本申请涉及地下物理探测，特别是涉及一种声波地下探测装置及方法。
背景技术：
1、实现地下地质体“透明化”是地下空间资源开发和地下工程安全保障的关键问题。地球物理方法可以在地表、钻孔、巷道和空中对地下介质的物性差异进行测量和分析，实现地质目标探测。其中，声波探测方法在识别地下构造界面、探测孔洞、裂隙等方面有独特优势，具有探测深度深、不易受干扰、可对地下构造体进行精确成像等优点，但应用于地下探测时需要进行工程地质钻孔，只能进行定点测量。连续的声波测量目前主要应用于铁路轨道测试，该技术采用高频超声波且源距有限，无法适用于地下探测。探地雷达通过发射和采集高频电磁波可以实现对地下的连续测量，但探地雷达存在容易受气候条件和城市电磁噪音限制、探测深度较浅、无法对地下实物状态进行准确成像等问题，限制了其应用范围。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中提到的问题，本申请提供一种声波地下探测装置及方法，以实现连续无损的深部声波地下探测。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案。
3、一方面，本申请提供一种声波地下探测装置，包括：行车系统以及搭载在所述行车系统上的发射探头滚轮、探头激励电路、接收探头滚轮、信号采集电路、控制器和显示器；所述发射探头滚轮和所述接收探头滚轮位于所述行车系统底部；所述发射探头滚轮与所述探头激励电路连接；所述接收探头滚轮与所述信号采集电路连接；所述控制器分别与行车系统、探头激励电路、信号采集电路以及显示器连接；
4、所述发射探头滚轮是将声波发射换能器密封在充有耦合剂的滚轮中制成，用于在工作时向地下发射低频声波脉冲信号；
5、所述探头激励电路用于根据控制器中设置的探头激励参数，激励声波发射换能器产生低频声波脉冲信号；
6、所述接收探头滚轮是将声波采集换能器密封在充有耦合剂的滚轮中制成，用于采集经地下构造体反射形成的声波全波列信号；
7、所述信号采集电路用于按照控制器中设置的信号采集参数控制声波采集换能器进行声波全波列信号的采集，并将采集到的声波全波列信号进行滤波、放大以及数字化处理后，作为声波数据存储到所述控制器中；
8、所述行车系统是配合发射探头滚轮和接收探头滚轮而设计的动力系统，用于在控制器的控制下驱动整个装置按照预设的行进路径行驶；
9、所述控制器用于对获取的声波数据进行快速成像处理，并通过显示器对成像结果进行实时持续显示。
10、可选地，所述声波地下探测装置还包括安装在行车系统行进方向前端的液体箱；所述液体箱内盛放有声信号耦合剂；所述液体箱与所述控制器连接，用于在控制器的控制下喷洒声信号耦合剂。
11、可选地，所述声信号耦合剂包括水和硅油。
12、可选地，所述声波发射换能器和所述声波采集换能器位于同一水平线上。
13、可选地，所述声波发射换能器和所述声波采集换能器形状相同，均为圆管状、立方体形或喇叭形。
14、另一方面，本申请还提供一种声波地下探测方法，应用于所述的声波地下探测装置；所述声波地下探测方法包括：
15、在控制器中设置测量参数，包括探头激励参数、信号采集参数、行进速度和行进路径；所述探头激励参数包括激发波形形态、激励频率、激励脉冲宽度、激发电压幅度以及激发间隔；所述信号采集参数包括采样率、采样长度、采样间隔、增益放大倍数和滤波带宽；
16、探头激励电路根据探头激励参数激励发射探头滚轮产生低频声波脉冲信号，并同时产生同步信号；
17、信号采集电路在同步信号的驱动下，根据信号采集参数同步采集接收探头滚轮上的声波全波列信号并转换为声波数据；
18、行车系统驱动整个装置按照行进速度和行进路径在测量区域进行连续测量；
19、控制器对获取的声波数据进行地下结构体的快速成像处理，并根据成像结果调整测量参数。
20、可选地，所述声波地下探测方法还包括：
21、快速成像处理过程中，通过注意力机制进行地下构造界面、孔洞、裂隙区域特征的加强。
22、可选地，所述声波地下探测方法还包括：
23、在控制器中设置等时采集或等间距采集工作模式；
24、在等间距采集工作模式下，根据行进速度和行进时间计算位移，并确定行进路径上的采样间隔。
25、可选地，所述声波地下探测方法还包括：
26、在控制器中搭载质量评估模型，对所采集的声波数据进行质量评估；
27、当声波数据质量不符合所设置的质量标准时，发出提示并调整测量参数。
28、可选地，所述声波地下探测方法还包括：
29、控制器根据地面情况，确定是否开启液体箱；
30、当液体箱开启时，以固定速度在行进方向前端喷洒声信号耦合剂。
31、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
32、本申请提供的一种声波地下探测装置及方法，将声波发射/采集换能器密封在充有耦合剂的滚轮中制成发射/接收探头滚轮，与探头激励电路和信号采集电路配合使用，采用声波的激励和采集实现探测，不会损坏地下结构；滚轮和行车系统的配合使用，能够实现测量区域的连续高速测量；本申请声波发射换能器产生的低频声波脉冲信号，穿透能力强，探测深度最远可达数十米，同时低频信号不易受环境干扰，能够实现地下深部构造体的测量；低频声波脉冲信号接触地下构造界面、裂隙或孔洞等结构，反射形成声波全波列信号，基于该声波全波列信号进行快速处理可实现实时成像及显示，便于观察地下深部构造体结构。
1.一种声波地下探测装置，其特征在于，包括：行车系统以及搭载在所述行车系统上的发射探头滚轮、探头激励电路、接收探头滚轮、信号采集电路、控制器和显示器；所述发射探头滚轮和所述接收探头滚轮位于所述行车系统底部；所述发射探头滚轮与所述探头激励电路连接；所述接收探头滚轮与所述信号采集电路连接；所述控制器分别与行车系统、探头激励电路、信号采集电路以及显示器连接；
2.根据权利要求1所述的声波地下探测装置，其特征在于，还包括安装在行车系统行进方向前端的液体箱；所述液体箱内盛放有声信号耦合剂；所述液体箱与所述控制器连接，用于在控制器的控制下喷洒声信号耦合剂。
3.根据权利要求2所述的声波地下探测装置，其特征在于，所述声信号耦合剂包括水和硅油。
4.根据权利要求1所述的声波地下探测装置，其特征在于，所述声波发射换能器和所述声波采集换能器位于同一水平线上。
5.根据权利要求1所述的声波地下探测装置，其特征在于，所述声波发射换能器和所述声波采集换能器形状相同，均为圆管状、立方体形或喇叭形。
6.一种声波地下探测方法，其特征在于，应用于权利要求1-5中任一项所述的声波地下探测装置；所述声波地下探测方法包括：
7.根据权利要求6所述的声波地下探测方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求6所述的声波地下探测方法，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求6所述的声波地下探测方法，其特征在于，还包括：
10.根据权利要求6所述的声波地下探测方法，其特征在于，还包括：
