本发明专利技术涉及一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置及其三维探测方法，该装置包括：微型电机、转轴、外壳屏蔽罩、外壳透射罩、四通道旋转接头、旋转角度传感器、接收换能器、发射换能器、内壳屏蔽罩、内壳透射窗和电子指南针；该微型电机的输出轴与该转轴连接，转轴、四通道旋转接头、旋转角度传感器、内壳屏蔽罩与电子指南针依次同轴连接，接收换能器和发射换能器设置在该内壳屏蔽罩内部；内壳透射窗设置在内壳屏蔽罩的侧壁上。外壳屏蔽罩设置在微型电机、转轴、四通道旋转接头和旋转角度传感器的外部，外壳透射罩设置在内壳屏蔽罩和电子指南针的外部。能够实现精细化的雷达信号发射与接收，解决传统二维雷达天线电磁波不定向探测的技术弊端。技术弊端。技术弊端。
【技术实现步骤摘要】
一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置及其三维探测方法
[0001]本专利技术涉及地下工程物理探测
，具体涉及一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置及其三维探测方法。
技术介绍
[0002]城镇化水平的不断提高使得大量土地资源被占用。为提高土地资源利用率，地下空间开发利用项目逐渐增多。地下工程属于隐蔽工程，施工建造前通常需进行地质调查或病害探测，以保证新建上部结构的使用安全。钻孔雷达探测是一种较为有效、便捷的普查性物理探测技术，首先在目标场地预先钻孔和下放雷达天线，然后通过天线收发雷达信号并探测和分析钻孔周围地质情况，一般可用于探测钻孔周围溶土洞、岩土异常体、地层断裂带、地下管线结构等异常体。
[0003]目前，钻孔雷达使用的是一种径向发射和接收的天线，只能粗略探明异常体在钻孔周围的大概区域，无法对探测异常体的具体方位进行精确定位，以致难以采取针对性工程后处理措施。例如，在某钻孔深度位置探测到溶洞构造，然而溶洞具体在钻孔的左方、右方、前方或后方位置均不能确定，所以探测出溶洞也无法及时处理。
[0004]因此，本领域技术人员亟需研发一种新的中继器连接方式设置方法来解决上述的技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置及其三维探测方法。
[0006]根据本专利技术公开实施例的第一方面，提供一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置，所述装置包括：
[0007]微型电机1、转轴2、外壳屏蔽罩3、外壳透射罩4、四通道旋转接头5、旋转角度传感器6、接收换能器7、发射换能器8、内壳屏蔽罩9、内壳透射窗10和电子指南针11；
[0008]所述微型电机1的输出轴与所述转轴2连接，所述转轴2、四通道旋转接头5、旋转角度传感器6、内壳屏蔽罩9与所述电子指南针11依次同轴连接，所述接收换能器7和发射换能器8设置在所述内壳屏蔽罩9内部，以使所述转轴2、四通道旋转接头5、旋转角度传感器6、接收换能器7、发射换能器8、内壳屏蔽罩9与所述电子指南针11跟随所述微型电机1的输出轴同步转动；
[0009]所述内壳透射窗10设置在所述内壳屏蔽罩9的侧壁上；
[0010]所述外壳屏蔽罩3设置在所述微型电机1、转轴2、四通道旋转接头5和旋转角度传感器6的外部，所述外壳透射罩4设置在所述内壳屏蔽罩9和电子指南针11的外部，所述外壳屏蔽罩3和外壳透射罩4共同构成所述天线装置的外壳。
[0011]可选的，所述内壳透射窗10包括第一内壳透射窗和第二内壳透射窗；
[0012]所述接收换能器7位于所述发射换能器8的上方，所述第一内壳透射窗位于所述第
二内壳透射窗的上方；
[0013]所述第一内壳透射窗与所述接收换能器7相对应，用于限制所述接收换能器7接收电磁波信号的方向；
[0014]所述第二内壳透射窗与所述发射换能器8相对应，用于限制所述发射换能器8发射电磁波信号的方向。
[0015]可选的，所述天线装置还包括：牵引线12和电动滑轮机构13；
[0016]所述微型电机1通过所述牵引线12与所述滑轮机构13连接，以保证所述微型电机1的通电运行以及所述天线装置与所述滑轮机构13之间的传输数据。
[0017]可选的，所述电动滑轮机构13内部设置有上下升降设备，所述上下升降设备用于控制所述天线装置在钻孔内上下移动。
[0018]可选的，所述天线装置还包括：数据线14和雷达主机15；
[0019]所述滑轮机构13通过所述数据线14与雷达主机15连接，用于把从所述天线装置获取的数据传输至位于地面处的雷达主机15。
[0020]可选的，所述天线装置还包括：橡胶防护垫16；
[0021]所述橡胶防护垫16的数量包括两个，分别设置在所述天线装置的上端和下端，用于保护所述天线装置上下移动进行探测作业时免受外部碰撞振动的干扰。
[0022]可选的，所述外壳屏蔽罩3和内壳屏蔽罩9由电磁波屏蔽材料制备而成。
[0023]可选的，所述外壳透射罩4和内壳透射窗10由透电磁波材料制备而成。
[0024]可选的，所述内壳透射窗10的开口方向与所述电子指南针11的方向平行，以通过所述电子指南针11显示的角度确定所述内壳透射窗10在钻孔内的具体水平方位。
[0025]根据本专利技术公开实施例的第二方面，提供一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置的三维探测方法，应用于本专利技术公开实施例第一方面所述的天线装置，所述方法包括：
[0026]通过钻探设备在目标场地的目标位置处进行钻孔和洗孔，保证钻孔内无影响所述天线装置上下升降的泥浆或塌孔现象；
[0027]若所述钻孔内存在塌孔现象，通过下放PVC套管的方式保护所述钻孔孔壁的稳定性，其中，所述PVC套管的内径大于所述天线装置的外径；
[0028]通过牵引线和数据线将所述天线装置、电动滑轮机构和雷达主机连接起来；
[0029]在所述钻孔上面搭接所述电动滑轮机构，令所述天线装置借助所述电动滑轮机构沿着所述钻孔下沉至孔底；
[0030]根据所述天线装置的下放深度与钻孔深度之间的差异，判断所述天线装置是否沉入预设的孔底标高；
[0031]打开雷达主机的操作软件，根据探测精度要求输入微型电机的转速参数和电动滑轮机构的升降速度参数并启动开始按钮进行钻孔雷达探测作业；
[0032]将接收的反射电磁波信号传输至雷达主机处，同时通过雷达主机的屏幕显示出钻孔周围的电磁波信号模型；
[0033]借助雷达主机内置的电磁波信号处理与分析软件，对钻孔周围的三维电磁波探测信号进行后处理，消除干扰信号后获得影像图；
[0034]分析反射电磁波信号的强弱、波幅和走时，判定异常体的三维空间分布及其外形构造。
[0035]综上所述，本专利技术涉及一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置及其三维探测方法，该装置包括：微型电机、转轴、外壳屏蔽罩、外壳透射罩、四通道旋转接头、旋转角度传感器、接收换能器、发射换能器、内壳屏蔽罩、内壳透射窗和电子指南针；该微型电机的输出轴与该转轴连接，转轴、四通道旋转接头、旋转角度传感器、内壳屏蔽罩与电子指南针依次同轴连接，接收换能器和发射换能器设置在该内壳屏蔽罩内部；内壳透射窗设置在内壳屏蔽罩的侧壁上。外壳屏蔽罩设置在微型电机、转轴、四通道旋转接头和旋转角度传感器的外部，外壳透射罩设置在内壳屏蔽罩和电子指南针的外部。能够实现精细化的雷达信号发射与接收，解决传统二维雷达天线电磁波不定向探测的技术弊端。
附图说明
[0036]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图；
[0037]图1是根据一示例性实施例示出的一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置的结构示意图；
[0038]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于钻孔雷达定向探测的天线装置，其特征在于，所述装置包括：微型电机(1)、转轴(2)、外壳屏蔽罩(3)、外壳透射罩(4)、四通道旋转接头(5)、旋转角度传感器(6)、接收换能器(7)、发射换能器(8)、内壳屏蔽罩(9)、内壳透射窗(10)和电子指南针(11)；所述微型电机(1)的输出轴与所述转轴(2)连接，所述转轴(2)、四通道旋转接头(5)、旋转角度传感器(6)、内壳屏蔽罩(9)与所述电子指南针(11)依次同轴连接，所述接收换能器(7)和发射换能器(8)设置在所述内壳屏蔽罩(9)内部，以使所述转轴(2)、四通道旋转接头(5)、旋转角度传感器(6)、接收换能器(7)、发射换能器(8)、内壳屏蔽罩(9)与所述电子指南针(11)跟随所述微型电机(1)的输出轴同步转动；所述内壳透射窗(10)设置在所述内壳屏蔽罩(9)的侧壁上；所述外壳屏蔽罩(3)设置在所述微型电机(1)、转轴(2)、四通道旋转接头(5)和旋转角度传感器(6)的外部，所述外壳透射罩(4)设置在所述内壳屏蔽罩(9)和电子指南针(11)的外部，所述外壳屏蔽罩(3)和外壳透射罩(4)共同构成所述天线装置的外壳。2.根据权利要求1所述的用于钻孔雷达定向探测的天线装置，其特征在于，所述内壳透射窗(10)包括第一内壳透射窗和第二内壳透射窗；所述接收换能器(7)位于所述发射换能器(8)的上方，所述第一内壳透射窗位于所述第二内壳透射窗的上方；所述第一内壳透射窗与所述接收换能器(7)相对应，用于限制所述接收换能器(7)接收电磁波信号的方向；所述第二内壳透射窗与所述发射换能器(8)相对应，用于限制所述发射换能器(8)发射电磁波信号的方向。3.根据权利要求1所述的用于钻孔雷达定向探测的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：牵引线(12)和电动滑轮机构(13)；所述微型电机(1)通过所述牵引线(12)与所述滑轮机构(13)连接，以保证所述微型电机(1)的通电运行以及所述天线装置与所述滑轮机构(13)之间的传输数据。4.根据权利要求3所述的用于钻孔雷达定向探测的天线装置，其特征在于，所述电动滑轮机构(13)内部设置有上下升降设备，所述上下升降设备用于控制所述天线装置在钻孔内上下移动。5.根据权利要求1所述的用于钻孔雷达定向探测的天线装置，其特征在于，所述天线装置还包括：数据线(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春林，徐明江，杨学顺，胡贺松，唐孟雄，
申请(专利权)人：广州建筑股份有限公司广州建设工程质量安全检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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