本實(shí)用新型涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

面波勘探被廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)勘察檢測中，具有勘探速度快、精度高、成本低等特點(diǎn)，能夠獲得地層剪切波速度分布信息，并對地層分布、地基承載力等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。但是，現(xiàn)有面波勘探系統(tǒng)存在以下缺陷：

第一，傳感器布設(shè)容易受界面影響，現(xiàn)有面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用多個(gè)傳感器排布、插拔傳感器的方式，傳感器布設(shè)受現(xiàn)場條件的影響較大。當(dāng)表面局部土質(zhì)較軟或較硬時(shí)，傳感器不易穩(wěn)定垂直自立在測點(diǎn)上，或難以插入，需適當(dāng)移動(dòng)插入位置，影響測點(diǎn)及測線的布置。同時(shí)，當(dāng)場地表面為瀝青、混凝土、碎石等材料時(shí)，傳感器將無法與介質(zhì)表面耦合，影響面波勘探的開展。

第二，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)激發(fā)功能，現(xiàn)有面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用人工錘擊激發(fā)方式，難以保持相同的激發(fā)力度和震源偏移距，人為因素對結(jié)果影響較大，影響數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。同時(shí)，無法獲知激發(fā)力度，在數(shù)據(jù)處理階段也無法進(jìn)行歸一化處理，不利于勘探方法的標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)果的量化。同時(shí)，采用重錘激振方法，頻繁進(jìn)行人工激發(fā)將增大體力消耗，影響勘探進(jìn)度。

第三，勘探效率低，現(xiàn)有面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，檢測過程中需不停的插拔、移動(dòng)傳感器。其一，當(dāng)完成本次激發(fā)，移動(dòng)到下一個(gè)檢測點(diǎn)時(shí)，需經(jīng)過量測移動(dòng)距離、拔出傳感器、逐個(gè)移動(dòng)、再次插入、再次激發(fā)等5個(gè)步驟，在現(xiàn)場勘探過程中較為繁瑣，操作不便，容易出現(xiàn)道間距錯(cuò)誤、傳感器排列順序錯(cuò)誤等重大失誤。其二，當(dāng)傳感器道數(shù)較多，測線較長，各種電纜和連接線較多的情況下，需多人協(xié)作完成，勘探成本高。且現(xiàn)場非?；靵y，不利于標(biāo)準(zhǔn)化。其三，不斷整體移動(dòng)面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將影響各連接線接口的有效連接，接口松動(dòng)、脫落的現(xiàn)象較為常見。

第四，易受隨機(jī)干擾，現(xiàn)有面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用插拔傳感器，以及人工激發(fā)操作，會(huì)放大激發(fā)點(diǎn)和接收點(diǎn)局部特性的隨機(jī)影響，或采用多次激發(fā)、疊加數(shù)據(jù)的方式，壓制隨機(jī)干擾的影響，但這極大地降低了勘探效率。

如何提高面波勘探數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確程度和效率，降低成本，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠提高面波勘探數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確程度和效率，降低成本。

本實(shí)用新型提供一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中控主機(jī)、轉(zhuǎn)換控制器和電磁激發(fā)器，以及多個(gè)振動(dòng)傳感器、多個(gè)耦合器、連接帶和主電纜，中控主機(jī)、轉(zhuǎn)換控制器和電磁激發(fā)器依次連接，振動(dòng)傳感器與耦合器一一對應(yīng)，且固定連接于耦合器，振動(dòng)傳感器通過主電纜連接于轉(zhuǎn)換控制器，耦合器之間通過連接帶連接，且耦合器呈陣列式排列。

進(jìn)一步地，耦合器設(shè)有連接孔，連接帶的一端連接于連接孔，連接帶的另一端連接于轉(zhuǎn)換控制器。

進(jìn)一步地，振動(dòng)傳感器位于耦合器的中心，連接孔位于耦合器的邊緣，且在振動(dòng)傳感器的兩側(cè)。

基于上述任意面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)施例，進(jìn)一步地，耦合器包括底座和與底座連接的上蓋，振動(dòng)傳感器位于底座和上蓋之間，且底座和上蓋的表面為曲面。

進(jìn)一步地，底座和上蓋通過螺栓固定連接。

基于上述任意面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)施例，進(jìn)一步地，耦合器呈矩形陣列式排列。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)換控制器包括控制器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器與電磁激發(fā)器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與振動(dòng)傳感器連接。

基于上述任意面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)施例，進(jìn)一步地，振動(dòng)傳感器還通過連接帶連接于轉(zhuǎn)換控制器。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用耦合器將振動(dòng)傳感器與介質(zhì)表面耦合，有利于降低作業(yè)現(xiàn)場對面波勘探的影響，無需人工按壓調(diào)整，適用于各種表面狀態(tài)的面波勘探。該系統(tǒng)采用電磁激發(fā)器能夠控制擊打力度與激發(fā)頻率，激發(fā)信號(hào)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)采集質(zhì)量高，有利于標(biāo)準(zhǔn)化勘探方法和量化勘探結(jié)果，人員消耗低，且勘探進(jìn)度快，隨機(jī)影響小。并且，該系統(tǒng)可以采用拖拽振動(dòng)傳感器，現(xiàn)場操作方便，人員配備較低。

因此，本實(shí)用新型面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠提高面波勘探數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確程度和效率，振動(dòng)傳感器耦合效果好，移動(dòng)方便，設(shè)備成本低，隨機(jī)干擾少。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1示出了本實(shí)用新型所提供的一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型所提供的振動(dòng)傳感器的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型所提供的一種振動(dòng)傳感器的分布示意圖；

圖4示出了本實(shí)用新型所提供的振動(dòng)傳感器與耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出了本實(shí)用新型所提供的實(shí)際測量過程中的面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出了本實(shí)用新型所提供的另一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

本實(shí)用新型提供一種面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，結(jié)合圖1或圖2，該系統(tǒng)包括中控主機(jī)1、轉(zhuǎn)換控制器2和電磁激發(fā)器3，以及振動(dòng)傳感器4、耦合器5、連接帶6和主電纜7，中控主機(jī)1、轉(zhuǎn)換控制器2和電磁激發(fā)器3依次連接，結(jié)合圖2、圖3或圖4，振動(dòng)傳感器4與耦合器5一一對應(yīng)，且振動(dòng)傳感器4固定連接于耦合器5，振動(dòng)傳感器4通過主電纜7連接于轉(zhuǎn)換控制器2，耦合器5之間通過連接帶6連接，且耦合器5呈陣列式排列。其中，中控主機(jī)1多為計(jì)算機(jī)，電磁激發(fā)器3根據(jù)轉(zhuǎn)換控制器2發(fā)出的電信號(hào)，控制激發(fā)強(qiáng)度和頻率。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，結(jié)合圖5，電磁激發(fā)器、振動(dòng)傳感器和耦合器均位于介質(zhì)表面，且電磁激發(fā)器與第一道的振動(dòng)傳感器的偏移距為x，且第n-1道和第n道的振動(dòng)傳感器之間的間距為Δx。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)施例面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用耦合器5將振動(dòng)傳感器4與介質(zhì)表面耦合，有利于降低作業(yè)現(xiàn)場對面波勘探的影響，無需人工按壓調(diào)整，適用于各種表面狀態(tài)的面波勘探。該系統(tǒng)采用電磁激發(fā)器3能夠控制擊打力度與激發(fā)頻率，激發(fā)信號(hào)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)采集質(zhì)量高，有利于標(biāo)準(zhǔn)化勘探方法和量化勘探結(jié)果，人員消耗低，且勘探進(jìn)度快，隨機(jī)影響小。并且，該系統(tǒng)可以采用拖拽振動(dòng)傳感器4，現(xiàn)場操作方便，人員配備較低。

因此，本實(shí)施例面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠提高面波勘探數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確程度和效率，振動(dòng)傳感器耦合效果好，移動(dòng)方便，設(shè)備成本低，隨機(jī)干擾少。

為了進(jìn)一步提高本實(shí)施例面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具體地，在振動(dòng)檢測的器件連接方面，本實(shí)施例面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的耦合器5設(shè)有連接孔，結(jié)合圖2或圖3，連接帶6的一端連接于連接孔，連接帶6的另一端連接于轉(zhuǎn)換控制器2，以方便現(xiàn)場人員調(diào)節(jié)相鄰耦合器5之間的間隔距離，提高現(xiàn)場操作的靈活程度。在此，耦合器5兩側(cè)各有兩個(gè)連接孔。振動(dòng)傳感器4位于耦合器5的中心，連接孔位于耦合器5的邊緣，且在振動(dòng)傳感器4的兩側(cè)，有利于耦合器5保持平穩(wěn)，提高與介質(zhì)表面的耦合程度。

結(jié)合圖4，耦合器5包括底座52和與底座52連接的上蓋51，振動(dòng)傳感器4位于底座52和上蓋51之間，且底座52和上蓋51的表面為曲面，能夠自立在介質(zhì)表面，且底座52為曲面，有利于減少拖拽移動(dòng)時(shí)的阻力，避免表面碎石、淺溝等阻礙。同時(shí)，耦合器5采用鋼板制作，具備一定重量，當(dāng)介質(zhì)表面為虛土或雜草時(shí)，耦合器5能夠依靠自重與表面有效貼合，無需人工按壓調(diào)整，耦合效果好。底座52和上蓋51通過螺栓固定連接，連接穩(wěn)固、有效，有利于振動(dòng)傳感器4的穩(wěn)定工作。

為了進(jìn)一步提高本實(shí)施例面波勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集效率，具體地，在振動(dòng)傳感器的布設(shè)方面，結(jié)合圖2或圖3，振動(dòng)傳感器4和耦合器5的數(shù)量為多個(gè)，且振動(dòng)傳感器4和耦合器5一一對應(yīng)垂直固定連接。并且，耦合器5呈矩形陣列式排列。電磁激發(fā)器3與耦合器5矩形陣列之間間隔一定距離。同時(shí)，耦合器5之間通過連接帶6進(jìn)行連接，便于調(diào)整相鄰耦合器5之間的間隔距離。結(jié)合圖6，振動(dòng)傳感器4還通過連接帶6連接于轉(zhuǎn)換控制器2，以增強(qiáng)牽引力，防止振動(dòng)傳感器4在拖拽過程中與轉(zhuǎn)換控制器2分離。

具體地，在硬件電路實(shí)現(xiàn)方面，轉(zhuǎn)換控制器2包括控制器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制器與電磁激發(fā)器3連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與振動(dòng)傳感器4連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將振動(dòng)傳感器4傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，控制器接收中控主機(jī)1發(fā)出的指令，并控制電磁激發(fā)器3進(jìn)行工作。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。