[实用新型]一种地下河管道三维轨迹探测器

说明书

本实用新型公开了一种地下河管道三维轨迹探测器。该探测器包括壳体，以及置于壳体内的电路板和为本探测器各部件供电的电源，其中：所述电路板上安装有元器件，所述的元器件包括中心处理器，以及与中心处理器连接的三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴地磁传感器和存储器。本实用新型所述探测器通过设置三轴加速度传感器、三轴角速度传感器和三轴地磁传感器，多传感器同步记录，可高精度且快速的获取地下河管道三维轨迹信息；探测器结构简单，对地下河无污染，为地下河管道轨迹探测提供了一种既便携且精度高的探测设备。

技术领域

本实用新型涉及轨迹探测器，具体涉及一种地下河管道三维轨迹探测器。

背景技术

我国西南地区岩溶分布最为广泛，主要分布在云南、贵州、广西、重庆、四川、湖南、湖北等八省(市、区)，可溶岩地层出露齐全，自上元古界至中生界三叠系皆有分布。在间歇性抬升的区域构造背景和亚热带季风气候条件下，形成了极为发育的地下三维空间网络，具有极高的非均质性和各向异性特征。一方面，地下河蕴藏着丰富的地下水资源，可以生产、生活提供优质水源；另一方面，由于地下河管道和洞穴的发育，自然条件和人为活动影响诱发的塌陷、渗漏、隧道突水等灾害给岩溶区基础建设、水库、隧道等工程带来了难以估量的生命和财产损失。因此，精确获取岩溶地下河的三维径迹，对有效降低岩溶水文地质工程地质勘查的成本具有重要的潜在价值；对岩溶地区的水资源开发、防灾减灾具有重要的意义。

目前，天然电场选频法主要应用于隧道桥梁施工过程中寻找地下河或者帮助岩溶地区的居民寻找水源。广泛使用电阻率法来探测地下河管道，依据地下河管道与周围完整的岩石存在导电性差异来间接探测地下河管道的存在，但该方法不是直接探测，存在多解性。另外，一些简单、轻便的电磁仪器，例如天然电场选频仪，利用大地电磁场作为工作场源，通过测量大地电磁场在地表产生的电场变化特征来了解地下电场差异、探测地质构造、确定地下水径流带，这些仪器因其轻便、操作简单的特点而得到广泛应用也，但同样存在多解性，且精度较差。因此，寻求一种高精度、快捷获取地下河完整的三维径迹信息的探测器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提供一种精度高且能够快捷获取地下河完整三维径迹信息的地下河管道三维轨迹探测器。

本实用新型所述的地下河管道三维轨迹探测器，包括壳体，以及置于壳体内的电路板和为本探测器各部件供电的电源，在电路板上安装有元器件，所述的元器件包括中心处理器，以及与中心处理器连接的三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴地磁传感器和存储器。

本实用新型所述技术方案中，所述的三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三轴地磁传感器与中心处理器之间通过串口进行通信，其中三轴加速度传感器和三轴角速度传感器用于获得探测器的三轴加速度和三轴角速度，从而解算探测器的姿态；三轴地磁传感器用于获得探测器所在位置的地磁场。所述存储器通过SPI总线与中心处理器连接，其中存储器及其容量大小的选择可根据需要进行确定，优选的，存储器可以选用TF卡，更优选选用容量为16G的TF卡，可以存储探测器连续工作48小时的测量数据。

本实用新型所述技术方案中，在电路板上安装的元器件优选还包括蜂鸣器，该蜂鸣器通过三极管放大电路与中心处理器的I/O端口连接。通过设置蜂鸣器，在探测器开机后，当蜂鸣器以一定频率鸣叫时，表示探测器进入热机时间(探测器的热机时间可根据需要进行设置为，而蜂鸣器在表示探测器热机时鸣叫频率及具体时间均可根据需要进行选定和设置)，当蜂鸣器长时间鸣叫时(时长可根据需要进行选定和设置)，表示探测器热机完成，在蜂鸣器停止鸣叫后即可投放探测器。

上述技术方案中，在电路板上安装的元器件优选还包括LED指示灯，所述的LED指示灯通过限流电阻与中心处理器的I/O端口连接。优选LED指示灯由两只发光二极管组成，其中一只发光二极管作为电源指示灯，当探测器开机后即电发光，但不闪烁，指示电源接通；另一只发光二极管作为探测器开始采集的指示灯，当探测器热机完成时，指示灯以一定频率闪烁(具体频率可根据需要进行选定和设置)，指示探测器在采集数据状态。