作为一种采用电磁波探测的新型雷达探测技术，能对不可见目标进行非接触无损伤探测。所谓探地雷达(GroundPenetratingRadar，GPR)，是利用超高频脉冲电磁波探测目标地下介质的一种地球物理勘探方法，目标地下介质具体包括：地下水、基岩面、管道等。一般是将1Mz～1GHz的高频电磁波通过发射天线进行定向发送，当介质存在着电性差异时，会反射一部分电磁波，并由地面接收天线所接收，雷达主机对所收到的反射信号(波形、强度、电性和几何形态)信息进行处理，即可探测得到地下介质或目标体的结构、构造以及目标体的埋藏深度等。探地雷达接收到的信息通过模数转换处理后送到计算机，经过滤波、增益恢复等一系列数据处理后形成雷达探测图像，即雷达探测剖面。探地雷达作为地质工程勘测的主要设备之一，在使用时通常都是安装在小推车上使用，主要由车架、车轮和推手三部分组成，体积庞大不易携带，在矿山地质环境监测野外作业时不方便使用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，具有体积小、重量轻、结构简单且方便携带的特点，尤其适合野外矿山地质环境监测使用。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：一种用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，所述便携式探地雷达数据采集装置包括：壳体、集成在所述壳体内部的数据采集装置、安装在所述壳体底部的收发天线装置和旋转折叠支架；所述数据采集装置包括电源、中央处理器、发射机、接收机和数据传输装置；所述收发天线装置包括发射天线和接收天线；所述电源分别与所述中央处理器、所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述中央处理器分别与所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述发射机连接所述发射天线；所述接收机连接所述接收天线；所述中央处理器控制所述发射机通过所述发射天线发送电磁波信号，所述电磁波信号覆盖包含地质环境监测目标在内的监测区域；所述接收天线和所述接收机接收所述地质环境监测目标反射返回来的回波信号并将所述回波信号发送至所述中央处理器；所述中央处理器对所述回波信号进行去噪、A/D转换、滤波放大处理以及打包处理后，生成打包数据并通过所述数据传输装置发送至外部处理器。可选的，所述壳体为圆柱形，采用高强度轻型钢材料制成。可选的，所述收发天线装置包括环形支架和设置在所述环形支架上的五组收发天线阵列；所述环形支架固定在所述壳体底部，保证所述五组收发天线阵列的天线探头朝向地面；所述环形支架的圆心与所述壳体底部的圆心重合。可选的，所述旋转折叠支架包括主旋转折叠支架和副旋转折叠支架；所述主旋转折叠支架与所述副旋转折叠支架结构相同；所述主旋转折叠支架包括第一连接杆、第一折叠支撑杆、第二折叠支撑杆、第一减震轮和第二减震轮；所述副旋转折叠支架包括第二连接杆、第三折叠支撑杆、第四折叠支撑杆、第三减震轮和第四减震轮；所述第一连接杆和所述第二连接杆平行设置在所述壳体底部，且所述第一连接杆和所述第二连接杆位于所述环形支架的内边缘包围区域内；所述第一折叠支撑杆的顶部和所述第二折叠支撑杆的顶部分别通过旋转轴承与所述第一连接杆连接；所述第一折叠支撑杆的底部连接所述第一减震轮。可选的，所述第一折叠支撑杆为两段式折叠杆结构，包括第一折叠段和第二折叠段；所述第一折叠段顶部通过第一旋转紧固件与所述第一连接杆连接；所述第一折叠段底部通过第二旋转紧固件与所述第二折叠段的顶部连接；所述第二折叠段的底部连接所述第一减震轮；通过所述第二旋转紧固件调节所述第一折叠段与所述第二折叠段的第一折叠夹角，所述第一折叠夹角范围为0°-180°；所述第二折叠支撑杆、所述第三折叠支撑杆、所述第四折叠支撑杆与所述第一折叠支撑杆结构相同。可选的，所述第一减震轮包括第一固定槽、安装在所述第一固定槽内的第一减震弹簧和第一万向轮；所述第一固定槽通过第三旋转紧固件固定在所述第二折叠段的底部；通过所述第三旋转紧固件调节所述第一固定槽与所述第二折叠段的第二折叠夹角，所述第二折叠夹角范围为0°-180°；所述第一万向轮顶部连接杆通过所述第一减震弹簧与所述第一固定槽连接；所述第二减震轮、所述第三减震轮、所述第四减震轮与所述第一减震轮结构相同。可选的，所述五组所述收发天线阵列在所述环形支架上等间隔排布，相邻两组所述收发天线阵列之间的夹角均为72°；每组所述收发天线阵列包括圆柱形屏蔽壳、设置在所述圆柱形屏蔽壳内部的十字型支架以及设置在所述十字型支架上的五个喇叭型天线；所述五个喇叭型天线分别为第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和第五天线；其中位于所述十字型支架中心位置的所述第一天线为发射天线；所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线和所述第五天线均为接收天线，所述第二天线、所述第三天线、所述第四天线和所述第五天线分别固定在所述十字型支架的末端，呈轴对称结构分布。可选的，所述数据采集装置还包括显示器；所述显示器分别与所述中央处理器和所述电源连接；所述显示器设置在所述壳体顶部。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供了一种用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，包括壳体、集成在所述壳体内部的数据采集装置、安装在所述壳体底部的收发天线装置和旋转折叠支架；所述数据采集装置包括电源、中央处理器、发射机、接收机和数据传输装置。通过在壳体内集成最基本的数据采集设备，实现地质环境监测目标区域内的电磁波信号采集，再通过所述数据传输装置传输至外部数据处理设备进行处理。本技术通过将数据采集设备和外部数据处理设备分离设置，最大程度简化了便携式探地雷达数据采集装置结构，减小了携带设备的体积和重量；所述旋转折叠支架可收纳在所述壳体底部，进一步精简了数据采集装置体积，便于矿山地质环境监测过程野外作业时携带使用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提供的用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置的结构示意图；图2为本技术提供的主旋转折叠支架的结构示意图；图3为本技术提供的壳体底部的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。本技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，其特征在于，所述便携式探地雷达数据采集装置包括：壳体、集成在所述壳体内部的数据采集装置、安装在所述壳体底部的收发天线装置和旋转折叠支架；所述数据采集装置包括电源、中央处理器、发射机、接收机和数据传输装置；所述收发天线装置包括发射天线和接收天线；所述电源分别与所述中央处理器、所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述中央处理器分别与所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述发射机连接所述发射天线；所述接收机连接所述接收天线；所述中央处理器控制所述发射机通过所述发射天线发送电磁波信号，所述电磁波信号覆盖包含地质环境监测目标在内的监测区域；所述接收天线和所述接收机接收所述地质环境监测目标反射返回来的回波信号并将所述回波信号发送至所述中央处理器；所述中央处理器对所述回波信号进行去噪、A/D转换、滤波放大处理以及打包处理后，生成打包数据并通过所述数据传输装置发送至外部数据处理设备。

【技术特征摘要】
1.用于矿山地质环境监测的便携式探地雷达数据采集装置，其特征在于，所述便携式探地雷达数据采集装置包括：壳体、集成在所述壳体内部的数据采集装置、安装在所述壳体底部的收发天线装置和旋转折叠支架；所述数据采集装置包括电源、中央处理器、发射机、接收机和数据传输装置；所述收发天线装置包括发射天线和接收天线；所述电源分别与所述中央处理器、所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述中央处理器分别与所述发射机、所述接收机和所述数据传输装置连接；所述发射机连接所述发射天线；所述接收机连接所述接收天线；所述中央处理器控制所述发射机通过所述发射天线发送电磁波信号，所述电磁波信号覆盖包含地质环境监测目标在内的监测区域；所述接收天线和所述接收机接收所述地质环境监测目标反射返回来的回波信号并将所述回波信号发送至所述中央处理器；所述中央处理器对所述回波信号进行去噪、A/D转换、滤波放大处理以及打包处理后，生成打包数据并通过所述数据传输装置发送至外部数据处理设备。2.根据权利要求1所述的便携式探地雷达数据采集装置，其特征在于，所述壳体为圆柱形，采用高强度轻型钢材料制成。3.根据权利要求1所述的便携式探地雷达数据采集装置，其特征在于，所述收发天线装置包括环形支架和设置在所述环形支架上的五组收发天线阵列；所述环形支架固定在所述壳体底部，保证所述五组收发天线阵列的天线探头朝向地面；所述环形支架的圆心与所述壳体底部的圆心重合。4.根据权利要求3所述的便携式探地雷达数据采集装置，其特征在于，所述旋转折叠支架包括主旋转折叠支架和副旋转折叠支架；所述主旋转折叠支架与所述副旋转折叠支架结构相同；所述主旋转折叠支架包括第一连接杆、第一折叠支撑杆、第二折叠支撑杆、第一减震轮和第二减震轮；所述副旋转折叠支架包括第二连接杆、第三折叠支撑杆、第四折叠支撑杆、第三减震轮和第四减震轮；所述第一连接杆和所述第二连接杆平行设置在所述壳体底部，且所述第一连接杆和所述第二连接杆位于所述环形支架的内边缘包围区域内；所述第一折叠支撑杆的顶部和所述第二折叠支撑杆的顶部分别通过旋转轴承与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洋，张进德，郗富瑞，陈文军，崔霖峰，赵艳霞，
申请(专利权)人：中国地质环境监测院，
类型：新型
国别省市：北京,11