[发明专利]岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置

说明书

本发明涉及水文探测领域，具体公开了岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置，包括外壳组件、探测组件、惯性定位组件、北斗定位组件、信息存储组件以及电源组件；所述外壳组件包括球状壳体和防撞气囊，所述防撞气囊设置在球状壳体内；所述探测组件包括电路板，惯性定位组件包括陀螺仪、加速度计和速度计，惯性定位组件设置在电路板上；所述北斗定位组件和信息存储组件均设置在电路板上，所述电源组件与电路板电连接。本发明的目的在于解决如何探测岩溶区水文地质信息的技术问题。

技术领域

本发明涉及水文探测领域，具体公开了岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置。

背景技术

岩溶又称喀斯特(Karst)，岩溶地区约占我国国土面积的9.4％，西南岩溶区面积占其总面积的三分之一以上。隧道既是地下空间的基本利用形式，也是铁路、公路、城市地铁等交通网络的重要组成部分。当隧道穿越岩溶区时，由于隧道周围有溶洞的存在，地应力不均匀分布且通常无规律可循，隧道施工扰动可能导致隧道塌方，甚至破坏支护结构。岩溶与地下水密不可分，如果地下水的通道一旦遭到破坏，突水、突泥将伴随而来，严重情况下将导致地表开裂、冒顶，或引发滑坡。因而，隧道在岩溶区施工过程中极易遭遇由地下溶洞产生诸多不利影响。

目前，常用的岩溶区水文地质探测技术主要为地质超前预报技术，主要包括地质雷达技术、TSP技术、红外技术、电磁法等，在隧道施工过程中使用较多。当遇到有水的大型溶洞、暗河等特殊情况，需要勘察清楚其中的水的空间分布时，目前的探测技术显得束手无策。由于无法获得准确的地下水空间分布等水文地质信息，隧道设计无法精准设计，隧道施工风险极大，甚至威胁隧道营运。为此，本发明公开一种岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置，用以探测地下水的空间分布等水文地质信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置，以解决如何探测岩溶区水文地质信息的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种岩溶区漂浮式水文地质惯性定位探测装置，包括外壳组件、探测组件、惯性定位组件、北斗定位组件、信息存储组件以及电源组件；所述外壳组件包括球状壳体和防撞气囊，所述防撞气囊设置在球状壳体内；所述探测组件包括电路板，惯性定位组件包括陀螺仪、加速度计和速度计，惯性定位组件设置在电路板上；所述北斗定位组件和信息存储组件均设置在电路板上，所述电源组件与电路板电连接。

本方案中的探测装置整体呈球状，且外壳组件整体中空所以具有浮力，探测装置能够顺着水流方向漂浮，以探测整个岩溶区的水文情况。本方案中设置有惯性定位组件，惯性定位组件依靠测量探测装置的加速度、速度、推算出探测装置的瞬时速度、位置和姿态，采用惯性定位优点在于仪器测量效率高、数据连续、且不受电磁干扰的影响。当探测装置从岩溶区飘出后，北斗定位组件能够将位置发出，便于回收探测装置。

可选地，所述信息存储组件上外置有Type-C接口。本方案中，设置Type-C接口能够便于将探测装置中的数据到处到电脑端上。

可选地，所述防撞气囊包括若干依次连接的防撞气柱，防撞气柱包括上柱体、中柱体和下柱体，所述上柱体和下柱体与中柱体相互独立并分别设置在中柱体的上下端。由于外壳组件为球状，本方案中的防撞气囊即使围成圆形也只能形成圆柱状，所以将其分成三段，其中上柱体和下柱体能够能够向内翻动，使上下端形成锥形，一方面能够从探测组件的上下端对其进行保护，另一方面也能够减少整个防撞气囊围成的体积，便于放入到外壳组件中。

可选地，下柱体的底部设置有若干相互独立的插板，所述防撞气柱呈三角锥形，防撞气囊能够围成圆形。采用本方案，防撞气柱的内侧面呈三角锥形，所以当其围成圆形时，相邻的防撞气柱之间的空间大、更容易合围。