[發明專利]一種探測巖溶通道的自動監測設備與使用方法

在審

• 申請號: 202011014694.6
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112067058A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 張永杰;黃萬東;曹俊;李子豐;黃金鑫;黃政;劉濤
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種探測巖溶通道的自動監測設備與使用方法，其特征和使用步驟包括：

該防水主探測小球外殼由橡膠+塑料組成，小球內下半部分填充固定重物，內設有可拆卸的獨立電池；小球頂部設有無線發射裝置，在所述無線發射裝置的最頂端，設有一個紅外線測距鏡頭，另外在所述無線發射裝置下端的兩側設有紅外線測距裝置，在所述紅外線測距裝置的兩端對稱處各設有紅外線測距鏡頭；GPS定位器，所述GPS定位器安裝于所述探測小球內部的支架上，并與控制單元器件相連接；三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器安裝于小球內部工作片上；三維電子羅盤，所述三維電子羅盤安裝于小球內部工作片上；三軸陀螺儀，所述三軸陀螺儀安裝于小球內部工作片上，并與所述三軸加速度傳感器和三維電子羅盤位置相對；三軸加速度傳感器、三維電子羅盤和三軸陀螺儀組成九軸傳感器；高度傳感器，所述高度傳感器安裝于小球內部工作片上；計時器，所述計時器安裝于GPS器下端；單片機，所述單片機安裝于小球內部支架上，安裝于支架最底部，分別與所述九軸傳感器、GPS器、高度傳感器、計時器和紅外線測距裝置等相連接；數據接收盒，所述數據接收盒與計算機連接。

2.如權利1要求所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備，其特征在于，所述三軸加速度傳感器裝置，包括：

驅動部，所述驅動部安裝所述外殼內工作片上，所述驅動部與所述的單片機控制單元信號連接；三軸加速度傳感器，所述三軸加速度傳感器與所述驅動部相連。

3.如權利1要求所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備，其特征在于，小球外殼內安裝有工作片，所述工作片上安裝有所述的三軸加速度傳感器，所述三維電子羅盤，所述三軸陀螺儀、所述高度傳感器和所述驅動部。

4.如權利1要求所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備，其特征在于，所述小球外殼頂部所訴的無線發射模塊中設有工作信號燈；所述數據接收盒設有無線通訊接收裝置和控制單元，并與計算機相連，組成上機位。

5.如權利4要求所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備，其特征在于，所述小球外殼，在下半部分設有齒槽和螺紋，所訴小球下半部分設有獨立電池，其側邊設置電源觸片，并在所述無線發射模塊側邊設有電源總開關。

6.如權利要求1～5任意一項所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備的探測系統，其特征在于，包括：

三軸加速度傳感器裝置，所述三軸加速度傳感器用于采集探測小球X、Y、Z軸三方向的加速度信息；三維電子羅盤裝置，所述三維電子羅盤用于測量探測小球在山體內部的方位信息；三軸陀螺儀裝置，所述三軸陀螺儀用于采集探測小球在運動過程中的角度信息；高度傳感器，所述高度傳感器用于監測和校正探測小球在Z軸(高度)方向的位移值；紅外線測距裝置，所述紅外線測距裝置用于測量巖溶通道兩側距離和高度等空間信息；GPS定位裝置，所述GPS定位裝置用于定位探測小球在下游出口的地理位置信息；無線發射模塊，所述無線發射模塊用于發射采集的運動數據和定位信息；控制單元，所述控制單元分別與所述三軸加速度傳感器、所述三維電子羅盤、所述三軸陀螺儀、所述高度傳感器、所述紅外線測距儀、所述無線發射裝置和所述GPS定位器等相連。

7.如權利要求6所述的用于探測巖溶通道的自動監測設備探測系統的使用方法，其特征在于：

尋找山體上游合適的巖溶通道入口位置，在投入主探測小球之前，先投入副探測小球，所述副探測小球和主探測小球具有相同的外觀大小，其中，副探測小球具體僅實現定位功能，并能達到簡單預測山體巖溶通道前后是否貫通的功能，以保證之后投入的主探測小球能順利從山體巖溶通道內流出并在下游出口處尋得。