溶洞作為旅游景觀(guān)的時(shí)候是一種資源，但是當(dāng)工程建設(shè)遇到地下有溶洞的情況，就會(huì)變?yōu)橐粋�(gè)潛在的危害。在溶洞地區(qū)，一般是通過(guò)鉆探方法，打孔到地下一定深度，來(lái)找到溶洞。找到溶洞后，想知道溶洞內(nèi)部的地形和地貌，進(jìn)行進(jìn)一步研究，溶洞如果大部分是空氣，那就比較簡(jiǎn)單了，直接放入攝像頭就可以查看。如果都是被水淹沒(méi)的，這個(gè)時(shí)候就需要用到超聲波來(lái)測(cè)量溶洞內(nèi)部的地形地貌。

 

        目前已經(jīng)有貴州的高校采用宇征6波束水下測(cè)距儀來(lái)測(cè)量充滿(mǎn)水的溶洞內(nèi)部地形地貌。

 

        具體操作的示意圖如下：

 

 

圖1 用超聲波水下測(cè)距探測(cè)溶洞內(nèi)部情況  

 

        通過(guò)宇征6波速水下測(cè)距儀水平放入水中，假設(shè)是鉆探的井口往下100厘米，向水中水平方向6個(gè)方向發(fā)射超聲波波速，超聲波波速遇到水中的巖石、泥土等會(huì)反射回來(lái)，通過(guò)發(fā)射和接收的時(shí)間差就計(jì)算出對(duì)應(yīng)的距離。后臺(tái)計(jì)算機(jī)就把這個(gè)距離值記錄下來(lái)，然后測(cè)距儀繼續(xù)下沉，以每次10厘米～30厘米的高度下沉，每下沉一次就做一次水中測(cè)量，一直到碰到溶洞底部為止。通過(guò)這個(gè)方式，在計(jì)算機(jī)軟件上就可以把每一層測(cè)量到的6個(gè)方向距離拼接起來(lái)，就得到了整個(gè)溶洞的地形和地貌。

 

 

圖2 宇征6波束水下測(cè)距儀發(fā)射角度示意圖  

 

        經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，用戶(hù)覺(jué)得6波束的發(fā)射角度大，測(cè)量出來(lái)的溶洞輪廓過(guò)于粗獷，每個(gè)波束之間有20°的空白區(qū)域測(cè)量不到，希望發(fā)射波束可以做小，發(fā)射的波速能夠增加至少一倍，這樣測(cè)量出來(lái)的溶洞輪廓會(huì)清晰一些。根據(jù)用戶(hù)這個(gè)要求，用了5個(gè)月時(shí)間做了一個(gè)宇征16波速水下測(cè)距儀，每一路的發(fā)射角度比6波束的小了50%，每個(gè)波束之間的空白區(qū)域也縮小到了2.5°，詳見(jiàn)下圖：

 

 

 

圖3 宇征16波束水下測(cè)距儀發(fā)射角度示意圖  

 

        用戶(hù)拿到宇征16波束水下測(cè)距儀后，到了原來(lái)測(cè)量過(guò)的溶洞進(jìn)行重新測(cè)量，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)上出來(lái)的溶洞內(nèi)部輪廓和地形地貌清晰了很多，細(xì)節(jié)也多了很多。

 

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