[实用新型]一种浅层埋地非金属物体探测系统

说明书

本实用新型公开了一种浅层埋地非金属物体探测系统，所述系统包括：声波发射组件，声波接收组件和频谱分析仪；所述声波发射组件，用于发射两个不同频率的声源/振源信号；所述声波接收组件，用于接收信号，进行放大和滤波后发送至频谱分析仪；所述频谱分析仪，用于对采集的信号进行快速傅里叶变换，绘制信号的频谱图，在信号频谱图中检测除了两个声源/振源的频率以外是否存在和频或差频信号，如果存在，则埋地物体为非金属物，从而实现对埋地非金属物体的探测。本实用新型的系统通过材料的声学特性差异来识别非金属物体，具有操作简便、成本低廉、易于实施、不受天气和土壤湿度影响的优点。

技术领域

本实用新型涉及物探技术领域，特别涉及一种浅层埋地非金属物体探测系统。

背景技术

浅层埋地非金属物体是指埋在地下1米以内的非金属物体，由于其柔性相对于金属、岩石等刚性物体要大的多，所以也被称为柔性物体。随着科学技术的进步，许多非金属材料的物理和化学特性有了质的飞跃，并且由于这些非金属材料具有成本低、重量轻、无毒、耐腐蚀、易加工制造和维修等优势，使得它们在一些领域逐渐可以替代金属材料，比如市政施工中的非金属供水和供气管线、石油化工和制药行业的非金属压力容器、军事上非金属地雷和炸弹等。

传统的物探技术领域，由于被探测的目标物体主要是金属制品，所以研究人员开发了许多基于电学和磁学原理的探测方法，但是由于非金属材料不(弱)导电、不(弱)导磁的特性，导致这些传统方法在探测非金属物体时效果不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，针对浅层埋地非金属物体，提出了一种基于非线性共振效应的声学探测系统及方法。由于非金属物体的声学特性(特性阻抗)与土壤、金属物体、岩石区别较大，所以能够有效避免土壤中干扰物体的影响，使非金属物体探测的准确度更高。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种浅层埋地非金属物体探测系统，所述系统包括：声波发射组件，声波接收组件和频谱分析仪；

所述声波发射组件，用于发射两个不同频率的声源/振源信号；

所述声波接收组件，用于接收信号，进行放大和滤波后发送至频谱分析仪；

所述频谱分析仪，用于对采集的信号进行快速傅里叶变换，绘制信号的频谱图，在信号频谱图中检测除了两个声源/振源的频率以外是否存在和频或差频信号，如果存在，则埋地物体为非金属物，从而实现对埋地非金属物体的探测。

作为上述系统的一种改进，所述声波发射组件包括2个声源，每个声源发射的声波信号具有不同频率；所述声源包括：信号发生器、功率放大器和扬声器；

所述信号发生器产生探测需要的激励信号，所述激励信号为频率范围低于2000Hz的单频激励、随机激励或扫频激励；

所述功率放大器采用放大倍数可调的功率放大器，对信号发生器产生的激励信号进行功率放大；

所述扬声器将功率放大器输出的电信号转化为地面激励信号，并且将激振能量辐射到土壤中。

作为上述系统的一种改进，所述声波发射组件包括2个振源，每个振源发射的振动信号具有不同频率；所述振源包括：信号发生器、功率放大器和激振器；

所述信号发生器产生探测需要的激励信号，所述激励信号为频率范围低于2000Hz的单频激励、随机激励或扫频激励；

所述功率放大器采用放大倍数可调的功率放大器，对信号发生器产生的激励信号进行功率放大；

所述激振器将功率放大器输出的电信号转化为地面激励信号，并且将激振能量辐射到土壤中。

作为上述系统的一种改进，所述声波接收组件包括：传感器阵列、前置放大器、滤波器和信号采集卡；