[实用新型]一种地下空间三维信息的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种地下空间三维信息的测量装置，其包括传感器系统、动力系统、外壳保护系统和传导系统；外壳保护系统包括密封的上部金属外壳和下部金属外壳两个组成部分；动力系统包括马达、信号发射器、磁力计、陀螺仪和电路板；传感器系统包括超声波传感器、温度传感器和视频传感器；传导系统包括金属插针、齿轮和上部连接起吊电缆的上端帽；金属插针设置在金属外壳的顶端。它可以实现高温高压状态下地下洞室三维形状的监测，所得的腔体形状信息对地下结构稳定性评价具有重要意义。采用本测量装置，其方法操作简便，能在高温高压状态下有效地探测地下溶洞的三维空间信息。

技术领域

本实用新型属于地下空间探测技术领域，尤其是涉及一种地下溶洞腔室尺寸、形状和空间位置的测量装置，主要适用于地下采空区三维信息探测。

背景技术

地下深部盐穴洞室可以作为石油天然气的储备场所，它是通过水溶开采的方式进行造腔的，因而地下腔体的形态是很难控制的。为了获得理想的地下溶腔形状，需要在造腔过程中多次探明腔体的三维信息，以便采取下一步控制措施，优化腔体形状。腔体建成之后，需要获得腔体的三维空间信息，从而对其进行稳定性分析与评价。由于这类地下空间人员无法进入，现有技术手段是通过地面雷达探测地下空间形状，这种方式耗能高、误差大，无法满足工程现场需求，因此，开发一种能够深入地下进行腔体三维信息探测的设备具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有检测手段的不足，提供一种地下溶腔尺寸、形状、空间位置的探测装置，其结构简单，测试简便，能在高温高压状态下有效地探测地下溶洞的三维空间信息。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种地下空间三维信息的测量装置，其关键技术在于：其包括传感器系统、动力系统、外壳保护系统和传导系统；

所述外壳保护系统包括密封的上部金属外壳和下部金属外壳两个组成部分，上、下两部分外壳中间通过传力轴承连接，所述传力轴承的内部设置导线通道；所述下部金属外壳的下部中间位置开口布设用于平衡所述测量装置内外的压力差的补偿器；所述上部金属外壳的上部从下至上依次设有马达、信号发射器、磁力计、陀螺仪和电路板；下部金属外壳的下部设置触地防护端头；

所述动力系统具体包括连接传力轴承的马达、用来发射超声波传感器信号的信号发射器、用来实现整个装置的寻北功能的磁力计、用来控制下部外壳转动的陀螺仪和用于控制所述测量装置的工作状态的电路板；

所述传感器系统包括设置于下部金属外壳内的用于发射和接收超声波信号的超声波传感器、用于监测装置所处环境的温度传感器和视频传感器；

所述传导系统包括用于实现本测量装置内部与外部连接的金属插针、用于实现金属插针、电路板以及所述传感器连接的导线、齿轮和上部连接起吊电缆的上端帽；所述金属插针设置在金属外壳的顶端；所述齿轮设置在马达的出力端，同时连接传力轴承，马达工作后带动齿轮和传力轴承转动，实现下部外壳的360度转动；所述上端帽下部连接金属外壳的上端。

优选的，所述补偿器由橡胶制成，所述补偿器的外部设置金属密封环和销钉；在设备工作时，所述下部外壳的下部充满润滑油，当内部润滑油压力大于外部液体压力时，补偿器呈现外“凸”特征，当内部润滑油压力小于外部液体压力时，补偿器呈现内“凹”特征。

优选的，在所述传力轴承位置设置密封圈。

优选的，所述超声波传感器、温度传感器和视频传感器的安装处均设置密封圈。

优选的，所述超声波传感器设置两个，分别为位于下部金属外壳的底端的用于探测溶腔的高度信息的超声波传感器和位于下部外壳的侧面的用于探测溶腔的半径信息的超声波传感器；所述温度传感器设置在下部外壳的底端；所述视频传感器设置两个，分别为位于下部外壳底端的用于探测溶腔的底面特征的视频传感器和位于下部外壳的侧面的用于探测设备所处环境的侧面信息的视频传感器。