[實用新型]一種基于貼壁式檢測車的隧道襯砌缺陷探地雷達檢測系統

有效

• 申請號: 201720082315.4
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN206583826U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 李博;周楷峰;黃嘉倫;金棟;杜時貴
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01S13/86
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本實用新型屬于土木工程中的隧道檢測領域，涉及隧道襯砌缺陷檢測，具體是一種基于貼壁式檢測車的隧道襯砌缺陷探地雷達檢測系統。

背景技術

隨著我國經濟的發展，綜合國力的日益增強，交通建設得到迅速的發展，而我國山地眾多，工程建設中經常需要修建大量的隧道，在長時間使用后，隧道襯砌會出現裂縫、空洞等常見的病害，如果不采取有效的對策，將嚴重影響隧道的通行安全。目前，國內對隧道襯砌裂縫的檢測主要依靠人工檢測，一般需要有著豐富經驗的技術人員來實施，效率低且可靠度差，技術人員之間的檢測結果經常出現不一致的情況。特別是在對隧道頂部進行檢測時，一般要利用升降臺幫助技術人員進行近距離觀察，從而需要封閉交通，不僅費時費力而且安全性差。

近年來出現了運用檢測車對隧道進行自動檢測的方法，但檢測車的價格十分昂貴，普及十分困難；檢測車上裝載的攝像頭離襯砌還有一定的距離，得到的圖像只能分辨出開度較大的裂縫(一般大于0.2mm)，還無法做到和人工檢測同樣的近距離觀測，對襯砌內部的裂縫則無法有效探測。

總的來說，目前的隧道襯砌檢測技術還十分落后，急需研發價格低、效率高、精度高、不影響交通的隧道襯砌檢測設備和方法。

探地雷達是近年來發展起來的檢測新技術，以其高精度、高效率、高分辨率、靈活輕便等優點，受到工程技術人員的青睞。在隧道檢測中，探地雷達探測技術較傳統檢測技術能更好的檢測出隧道襯砌中的空洞等缺陷。現有的雷達探測技術一般需要通過人工方式將探頭附于襯砌表面，對隧道頂部的探測則需要升降臺作業，效率低且安全性差。

發明內容

為了克服現有隧道襯砌檢測方法需要封閉交通且成本高、精度低的不足，本實用新型提供了一種無需封閉交通、成本較低、精度較高的基于貼壁式檢測車的隧道襯砌缺陷探地雷達檢測系統。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于貼壁式檢測車的隧道襯砌缺陷探地雷達檢測系統，所述雷達檢測系統包括：

用于附在隧道襯砌表面，并按設定路徑移動的貼壁式檢測車；

用于對檢測車進行導航的GPS/INS組合導航模塊；

用于與地面工作站雙向通信，接受工作站的指令信號，并把定位信號、檢測信號傳給工作站的車載通信及傳輸模塊；

用于控制檢測車移動的運動控制器；

用于探測襯砌背面空洞的探地雷達模塊；

用于對貼壁式檢測車導航路徑進行設計和控制，并能接收、分析和顯示檢測車傳回的檢測數據的地面工作站；

所述GPS/INS組合導航模塊、車載通信及傳輸模塊、運動控制器和探地雷達模塊均安裝在所述貼壁式檢測車上。

進一步，所述貼壁式檢測車包括旋翼、臺架和車輪，所述車輛安裝在臺架底部，所述臺架頂部安裝所述旋翼，所述臺架上放置所述GPS/INS組合導航模塊、車載通信及傳輸模塊、運動控制器和探地雷達模塊。

再進一步，所述車輪與臺架的連接處有轉向機構。

更進一步，所述的GPS/INS組合導航模塊由GPS和INS耦合實現組合導航定位，內部封裝GPS模塊和IMU模塊，能在隧道內無信號的環境下進行自主導航，在接受到GPS信號時進行誤差分析和調整。

所述探地雷達模塊，向襯砌發射和接收電磁波，記錄波的雙程走時，把雷達檢測數據傳給通信及傳輸模塊。

所述探地雷達模塊包括發射機、發射天線、接收機、接收天線、控制單元、光纜、天線支架和滑行器；所述天線支架用來固定發射天線和接收天線，所述發射天線和接收天線通過光纜分別與發射機和接收機連接；所述發射機發射高幅值的脈沖波并將脈沖波送入發射天線；所述發射天線將該脈沖變換和放大，向襯砌內發射高頻寬帶短脈沖的電磁波；所述接收天線接收反射波并記錄反射波的時間；所述接收機把接收天線接收到的信號通過光纜傳輸給控制單元，所述控制單元通過光纜連接并控制發射機和接收機，并將接收到的檢測數據傳送給通信及傳輸模塊。

本實用新型的技術構思為：近幾年來，無人機因其成本低，效費比好，機動性能好，使用方便等特點在各個工程領域中得到了廣泛運用。隨著雷達探測儀器向著小型化發展，將探地雷達安裝在小型移動裝置上進行快速探測已成為可能。本實用新型擬基于無人機進行創新性的優化改造，結合小型探地雷達，為隧道檢測提供一種新方法。

本實用新型的有益效果主要表現在：

1)基于貼壁式檢測車的隧道襯砌缺陷探地雷達檢測系統，在檢測時無需封閉隧道，不影響正常的交通。