一种车载式全断面红外探测超前地质预报装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车载式全断面红外探测超前地质预报装置及其方法。
【背景技术】
[0002]隧道施工过程中，掌子面前方及隧道周围不良地质情况影响施工进度及人员安全。地质异常体每时每刻都在向外部发射红外能量，并形成红外辐射场。地质体由内向外发射红外辐射时，会把地质体内部的地质信息，以红外电磁场的形式传递出来。通过红外探测可以根据红外异常进行超前地质预报。传统红外探测方法需要人工布置测线，且不能同时对隧道进行全方位探测，探测数据处理方面也较为简单，不够直观。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决上述问题，提出了一种车载式全断面红外探测超前地质预报装置及其方法，本装置可自动布置测线进行测量，控制采样率，提高探测效率。同时此设备测线测点构成三维空间网络，增加了采样率，提高预报精度。同时计算机处理系统可对探测数据快速处理，得到隧道三维空间的场强信息，进行三维成像，结果更加直观，有效指导隧道施工。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种车载式全断面红外探测超前地质预报装置，包括探测车、掌子面红外探测系统、隧道断面红外探测系统、数码摄像记录系统、隧道测距及参数测量系统和计算机控制处理系统，其中，数码摄像记录系统设置于车辆前端，所述掌子面红外探测系统安装于探测车前部，掌子面红外探测系统可多角度旋转，用于探测掌子面红外场场强，隧道断面红外探测系统设置于数码摄像记录系统后端，隧道断面红外探测系统沿转轴旋转，用于探测隧道断面红外场场强，隧道测距及参数测量系统固定于探测车顶端，计算机控制处理系统放置于车辆内部，隧道断面红外探测系统的转动角度及转动距离由计算机控制处理系统控制，从而进行测线布置。
[0006]所述隧道测距及参数测量系统控实时测量隧道参数及探测车行进方向、距离及速度，并反馈至计算机控制处理系统，所述计算机控制处理系统根据隧道测距及参数测量系统所反馈测量数据控制探测车沿隧道轴线方向移动，并可控制行进距离及速度。
[0007]所述计算机控制处理系统对探测数据进行实时处理，对隧道整体情况进行三维成像展现，并控制数码摄像记录系统对出现异常部位进行拍照记录。
[0008]所述探测车的测线测点构成三维空间网络，增加了采样率，提高预报精度，同时计算机处理系统可对探测数据快速处理，得到隧道三维空间的场强信息，进行三维成像，结果更加直观，有效指导隧道施工。
[0009]一种基于上述装置的使用方法，包括以下步骤:
[0010](I)对隧道断面进行探测，在计算机控制处理系统中输入采样率，计算机控制处理系统根据采样率和隧道测距及参数测量系统所测参数，调整探测车沿隧道轴线行进，控制行进距离及速度，到达指定位置；计算机控制处理系统控制隧道断面红外探测系统沿转轴转动探测整个断面；
[0011](2)在探测过程中，计算机控制处理系统对探测数据进行实时处理，并对表现异常部位运用数码摄像记录系统进行记录；
[0012](3)对隧道掌子面进行探测，计算机控制处理系统根据所输入采样率及隧道测距及参数测量系统所测参数对掌子面进行测线布置，并控制隧道断面红外探测系统旋转，实现对掌子面的探测；
[0013](4)计算机处理系统对探测数据处理，得到隧道三维空间的场强信息，进行三维成像，结果更加直观，有效指导隧道施工。
[0014]所述步骤(I)中，隧道断面红外探测系统每次旋转角度及探测点数由采样率决定；计算机控制处理系统根据采样率控制探测车到达下一待测断面，两断面间距离由采样率决定。
[0015]本发明的有益效果为:
[0016](I)该全断面红外探测超前地质预报设备可自动布置测线进行测量，控制采样率，提尚探测效率；
[0017](2)测线测点构成三维空间网络，增加了采样率，提高预报精度；
[0018](3)计算机处理系统可对探测数据快速处理，得到隧道三维空间的场强信息，进行三维成像，结果更加直观，有效指导隧道施工。
【附图说明】
[0019]图1为本发明结构示意图；
[0020]图2为探测车前部安装装置俯视图；
[0021]图3为隧道测点示意图；
[0022]图4为三维成像效果图。
[0023]其中1.隧道断面红外探测系统、2.掌子面红外探测系统、3.探测车、4.隧道测距及参数测量系统、5.计算机控制处理系统(置于车内)6.转轴、7、数码摄像记录系统、8、数码摄像记录系统。
【具体实施方式】
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[0024]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0025]如图1-图4所示，车载式全断面红外探测超前地质预报设备使用方法，包括探测车3、掌子面红外探测系统2、隧道断面红外探测系统1、数码摄像记录系统7和8、隧道测距及参数测量系统4以及计算机控制处理系统5、转轴6。
[0026]所述车载式全断面红外探测超前地质预报设备，红外探测系统1、2安装于探测车前部，掌子面红外探测系统2可多角度旋转，用于探测掌子面红外场场强。隧道断面红外探测I系统可沿转轴旋转，用于探测隧道断面红外场场强。从而对隧道进行全方位探测。期间探测系统转动角度及转动距离由计算机控制处理系统5控制，从而进行测线布置。
[0027]所述隧道测距及参数测量系统控4，可实时测量隧道参数及探测车行进方向、距离及速度。根据隧道测距及参数测量系统4，计算机控制处理系统5根据隧道测距及参数测量系统4所反馈的测量数据控制探测车沿隧道轴线方向移动，并可