面波勘探数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种面波勘探数据采集系统。

背景技术：

面波勘探被广泛应用于工程地质勘察检测中，具有勘探速度快、精度高、成本低等特点，能够获得地层剪切波速度分布信息，并对地层分布、地基承载力等进行综合评价。但是，现有面波勘探系统存在以下缺陷：

第一，传感器布设容易受界面影响，现有面波勘探数据采集系统采用多个传感器排布、插拔传感器的方式，传感器布设受现场条件的影响较大。当表面局部土质较软或较硬时，传感器不易稳定垂直自立在测点上，或难以插入，需适当移动插入位置，影响测点及测线的布置。同时，当场地表面为沥青、混凝土、碎石等材料时，传感器将无法与介质表面耦合，影响面波勘探的开展。

第二，无法实现自动激发功能，现有面波勘探数据采集系统，采用人工锤击激发方式，难以保持相同的激发力度和震源偏移距，人为因素对结果影响较大，影响数据采集的质量。同时，无法获知激发力度，在数据处理阶段也无法进行归一化处理，不利于勘探方法的标准化和结果的量化。同时，采用重锤激振方法，频繁进行人工激发将增大体力消耗，影响勘探进度。

第三，勘探效率低，现有面波勘探数据采集系统，检测过程中需不停的插拔、移动传感器。其一，当完成本次激发，移动到下一个检测点时，需经过量测移动距离、拔出传感器、逐个移动、再次插入、再次激发等5个步骤，在现场勘探过程中较为繁琐，操作不便，容易出现道间距错误、传感器排列顺序错误等重大失误。其二，当传感器道数较多，测线较长，各种电缆和连接线较多的情况下，需多人协作完成，勘探成本高。且现场非常混乱，不利于标准化。其三，不断整体移动面波勘探数据采集系统，将影响各连接线接口的有效连接，接口松动、脱落的现象较为常见。

第四，易受随机干扰，现有面波勘探数据采集系统采用插拔传感器，以及人工激发操作，会放大激发点和接收点局部特性的随机影响，或采用多次激发、叠加数据的方式，压制随机干扰的影响，但这极大地降低了勘探效率。

如何提高面波勘探数据采集的准确程度和效率，降低成本，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种面波勘探数据采集系统，能够提高面波勘探数据采集的准确程度和效率，降低成本。

本实用新型提供一种面波勘探数据采集系统，该系统包括中控主机、转换控制器和电磁激发器，以及多个振动传感器、多个耦合器、连接带和主电缆，中控主机、转换控制器和电磁激发器依次连接，振动传感器与耦合器一一对应，且固定连接于耦合器，振动传感器通过主电缆连接于转换控制器，耦合器之间通过连接带连接，且耦合器呈阵列式排列。

进一步地，耦合器设有连接孔，连接带的一端连接于连接孔，连接带的另一端连接于转换控制器。

进一步地，振动传感器位于耦合器的中心，连接孔位于耦合器的边缘，且在振动传感器的两侧。

基于上述任意面波勘探数据采集系统实施例，进一步地，耦合器包括底座和与底座连接的上盖，振动传感器位于底座和上盖之间，且底座和上盖的表面为曲面。

进一步地，底座和上盖通过螺栓固定连接。

基于上述任意面波勘探数据采集系统实施例，进一步地，耦合器呈矩形阵列式排列。

进一步地，转换控制器包括控制器和模数转换器，控制器与电磁激发器连接，模数转换器与振动传感器连接。

基于上述任意面波勘探数据采集系统实施例，进一步地，振动传感器还通过连接带连接于转换控制器。

由上述技术方案可知，本实用新型面波勘探数据采集系统，采用耦合器将振动传感器与介质表面耦合，有利于降低作业现场对面波勘探的影响，无需人工按压调整，适用于各种表面状态的面波勘探。该系统采用电磁激发器能够控制击打力度与激发频率，激发信号稳定、数据采集质量高，有利于标准化勘探方法和量化勘探结果，人员消耗低，且勘探进度快，随机影响小。并且，该系统可以采用拖拽振动传感器，现场操作方便，人员配备较低。

因此，本实用新型面波勘探数据采集系统，能够提高面波勘探数据采集的准确程度和效率，振动传感器耦合效果好，移动方便，设备成本低，随机干扰少。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本实用新型所提供的一种面波勘探数据采集系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型所提供的振动传感器的安装结构示意图；

图3示出了本实用新型所提供的一种振动传感器的分布示意图；

图4示出了本实用新型所提供的振动传感器与耦合器的结构示意图；

图5示出了本实用新型所提供的实际测量过程中的面波勘探数据采集系统的结构示意图；

图6示出了本实用新型所提供的另一种面波勘探数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实用新型提供一种面波勘探数据采集系统，结合图1或图2，该系统包括中控主机1、转换控制器2和电磁激发器3，以及振动传感器4、耦合器5、连接带6和主电缆7，中控主机1、转换控制器2和电磁激发器3依次连接，结合图2、图3或图4，振动传感器4与耦合器5一一对应，且振动传感器4固定连接于耦合器5，振动传感器4通过主电缆7连接于转换控制器2，耦合器5之间通过连接带6连接，且耦合器5呈阵列式排列。其中，中控主机1多为计算机，电磁激发器3根据转换控制器2发出的电信号，控制激发强度和频率。在实际应用时，结合图5，电磁激发器、振动传感器和耦合器均位于介质表面，且电磁激发器与第一道的振动传感器的偏移距为x，且第n-1道和第n道的振动传感器之间的间距为Δx。

由上述技术方案可知，本实施例面波勘探数据采集系统，采用耦合器5将振动传感器4与介质表面耦合，有利于降低作业现场对面波勘探的影响，无需人工按压调整，适用于各种表面状态的面波勘探。该系统采用电磁激发器3能够控制击打力度与激发频率，激发信号稳定、数据采集质量高，有利于标准化勘探方法和量化勘探结果，人员消耗低，且勘探进度快，随机影响小。并且，该系统可以采用拖拽振动传感器4，现场操作方便，人员配备较低。

因此，本实施例面波勘探数据采集系统，能够提高面波勘探数据采集的准确程度和效率，振动传感器耦合效果好，移动方便，设备成本低，随机干扰少。

为了进一步提高本实施例面波勘探数据采集系统的稳定性，具体地，在振动检测的器件连接方面，本实施例面波勘探数据采集系统的耦合器5设有连接孔，结合图2或图3，连接带6的一端连接于连接孔，连接带6的另一端连接于转换控制器2，以方便现场人员调节相邻耦合器5之间的间隔距离，提高现场操作的灵活程度。在此，耦合器5两侧各有两个连接孔。振动传感器4位于耦合器5的中心，连接孔位于耦合器5的边缘，且在振动传感器4的两侧，有利于耦合器5保持平稳，提高与介质表面的耦合程度。

结合图4，耦合器5包括底座52和与底座52连接的上盖51，振动传感器4位于底座52和上盖51之间，且底座52和上盖51的表面为曲面，能够自立在介质表面，且底座52为曲面，有利于减少拖拽移动时的阻力，避免表面碎石、浅沟等阻碍。同时，耦合器5采用钢板制作，具备一定重量，当介质表面为虚土或杂草时，耦合器5能够依靠自重与表面有效贴合，无需人工按压调整，耦合效果好。底座52和上盖51通过螺栓固定连接，连接稳固、有效，有利于振动传感器4的稳定工作。

为了进一步提高本实施例面波勘探数据采集系统的数据采集效率，具体地，在振动传感器的布设方面，结合图2或图3，振动传感器4和耦合器5的数量为多个，且振动传感器4和耦合器5一一对应垂直固定连接。并且，耦合器5呈矩形阵列式排列。电磁激发器3与耦合器5矩形阵列之间间隔一定距离。同时，耦合器5之间通过连接带6进行连接，便于调整相邻耦合器5之间的间隔距离。结合图6，振动传感器4还通过连接带6连接于转换控制器2，以增强牵引力，防止振动传感器4在拖拽过程中与转换控制器2分离。

具体地，在硬件电路实现方面，转换控制器2包括控制器和模数转换器，控制器与电磁激发器3连接，模数转换器与振动传感器4连接。模数转换器将振动传感器4传输的电信号转换为数字信号，控制器接收中控主机1发出的指令，并控制电磁激发器3进行工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。