[发明专利]一种冬笋电阻率快速探测成像系统与方法

说明书

本发明涉及一种冬笋电阻率快速探测成像系统与方法，包括探测主杆、支架、扫描天线、微型电极、电阻率并行测量主机、个人数字终端机。探测主杆的第一连接杆和第二连接杆为可伸缩性杆；第二连接杆底端与支架为球形咬合连接，可满足山地、沟壑等复杂地形条件下进行倾斜面探测的特殊需求；若干微型电极按一定布设方式置于扫描天线内部，其数量及布设间距可根据实际探测要求进行调整；电阻率并行测量主机将采集到的电信号通过无线传输至个人数字终端机，完成视电阻率数据解译并生成不同深度的反演电阻率云图，获得冬笋埋藏信息。本发明通过物理方法技术解决了传统采摘方法中凭靠经验造成的竹林生态破坏，可有效提高冬笋采摘效率。

技术领域

本发明涉及物理探测方法中的电阻率探测技术领域，具体涉及一种冬笋快速探测成像系统与方法。

技术背景

冬笋自古以来被誉为“菜中珍品”，一般生长于地下20～50cm中，深浅不一，适应性强，分布极广，一旦露出地表则长成为竹，失去食用和医药价值，因此及时准确发现并收采在冬笋培育中显得至关重要。传统的采摘多是采用挖掘法、土钻法、土壤剖面法等，这些方法费时费力，效率较低且易对竹林生态造成巨大破坏。根据冬笋的生长特性可知，其分布较为广泛，造成探查对象的实际生长及分布状态较为随机、规模相对较小，在地面不易察觉。目前，国内外已有研究人员对冬笋探测开展了相关研究工作，尝试性地采用了超声波、红外线等方式，但这些方法也存在以下几点不足：(1)超声波探测是利用波在介质内部传播时遇到不同界面将反射信号传递到探头的时间差，不易探查形状复杂的目标体，要求目标体表面较为光洁，并需要耦合剂充填目标体与探头之间的空隙，保证充分的声耦合。对于冬笋这类埋藏于地下且表面粗糙的探测目标体，因易产生杂乱反射波而较难实现应用。(2)红外线探测则是利用物体在常规环境下发生分子和原子无规则运动并向外辐射热红外能量，通过接收物体发出的红外辐射，从而判定物体表面的温度分布情况。该方法穿透能力较差，容易被遮挡，易受各种热源、光源等的干扰，当环境温度与目标体温度接近时，探测灵敏度明显下降。

本发明基于冬笋与周围土体介质之间的导电性差异，采用电阻率法进行冬笋快速探测成像。该方法是通过特定观测系统，能够快速获得探测介质中的电流及电位分布情况，再进一步通过三维电阻率反演，可直观反映探测区域介质的电阻率分布特征，并准确的判定探测区是否存在冬笋及其大小和具体位置等参数。相较于传统的冬笋探查方法具有无损、数据采集速度快、信息量广、高精度实时成像等优势，大大降低了劳动强度，提高了工作效率，具有较好的市场应用前景。

发明内容

为更好的满足市场需求，针对传统技术所存在的问题，本发明提供一种冬笋电阻率快速探测成像系统与方法。该系统结构设计合理、操作快速轻便、探测精度较高、可实时成图分析，同时能够适应不同探测场地要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种冬笋电阻率快速探测成像系统及方法，包括探测主杆、支架、扫描天线、微型电极、电阻率并行测量主机、个人数字终端机。所述主杆分为第一连接杆和第二连接杆；所述第一连接杆下部设有紧固螺栓；所述第一连接杆和第二连接杆内部有通讯连接线，所述通讯线上端口与所述电阻率并行测量主机输入端相连，下端口与所述扫描天线相连；所述支架为可折叠伸缩式三角支架，顶端与第二连接杆相连接；所述扫描天线为有一定厚度的圆环形结构；所述微型电极置于所述扫描天线内，并通过多芯防水铠装线缆使得各个微型电极相互连接通讯；所述电阻率并行测量主机为定制仪器，仪器内部设有集成控制器以及电源等核心模块，仪器外设有开关、操作按键、航插头、指示灯和充电口等辅助模块；所述个人数字终端机为便携式平板电脑，所述个人数字终端机可置于探测主杆上也可为手持式，所述个人数字终端机与所述主机之间无线通讯。

作为优选，所述探测主杆的第一连接杆和第二连接杆之间为嵌套结构，具有可伸缩性，其中第一连接杆为基杆，第二连接杆为活动杆；