专利名称：声波法空间位置测试的制作方法
声波法空间位置测试本发明为一种测量空间位置变化的测试方法，主要用于地质、地基、地震监测和其它地下或水下测量指定空间点的位置变化。一 .测试原理，根据声波传播规律，当在某一点(激振点)激振发出声波时，该声波会在介质中传播，设声波在激振点到另一点(测振点)之间传播速度(波速)为V，传播到测振点所需要的时间为t，测振点到激振点之间的直线距离为L，在已知波速ν时，通过测得t，通过式1即可算得L。如果测振点有两个以上(含两个)时，且排列位置满足图2所示要求，若已知ν为两测振点之间声波传播速度(波速)，通过测得声波在两测振点传播所需时间t，同样根据式(1)可算出两测振点之间的直线距离。在多点测试时，各点既可以做为激振点也可以做为测振点，当在某点进行激振时，设激振时刻t = 0，其它测振点接收到声波的时间，乘以对应的波速，即为该测振点到激振点的直线长度；如果对应一个激振点， 有两个以上(含两个)测振点接收同一个声波时，应保证激振点和各测振点均在同一条直线上，如图2所示，当激振点1激振时，测得声波从测振点1到测振点2的传播时间，已知该两点之间的波速，根据式(1)算出该两点之间的距离。L = ν · t (1)根据以上原理，在空间直角坐标系中，如
图1所示，设M(x，y，z)点为被测点，x，y，z 为被测点M的空间直角坐标值，另外4点0 (0，0，0)、M1 (xl，yl，zl)、M2 (x2，y2，z2)、M3 (x3， y3，z3)为基准点，其中0点为坐标系的原点，且Ml、M2、M3三点分别与0点的连线长度已知，分别为Rl、R2、R3。在上述各点埋设测振-激振一体化传感器，该传感器既具有测试振动信号的功能，又可以产生振动信号。设M点分别到Ml点、M2点、M3点、0点的直线长度为Rl、R2、R3、RO ；设Ml点、M2 点、M3点分别到0点的直线长度为R10、R20、R30，到0点的波速分别为C10、C20、C30 ；设声波从M点分别到Ml点、M2点、M3点、0点的传播速度(波速)分别为C1、C2、C3、C0，声波传递时间分别为tl、t2、t3、t0。根据式(1)，它们满足以下关系式
权利要求
1.一种声波法空间位置测试原理，其特征是，在已知两点之间声波传播速度(波速)V 的情况下，通过测试声波在该两点之间传播所需时间t，根据式(1)算出该两点之间的距离 L0
2.一种计算地下空间位置方法，其特征是，首先确定4个基准点Ml、M2、M3、0位置，且点0分别与M1、M2、M3点的相对位置和之间距离已知。通过测得被测点M到各基准点之间的声波传递时间tl、t2、t3、t0，在波速Cl、C2、C3、CO已知的条件下，算出M点到各基准点直线长度Rl、R2、R3、R0，然后算出M点坐标值x、y、ζ。
3.一组计算公式，式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)和式(9)。
全文摘要
声波法空间位置测试,本发明为一种测量地下空间位置变化的测试方法，主要用于地下工程和地质、抗震领域或水下测量指定空间点的位置变化，该指定平面建立一个空间直角坐标系，通过本发明可测得被测点在空间直角坐标系中的位置。如图1所示，在xyz直角坐标系内，M(x，y，z)点为被测点，x，y，z为被测点M的空间位置坐标值。另外4点0(0，0，0)、M1(x1，y1，z1)、M2(x2，y2，z2)、M3(x3，y3，z3)为基准点，其中0点为坐标系的原点，4个基准点为固定点。当测振点离激振点较远时，可通过本发明中的测振-激振一体化传感器对激振信号进行传递；图2中当测振点3距离激振点较远时，测振点2收到振动信号后发出激振信号给测振点3，达到远距离测试目的。
文档编号G01S15/42GK102269815SQ201010129789
公开日2011年12月7日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年2月9日
发明者不公告发明人 申请人:修朝英, 建研地基基础工程有限责任公司