室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于探地雷达技术领域，具体涉及了室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法，旨在解决特征体类别、尺寸形状单一、数量少、布置位置要求高，增加物理模型的制作时间，且不符合探地雷达实际探测所面临的地层复杂度的问题。本发明专利技术包括：通过所述行走机构（2）带动探地雷达（2.1）运动，扫描特征体（3.8），同时通过卧式高能加速器CT机构（1）扫描特征体（3.8），并验证所述探地雷达（2.1）的分辨率。本发明专利技术省去了在探地雷达测量之前对特征体的参数进行测量的步骤，减少了误差的存在，从而能够精准的得到探地雷达的分辨率。够精准的得到探地雷达的分辨率。够精准的得到探地雷达的分辨率。

【技术实现步骤摘要】
室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法


[0001]本专利技术属于探地雷达
，具体涉及了室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，探地雷达因其具有分辨率高、工作效率高、无损检测和快速成像等优点，已经逐渐发展成为一种主要的主动式地面探测技术，应用领域包括地质探测、星球探测、军工、生物和医学探测等领域。其原理是通过发射天线向地下发射脉冲信号，信号在探测目标传播过程中，如遇到不同阻抗的介质交界面，将产生反射和散射，接收天线接收传播后反射和散射回来的信号后，通过分析接收信号的幅值、异常信号的分布情况以及频率等特征来分析判断探测目标的形态和属性。其中探地雷达的探测分辨率决定了其探测精度，是一个十分重要的性能指标，为了验证探地雷达的探测分辨率是否满足要求，需要开展室内验证试验。
[0003]但是，现有技术验证探地雷达探测分辨率的方法主要是通过探地雷达探测在特定位置预埋已知大小、形状的不同类别特征体的物理模型，通过雷达反演结果与实际预埋特征体的位置、大小、类别和形状进行对比，验证雷达的分辨率。模型制作前需精确测量特征体类别、形状、大小以及实际布设位置，这就造成了特征体类别、尺寸形状单一、数量少、布置位置要求高，增加物理模型的制作时间，且不符合探地雷达实际探测所面临的地层复杂度。基于此，本专利技术了一种室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即特征体类别、尺寸形状单一、数量少、布置位置要求高，增加物理模型的制作时间，且不符合探地雷达实际探测所面临的地层复杂度的问题，本专利技术提供了一种室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置及方法。
[0005]本专利技术的一方面，提出了一种室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，包括：卧式高能加速器CT机构、探地雷达、行走机构、旋转式模型箱、综合控制台；所述卧式高能加速器CT机构用于扫描所述旋转式模型箱内固定的特征体；所述探地雷达安装在行走机构上，所述探地雷达用于扫描所述旋转式模型箱内固定的特征体；所述行走机构用于模拟复杂地层，所述行走机构与所述旋转式模型箱连接；所述旋转式模型箱通过旋转电机转动带动所述特征体转动，所述旋转式模型箱安装在所述行走机构的下方、所述卧式高能加速器CT机构之间；所述综合控制台，其安装在地面上，所述综合控制台用于控制所述卧式高能加速器CT机构和所述行走机构运动。
[0006]所述卧式高能加速器CT机构包括探测器底座、探测器支架、面阵探测器、面阵探测
器上下升降机构、面阵探测器水平移动机构、射线源底座、射线源支架、射线源、射线源上下升降机构、射线源支架水平移动机构；所述探测器底座的下端安装在地面上，所述探测器底座的上端与所述面阵探测器水平移动机构固定，所述面阵探测器水平移动机构与所述探测器支架固定，所述探测器支架上安装有所述面阵探测器上下升降机构，所述面阵探测器上下升降机构与所述面阵探测器固定，所述面阵探测器用于对所述特征体成像；所述射线源底座的下端安装在地面上，所述射线源底座的上端与所述射线源支架水平移动机构固定，所述射线源支架水平移动机构与所述射线源支架固定，所述射线源支架上安装有所述射线源上下升降机构，所述射线源上下升降机构与所述射线源固定，所述射线源用于发射射线扫描所述特征体。
[0007]在一些优选的实施方式中，所述行走机构包括移动小车、轨道支架、轨道；所述移动小车的下表面的前方固定有所述探地雷达，所述移动小车能够沿所述轨道移动，所述轨道与所述轨道支架固定，所述轨道支架与所述旋转式模型箱固定。
[0008]在一些优选的实施方式中，所述旋转式模型箱包括模型底座、模型箱体、物理模型、旋转支架、轴承、旋转传动皮带装置、旋转电机、特征体；所述模型底座的下端与地面固定，所述模型底座的上端与轨道支架和旋转电机固定，所述旋转电机的输出轴与所述旋转传动皮带装置的一个带轮驱动连接，所述旋转传动皮带装置的另一个带轮与所述模型箱体转动连接，所述模型箱体通过轴承安装在所述旋转支架上，所述旋转支架与所述模型底座固定；所述模型箱体内填充有所述物理模型，所述物理模型用于固定所述特征体，所述特征体用于被所述探地雷达和所述卧式高能加速器CT机构扫描。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述轨道为双排轨道，多个所述轨道支架沿所述轨道的两端均匀分布。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述模型箱体设置在所述面阵探测器和所述射线源之间。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述综合控制台用于控制所述探地雷达的发射天线发射脉冲信号、控制所述探地雷达的接收天线接收脉冲信号、控制所述旋转电机的启动或停止，使所述模型箱体带动所述物理模型、所述特征体转动或停止。
[0012]在一些优选的实施方式中，多个所述特征体的类别、形状、尺寸均不相同，且位置随机布置。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述轨道根据实验所需不同地形更换形状。
[0014]本专利技术的另一方面，提出了一种室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的方法，基于室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，所述方法包括：步骤S10、制作所述特征体；步骤S20、初始化所述探地雷达的参数；步骤S30、通过所述综合控制台控制所述旋转式模型箱中的模型箱体转动，使所述模型箱体内的特征体转动；步骤S40、通过所述综合控制台控制所述行走机构中的移动小车沿所述行走机构
中的轨道运动，所述移动小车带动所述探地雷达沿所述轨道运动，并对所述特征体扫描；步骤S50、对所述探地雷达扫描到的数据可视化处理，并输出为第一图像；步骤S60、通过所述综合控制台将所述卧式高能加速器CT机构中的面阵探测器和射线源对准所述模型箱体，并对所述特征体扫描成像；步骤S70、对所述卧式高能加速器CT机构扫描得到的数据可视化处理，并输出为第二图像；步骤S80、以所述第二图像的分辨率为标准，对比所述第一图像的分辨率，并输出所述探地雷达的分辨率。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术在探地雷达测量特征体的同时，通过设置了卧式高能加速器CT机构，也对特征体的参数进行测量，从而来验证探地雷达的准确性，进而得到了探地雷达的分辨率，本专利技术通过上述内容省去了在探地雷达测量之前对特征体的参数进行测量的步骤，减少了误差的存在，同时也能够使用一些形状较为复杂的、满足实际地形需要的特征体，从而能够精准的得到探地雷达的分辨率。
附图说明
[0016]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置的轴测图；图2是室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置中卧式高能加速器CT机构的轴测图；图3是室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置中行走机构的轴测图；图4是室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置中行走机构的仰视图；图5是室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置中旋转式模型箱的主视图；图6是图5的剖视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，其特征在于，该装置包括：卧式高能加速器CT机构（1）、探地雷达（2.1）、行走机构（2）、旋转式模型箱（3）、综合控制台（4）；所述卧式高能加速器CT机构（1）用于扫描所述旋转式模型箱（3）内固定的特征体（3.8）；所述探地雷达（2.1）安装在所述行走机构（2）上，所述探地雷达（2.1）用于扫描所述旋转式模型箱（3）内固定的所述特征体（3.8）；所述行走机构（2）用于模拟复杂地层，所述行走机构（2）与所述旋转式模型箱（3）连接；所述旋转式模型箱（3）通过旋转电机（3.7）转动带动所述特征体（3.8）转动，所述旋转式模型箱（3）安装在所述行走机构（2）的下方、所述卧式高能加速器CT机构（1）之间；所述综合控制台（4）安装在地面上，所述综合控制台（4）用于控制所述卧式高能加速器CT机构（1）和所述行走机构（2）运动。2.根据权利要求1所述的室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，其特征在于：所述卧式高能加速器CT机构（1）包括探测器底座（1.1）、探测器支架（1.2）、面阵探测器（1.3）、面阵探测器上下升降机构（1.4）、面阵探测器水平移动机构（1.5）、射线源底座（1.6）、射线源支架（1.7）、射线源（1.8）、射线源上下升降机构（1.9）、射线源支架水平移动机构（1.10）；所述探测器底座（1.1）的下端安装在地面上，所述探测器底座（1.1）的上端与所述面阵探测器水平移动机构（1.5）固定，所述面阵探测器水平移动机构（1.5）与所述探测器支架（1.2）固定，所述探测器支架（1.2）上安装有所述面阵探测器上下升降机构（1.4），所述面阵探测器上下升降机构（1.4）与所述面阵探测器（1.3）固定，所述面阵探测器（1.3）用于对所述特征体（3.8）成像；所述射线源底座（1.6）的下端安装在地面上，所述射线源底座（1.6）的上端与所述射线源支架水平移动机构（1.10）固定，所述射线源支架水平移动机构（1.10）与所述射线源支架（1.7）固定，所述射线源支架（1.7）上安装有所述射线源上下升降机构（1.9），所述射线源上下升降机构（1.9）与所述射线源（1.8）固定，所述射线源（1.8）用于发射射线扫描所述特征体（3.8）。3.根据权利要求2所述的室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，其特征在于：所述行走机构（2）包括移动小车（2.2）、轨道支架（2.3）、轨道（2.4）；所述移动小车（2.2）的下表面的前方固定有所述探地雷达（2.1），所述移动小车（2.2）能够沿所述轨道（2.4）移动，所述轨道（2.4）与所述轨道支架（2.3）固定，所述轨道支架（2.3）与所述旋转式模型箱（3）固定。4.根据权利要求3所述的室内验证探地雷达对复杂地层探测分辨率的装置，其特征在于：所述旋转式模型箱（3）包括模型底座（3.1）、模型箱体（3.2）、物理模型（3.3）、旋转支架（3.4）、轴承（3.5）、旋转传动皮带装置（3.6）、旋转电机（3.7）、特征体（3.8）；所述模型底座（3.1）的下端与地面固定，所述模型底座（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛天桥，李守定，李晓，张路青，陈新硕，郑博，李关访，武艳芳，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：