CN202995037U - 一种车载式无线地下物障探测装置及施工机械 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车载式无线地下物障探测装置及施工机械，其中车载式无线地下物障探测装置包括探地雷达主机及数据传输系统。所述探地雷达主机与所述数据传输系统采取无线通讯方式，可以实时完成地下物障信息的采集，并通过数据处理装置处理后与预存于专家系统中的既定图像的特征参数进行匹配，一旦匹配成功，报警模块自动启动，以语音报警方式提示施工人员，同时，上位机显示模块实时显示地下物障埋设的位置、方位及距离信息。且将所述车载式无线地下物障探测装置应用于施工机械中，可以快速、高效、无损及实时的展示地下物障的图像信息，避免所述施工机械作业时因前期探测结构不符或探测缺失所造成的施工过程中损坏地下物障。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下物障探测装置，特别涉及一种车载式无线地下物障探测装置及施工机械。
背景技术
地下管线是城市的生命线，如供水、排水、煤气、热力等管道是地下物障的重要组成部分。如果地下管线的空间分布情况不能明确探知，则在非开挖顶进过程中很容易损坏其它的地下物障，造成停水断电停气或爆炸，给人们带来巨大的财产损失和社会影响。古代文物是祖先留给后人的宝贵文化遗产，一旦损坏将不可修复、不可再生，无法弥补。如果挖掘前不进行有效探测，则后果不堪设想。
据保守估计，埋藏于中国的物障和电缆长度足够从地球到月球5个来回。其中绝大部分管线从未被精确地绘制或记录下来，直接导致了在必要维修时或开挖时很难找到或避开。许多城市，特别是一些老城市里，这些地下设施运行了近百年。那些竣工图纸即使还在，相关的地表特征也早已消失了。因此有如此之多的电话线、光缆、天然气管道、电线、自来水、下水管道等，给工程施工带来不便，留给人们一个大难题：如何准确定位这些物障，避免施工人员施工时将其破坏，所以挖掘前进行的有效探测变得尤其重要。
传统的地下物障探测方法一：参考当时物障埋设时的施工图纸和周围的参照物进行，但由于年代久远，相关图纸丢失，周围参照物也早已消失。探测方法二：以电磁感应原理为基础的专用物障仪探测地下物障，该专用物障仪存在两个不足方面：一是在物障密集的地段对物障点的水平位置和埋深数据的确定可能出现较大的误差，导致探测数据不准确；二是在探测非金属物障时，应用电磁感应法感到十分棘手，且操作不便，故难以获得广泛应用。
现代常用探地雷达(简称GPR，Ground Penetrating Radar)方法，通过天线向地下发射高频电磁脉冲波，不同地下介质电性能参数差异，接收不同介质的反射回波，根据回波的振幅、时间、波形和频率等特征来分析推断地底介质的结构和物性。探地雷达其探测形式主要采用背负探地、手推车装载探地、汽车装载探地方式。一般在工程施工前先进行勘探，勘探到的信号再进行后期图像处理，这种探测方式下探测与施工分开，不能实时检测地下物障，缺乏同步性。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种安装于施工机械上的车载式无线地下物障探测装置，其探地雷达主机和天线采取无线传输数据的方式，能实时的完成地下物障的探测和施工。
本实用新型第一方面提供一种车载式无线地下物障探测装置，包括探地雷达主机及数据传输系统，其中，所述探地雷达主机包括主控制器、数据处理装置及执行机构；所述数据传输系统包括发射模块、接收模块及数据采集装置； 所述发射模块向地面介质发送探测信号；所述接收模块接收所述发射模块经所述地面介质后的反射信号；所述数据采集装置采集所述反射信号；
优选地，所述发射模块包括发射电路、发射机与发射天线。
优选地，所述接收模块包括接收天线、接收机与接收电路。
所述发射天线向所述地面介质发送高频电磁波，经所述地面介质反射后由所述接收天线传输至所述数据采集装置。
优选地，所述探地雷达主机与所述数据传输系统之间采用无线通讯方式。
优选地，所述车载式无线地下物障探测装置还包括滤波电路，所述滤波电路设于所述数据采集装置与所述接收电路之间。
优选地，所述数据处理装置包括无线传输模块、图像处理模块及专家系统。
优选地，所述专家系统包括数据存储模块，所述存储模块中预存有既定图像的特征参数及匹配规则，所述专家系统对所述反射信号与所述既定图像进行匹配。
优选地，所述执行机构包括报警模块与上位机显示模块。
本实用新型第二方面提供一种施工机械，其包括上述的车载式无线地下物障探测装置，且所述探地雷达主机安装于所述施工机械的驾驶室内，所述数据传输系统安装于所述施工机械的臂前端或铲斗上。
本实用新型提供的车载式无线地下物障探测装置采取探地雷达方式，其探地雷达主机与数据传输系统采取无线通讯方式，可以实时完成地下物障信息的采集，并通过所述数据处理装置处理后与预存于所述专家系统中的既定图像的 特征参数进行匹配，一旦匹配成功，所述报警模块自动启动，以语音报警方式提示施工人员，同时，所述上位机显示模块实时显示地下物障埋设的位置、方位及距离信息。且将所述车载式无线地下物障探测装置应用于所述施工机械中，可以快速、高效、无损及实时的展示地下物障的图像信息，避免所述施工机械作业时因前期探测结构不符或探测缺失所造成的施工过程中损坏地下物障。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种车载式无线地下物障探测装置的结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种包括如图1所示车载式无线地下物障探测装置的施工机械的结构示意图。
附图标号说明
1探地雷达主机
2驾驶室
3铲斗
4数据传输系统
100主控制器
101发射电路
102 发射机
103 发射天线
104 地面介质
105 物障
106 接收天线
107 接收机
108 接收电路
109 滤波电路
110 数据采集装置
111 无线传输模块
112 图像处理模块
113 专家系统
114 存储模块
115 执行机构
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案：
请参照图1和图2，为本实用新型提供的一种车载式无线地下物障探测装置，包括探地雷达主机1及数据传输系统4，其中，所述探地雷达主机1包括 主控制器100、数据处理装置(未图示)及执行机构115；所述数据传输系统包括发射模块、接收模块及数据采集装置110；所述发射模块向地面介质104发送探测信号；所述接收模块接收所述发射模块经所述地面介质104后的反射信号；所述数据采集装置110采集所述反射信号。
所述探地雷达主机1与所述数据传输系统之间采用无线通讯方式。
请参照图1，所述发射模块包括发射电路101、发射机102与发射天线103。
请参照图1，所述接收模块包括接收天线106、接收机107与接收电路108。
其中，所述发射天线103向所述地面介质104发送高频电磁波，经所述地面介质104反射后由所述接收天线106传输至所述数据采集装置110。
请参照图1，所述车载式无线地下物障探测装置还包括滤波电，109，所述滤波电路109设于所述数据采集装置110与所述接收电路108之间。
请参照图1，所述数据处理装置包括无线传输模块111、图像处理模块112及专家系统113。
请参照图1，所述专家系统113包括数据存储模块114，所述存储模块114中预存有既定图像的特征参数及匹配规则，所述专家系统113对所述反射信号与所述既定图像进行匹配。
所述执行机构115包括报警模块(未图示)与上位机显示模块(未图示)。
请参照图1和图2，本实施例中的所述车载式无线地下物障探测装置被广泛应用于施工机械中，且所述探地雷达主机1安装于所述施工机械的驾驶室2内，所述数据传输系统4安装于所述施工机械的臂前端或铲斗3上。
请参照图1和图2，探测过程中，首先由所述主控制器100中，由所述发射电路101、所述发射机102及所述发射天线103组成的所述发射模块向所述地面介质104下发射高频电磁波，若所述地面介质104下存在物障105，所述电磁波一遇到所述物障105(如管线、石头、文物等)便以不同的波形、频率、速度反射或折射。所述接收天线106、所述接收机107及所述接收电路108组成的所述接收模块接收经所述地面介质104后的反射信号，所述反射信号经过所述滤波电路109进行信号放大及滤波处理，再进入所述数据采集模块110，所述数据采集模块110通过所述无线传输模块111以无线方式传输给所述图像处理模块112，所述图像处理模块112对所述反射信号进行图像预处理及图像放大、去噪等处理。经过处理后的所述反射信号以图像发送给所述专家系统113。所述专家系统113中的所述存储模块114中预存有既定图像的特征参数及匹配规则，所述专家系统113对所述反射信号与所述既定图像进行匹配。一旦匹配成功，即说明探测到的所述物障105真实存在，立即触发所述执行机构115，进行语音警报，同时所述车载式无线地下物障探测装置判断所述物障105的埋设位置及深度，以数据及图像信息在显示屏(未图示)上显示。
本实用新型提供的车载式无线地下物障探测装置采取探地雷达方式，其探地雷达主机与数据传输系统采取无线通讯方式，可以实时完成地下物障信息的采集，并通过所述数据处理装置处理后与预存于所述专家系统中的既定图像的特征参数进行匹配，一旦匹配成功，所述报警模块自动启动，以语音报警方式提示施工人员，同时，所述上位机显示模块实时显示地下物障埋设的位置、方位及距离信息。且将所述车载式无线地下物障探测装置应用于所述施工机械中，可以快速、高效、无损及实时的展示地下物障的图像信息，避免所述施工机械 作业时因前期探测结构不符或探测缺失所造成的施工过程中损坏地下物障。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，包括探地雷达主机及数据传输系统，其中，
所述探地雷达主机包括主控制器、数据处理装置及执行机构；
所述数据传输系统包括发射模块、接收模块及数据采集装置；
所述发射模块向地面介质发送探测信号；
所述接收模块接收所述发射模块经所述地面介质后的反射信号；
所述数据采集装置采集所述反射信号。
2.根据权利要求1所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述发射模块包括发射电路、发射机与发射天线。
3.根据权利要求2所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述接收模块包括接收天线、接收机与接收电路。
4.根据权利要求3所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述探地雷达主机与所述数据传输系统采取无线通讯方式。
5.根据权利要求4所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路设于所述数据采集装置与所述接收电路之间。
6.根据权利要求5所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述数据处理装置包括无线传输模块与图像处理模块。
7.根据权利要求1所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述执行结构包括报警模块与上位机显示模块。
8.一种施工机械，包括如权利要求1至权利要求7任一项所述的车载式无线地下物障探测装置，其特征在于，所述探地雷达主机安装于所述施工机械的驾驶室内，所述数据传输系统安装于所述施工机械的臂前端或铲斗上。
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