[发明专利]一种小范围隐伏土洞垂向探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种小范围隐伏土洞垂向探测装置，包括波发射器和接收器，其特征在于，还包括长形的悬吊构件，所述悬吊构件的一端连接所述的波发射器，沿所述悬吊构件的长度方向等距离分布有m个接收器，所述波发射器具有环绕所述悬吊构件的长度方向设置的n个发射针，每个发射针长度方向与所述悬吊构件长度方向的共平面定义为一个垂向截面，每个接收器具有环绕所述悬吊构件的长度方向设置的n个接收针，使m个接收器的接收针都分别对应分布于各发射针所在的垂向截面上，每个垂向截面的发射针和对应的m个接收针构成一个发收系列，其中m,n均为正整数；

所述探测装置还包括控制模块和储存模块，所述控制模块用于控制所述波发射器的每个发射针发射探测波，所述储存模块用于储存记录每一个发收系列中发射针的发射时间和对应接收针的接收时间，并储存记录每个接收针接收波的强度及波形。

2.如权利要求1所述的小范围隐伏土洞垂向探测装置，其特征在于，所述波发射器为圆盘状波发射器，所述接收器为圆盘状接收器。

3.如权利要求2所述的小范围隐伏土洞垂向探测装置，其特征在于，所述波发射器的各发射针与所述悬吊构件的长度方向相垂直。

4.如权利要求3所述的小范围隐伏土洞垂向探测装置，其特征在于，所述接收器的各接收针与所述悬吊构件的长度方向相垂直。

5.如权利要求1～4任意一项所述的小范围隐伏土洞垂向探测装置，其特征在于，所述发射针为可伸缩的发射针。

6.如权利要求1～4任意一项所述的小范围隐伏土洞垂向探测装置，其特征在于，所述接收针为可伸缩的接收针。

7.一种利用权1～6任意一项探测装置进行小范围隐伏土洞垂向探测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将探测装置的波发射器朝下伸入垂向的探测孔内；

S2.固定探测装置的悬吊构件，并使波发射器的各发射针和接收器的各接收针刺入所述探测孔周围的土层；

S3.控制所述波发射器的一个发射针发射探测波，获取该发射针同一发收系列中各接收针接收到反射波时相对发射时间的时间间隔，以及各接收针接收到反射波的波形和强度；

S4.重复步骤S3，逐一控制其余发收系列的发射针发射探测波，获取其余发收系列中接收针收到反射波时相对发射时间的时间间隔，以及接收到反射波的波形和强度；

S5.根据步骤S3或S4中获取的每个发收系列中所述时间间隔，以及反射波的波形和强度数据反演模拟，判断发收系列对应的垂向截面上土洞边界与每个接收器的水平距离，得到对应的垂向截面上土洞的一个边界剖面；

S6.得到土洞的多个边界剖面，通过三维模拟获得土洞的三维垂向边界。

8.如权利要求7所述小范围隐伏土洞垂向探测的方法，其特征在于，所述波发射器的各发射针进行编号。

9.如权利要求8所述小范围隐伏土洞垂向探测的方法，其特征在于，所述接收器及其接收针进行编号。

10.如权利要求7所述小范围隐伏土洞垂向探测的方法，其特征在于，所述探测波为弹性波或电磁波。