一种超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置及方法

1.一种超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，该装置包括：

2.根据权利要求1所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，所述摄像监测单元为拍摄记录系统，该拍摄记录系统包括玻璃罩(1)、辅助探头灯(3)和高清摄像头(2)；其中，玻璃罩(1)用于防止辅助探头灯(3)与高清摄像头(2)在裂隙监测的过程中受到损伤或破坏，辅助探头灯(3)用于为拍摄记录提供灯光，方便监测中与监测后的查看与记录。

3.根据权利要求1所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，所述超声波监测单元包括超声波发射器(12)、超声波接收器(17)和数据处理芯片(10)；其中，超声波发射器(12)用于将电能转换为超声波向四周进行发射，超声波接收器(17)用于将反射回来的超声波转换为电能，数据处理芯片(10)用于整体控制超声发射-接收的过程，并将监测到的超声波强落差进行数据处理；

4.根据权利要求1所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，所述伸缩-复印监测单元包括强力弹簧(7)、可扩展实心胶圈(8)、钢铁套管(6)、铁丝(9)和高锰酸钾纸(18)；其中，强力弹簧(7)被压缩并具有弹性，可扩展实心胶圈(8)强力弹簧(7)所撑大、扩展，钢铁套管(6)为刚性套管，直径比松动圈钻孔的直径小；铁丝(9)共有两根，对称缠绕绑定于钢铁套管(6)的两端，所述高猛酸钾纸(18)是指被0.025％浓度的高锰酸钾溶液浸泡并风干后的宣纸。

5.根据权利要求1所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，所述传输单元包括数据传输导线、保护所述数据传输导线的柔性护管、电池(15)和铁质圆柱形外壳(5)；所述数据传输线位于所述柔性护管内；所述传输单元用于传输实时监测的据并为单元传输电能；所述电池(15)上部装配有两个微型无线信号发射器(14)，用于为各单元提供电力并发送经过处理的无线数据信号；所述连接杆由螺旋纹钻头、连接杆主体及尾端螺旋纹(19)组成，多个连接杆通过螺旋纹钻头与尾端螺旋纹(19)的旋转嵌合作用进行衔接；所述铁质圆柱形外壳(5)嵌套于多个监测单元外部，保证多个监测单元不受到损伤或破坏；铁质圆柱形外壳(5)尾部设计有尾端螺旋纹(19)，与带有螺旋纹钻头的连接杆嵌合旋转为一体。

6.根据权利要求1所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置，其特征在于，所述整合处理单元为智能处理器，该智能处理器包括信号接收器(21)、微型无线信号发射器(23)、智能处理系统(24)、监测视频记录模块(25)、三维显现仪智能成像模块以及视频控制键(28)；所述信号接收器(21)与微型无线信号发射器(23)用于接收与发射无线数据信号；所述智能处理系统(24)用于整合处理三种监测得到的数据、图像或视频；所述监测视频记录模块(25)用于对监测单元所拍摄得到的图像进行实时成像记录与图像处理；所述三维显现仪智能成像模块用于生成经过智能处理系统(24)处理后生成的松动圈10m半径范围内的三维裂隙分布图像模型；所述控制按键用于对所述监测视频记录模块(25)的功能进行操作控制。

7.一种超声波探测为主体的多功能裂隙监测方法，其特征在于，该方法用于对权利要求1-6任意一项所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测装置进行调控，该方法包括：

8.根据权利要求7所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测方法，其特征在于，在步骤s1中，摄像监测单元的高清摄像头(2)内置的转换器，利用灰度信息与最大熵法相结合的方法对图像进行二值化精细处理，使用矩阵奇异值分解方法svd对松动圈内壁(30)表面物理模型数据进行分解，使用法线多次聚类的计算方法完成松动圈内壁(30)场景平面物理模型的提取；

9.根据权利要求7所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测方法，其特征在于，在步骤s2中，传输单元使用实体数据线(4)与无线网络传输实时监测的数据信号。

10.根据权利要求7所述的超声波探测为主体的多功能裂隙监测方法，其特征在于，在步骤s3中，整合处理单元中的智能处理系统(24)使用矩阵奇异值分解方法svd对松动圈内壁(30)表面物理模型数据进行分解，得到优化后的离散点；随后使用法线多次聚类的计算方法完成松动圈内壁(30)场景平面物理模型的提取，并使用最小二乘法将提取的松动圈表面裂隙数据与使用cgal处理方法的立体物理模型中的松动圈表面裂隙数据进行数据拟合；最后使用lod渲染方法进行立体物理模型的优化与渲染，在整合处理单元三维显现仪智能成像模块中生成经过整合处理后的松动圈半径范围内的三维裂隙分布图像模型。