[发明专利]一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法

权利要求书

1.一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置，其特征在于，所述装置包括平板电脑、系统电源、DC/DC电源模块、数据采集模块、数据处理模块、自适应声波信号产生模块、声波发生传感器阵列、声波接收传感器阵列、自适应行走机构、地下PE管自动绘制模块、液压机构、弹性机构、D类功率放大器；

所述自适应行走机构内部安装自适应声波信号产生模块，所述自适应声波信号产生模块内部具有D类功率放大器，声波发生传感器阵列、声波接收传感器阵列均安装在所述自适应声波信号产生模块的底部，自适应声波信号产生模块与自适应行走机构内壁之间还安装有液压机构以及弹性机构；

自适应声波信号产生模块的上部还安装有，系统电源，DC/DC电源模块、数据采集模块，系统电源与DC/DC电源模块相连，实现分别供电给数据采集模块、自适应声波信号产生模块、声波发生传感器阵列以及声波接收传感器阵列；

自适应声波信号产生模块信号需经D类功率放大器放大处理，再传送至自适应声波信号产生模块底部的声波发生传感器阵列，声波接收传感器阵列用于接收回传的声波信号，声波接收传感器阵列接收的声波信号通过数据采集模块采集后送入平板电脑，再传入数据处理模块，经处理后的数据通过地下PE管自动绘制模块绘制后上传至平板电脑，经平板电脑显示出来；

自适应声波信号产生模块的底部的声波发生传感器阵列与声波接收传感器阵列均为8×4组，它们交叉排列组成8×8的阵列悬浮探测装置，声波发生传感器阵列与声波接收传感器阵列的大小、形状均相同；

弹性机构由弹簧构成，上下左右4个面各一根，弹簧一端连接到自适应行走机构的内壳，另一端连接到自适应声波信号产生模块，从而使声波发生传感器阵列和声波接收传感器阵列悬浮；

当探测装置开始工作时，平板电脑驱动液压机构开始工作，液压机构向下施加力，使悬浮状态声波发生传感器阵列和声波接收传感器阵列紧贴地面；

测量完成后，平板电脑控制液压机构取消施加的压力回归原位，弹性机构使声波发生传感器阵列和声波接收传感器阵列回复到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置，其特征在于，自适应行走机构有4个轮子,每个轮子都均有转向和自动锁定功能。

3.根据权利要求1所述的一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置，其特征在于，自适应声波信号产生模块7产生的频率根据土壤物性参数、埋地PE管深度信息在范围500Hz-1500Hz进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置，其特征在于，地下PE管自动绘制模块的显示由LabVIEW开发WinCE应用程序界面组成，平板电脑调用数据处理模块处理数据的处理方法包括以下步骤：

步骤1.测量开始前对测量路径进行设置；

步骤2.在应用程序界面调出对应的坐标系，接收数据采集模块采集来的数据；

步骤3.根据前期实验，输入评价参数，利用小波变换去除第一次回波，若二次回波达到评价参数的要求，将地下空心位置的点在坐标系中高亮显示，测量完成后对处于一条直线上的高亮点进行连线，没有在一条直线上的点为地下空腔位置，绘制出地下PE管的路径；

步骤4.在平板电脑的地下PE管自动绘制模块上显示地下PE管的精确走向，深度、土壤性质、空腔数量信息，能很大的提高施工的准确性。