[发明专利]一种甚低频法高速公路路基结构探测装置

说明书

本发明公开了一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体、供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块，所述装置盒体的上表面安装有电源开关和频道选择按钮，所述供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块均安装在装置盒体的内部，所述信号处理分析模块的输出端与信号输出模块的输入端电性连接，所述信号接收模块包括抗干扰滤波器件、VLF天线接收器件、铷原子频标脉冲整形电路、低噪声功率放大器和A/D采集器。本发明利用甚低频频段的电磁波信号进行探测工作，有效解决了目前在高速公路路基结构探测时需要多次取样造成误差较大的问题。

技术领域

本发明涉及高速公路路基结构探测装置技术领域，具体为一种甚低频法高速公路路基结构探测装置。

背景技术

随着我国经济的日益腾飞，高速公路的修建也在如火如荼地进行，高速公路路基是依据外界环境特点而修建的路面结构基础，不仅需要承载路面重量，而且承载着行车载荷，是整个高速公路构造的结构基础，路基又称线路下部结构，是填筑或开挖后而形成的直接支撑路面的结构，因此，路基垂直下部几十米的范围内必须没有空洞和断层存在，随着城市化进程的加快，地下工程施工引起地层失水，在地面硬壳层与底层之间也易形成地下空洞和断层，从而造成高速公路路面塌陷，地下空洞的存在对高速公路施工的危害巨大。因此，必须要在施工前探测清楚空洞和断层的位置，一般情况下一次场是接近于地面成切线方向入射的横向电磁波，局部电性有差异的地下空洞中存在的可能会有气体、水或者其他物质，这些物质电导率和磁导率与路基下土层、岩层的电导率，磁导率不同，在一磁场的作用下就会使电磁感应产生出二次场，即产生电磁感应现象，甚低频高速公路路基结构探测装置的天线可以接收到甚低频信号的电场分量和磁场分量，然后经过信号处理分析模块可以计算出电导率和磁导率，根据与预先存储的电导率和磁导率的情况相比较，就可推断出路基下方空洞的存在及其大致位置。

但是，现有的存在以下缺点：

现有的高速公路路基结构探测仪器是多次取样，需要耗费人们大量的时间和精力。另外，由于近些年高速公路路基结构探测的深度和难度的不断增加，对新型智能高速公路路基结构探测装置的需求迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，解决了现有的技术需要多次取样误差较大，费时费力的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种甚低频法高速公路路基结构探测装置，包括装置盒体、供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块，所述装置盒体的上表面安装有电源开关和频道选择按钮，所述供电设备模块、信号接收模块、信号处理分析模块、信号输出模块和电波特征测量模块均安装在装置盒体的内部，所述信号处理分析模块的输出端与信号输出模块的输入端电性连接，所述信号接收模块包括抗干扰滤波器件、VLF天线接收器件、铷原子频标脉冲整形电路、低噪声功率放大器和A/D采集器，所述VLF天线接收器的输出端与低噪声功率放大器的输入端电性连接，所述低噪声功率放大器的输出端与抗干扰滤波器件的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接，所述铷原子频标脉冲整形电路的输出端与A/D采集器的输入端电性连接，所述A/D采集器的输出端与抗干扰滤波器件的输入端电性连接，所述抗干扰滤波器件的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接，所述信号输出模块包括数据存储器和电子显示器，所述数据存储器与电子显示器电性连接，所述电子显示器的输入端与信号处理分析模块的输出端电性连接，所述电波特征测量模块的输出端与信号处理分析模块的输入端电性连接。

优选的，所述电波特征测量模块用于VLF信号对地下空洞的相对电导率、相对磁导率的测量。

优选的，所述信号处理分析模块用于对A/D采集器的数字信号和电波特征测量模块的测量数据进行计算处理，并将测量数据导入数据存储器，进行数据对比分析处理后导入电子显示器进行数据观察。