LTD-2600型智能化地質(zhì)雷達(dá)儀
LTD-2600新型智能化地質(zhì)雷達(dá)儀系統(tǒng)。該系統(tǒng)由基于Android系統(tǒng)開發(fā)的雷達(dá)主機(jī)、無縫兼容高重頻天線系列,具備功能強(qiáng)大的采集和事后處理軟件組成,可廣泛應(yīng)用于工程檢測和地質(zhì)勘察等領(lǐng)域。
一、基本原理
LTD探地雷達(dá)由一體化主機(jī)、天線及相關(guān)配件組成(圖1)。針對探地雷達(dá)所用的高頻電磁脈沖而言,通常工程檢測和勘探中所遇到的介質(zhì)都是以位移電流為主的低損耗介質(zhì)。在這類介質(zhì)中,反射系數(shù)和波速主要取決于介質(zhì)的介電常數(shù)ε,空氣的相對介電常數(shù)為1,小;水的相對介電常數(shù)為81,大。雷達(dá)工作時,向地下介質(zhì)發(fā)射高頻電磁脈沖(幾十兆赫至上千兆赫),電磁脈沖遇到不同電性介質(zhì)的分界面時即產(chǎn)生反射或散射,探地雷達(dá)接收并記錄這些信號,再通過進(jìn)一步的信號處理和解釋即可了解地下介質(zhì)的情況(圖2)。
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二、主要特點(diǎn)
1、產(chǎn)品優(yōu)勢
- 與國外產(chǎn)品性能相當(dāng),部分指標(biāo)*特色,性價(jià)比大大高于進(jìn)口產(chǎn)品;
- 采集和后處理軟件采用全中文界面,操作簡單,易學(xué)易用;
2、性能特點(diǎn)
- Android智能操作系統(tǒng)
- 全中文操作界面;
- 10.4寸大屏顯示;
- 支持128G大容量SD卡;
- 全金屬外殼,堅(jiān)固耐用;
- 高亮按鍵背景燈;
- 支持高掃描速度和高掃描點(diǎn)數(shù),提高探測速度同時,保證采樣精度;
- 小時間采樣間隔可達(dá)到5ps,滿足面層測厚精度要求;
- 獨(dú)立式多通道設(shè)計(jì),保證每通道采集的速度和精度滿足公路檢測需求;
- 新型天線的探測速度提高一倍,信噪比指標(biāo)提高30%,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加實(shí)用、美觀;
- 第三代綜合控制電纜,輕便耐用;
- 現(xiàn)場具備連續(xù)、點(diǎn)測或測距輪控制等測量方式,實(shí)時二維圖像顯示;
- 事后處理軟件提供數(shù)據(jù)處理、目標(biāo)判讀、統(tǒng)計(jì)等功能,可實(shí)現(xiàn)二維或三維成像顯示;
- 隨儀器為用戶提供儀器操作和數(shù)據(jù)處理解釋的多媒體演示和典型工程探測圖譜,提供從理論到檢測、從室內(nèi)到野外的培訓(xùn)工作,使用戶很快成為行家里手。
二、 技術(shù)指標(biāo)
1、探地雷達(dá)主機(jī)的技術(shù)指標(biāo)
- 兼容性:兼容LTD全系列地面屏蔽天線、空氣耦合喇叭天線等全系列天線;
- 連續(xù)工作時間:≥4小時;
- 體積:340×268×70 mm;
- 主機(jī)重量:3.5kg;
- 內(nèi)置鋰電池供電,DC+10.8V;
- AD位數(shù):16位;
- 掃描速率:1~1024Hz連續(xù)可選;
8) 記錄道長度:128/256/512/1024/2048/4096/8192可調(diào);
9) 動態(tài)范圍:-7dB~130dB;
- 實(shí)時軟件處理功能:濾波、放大、道間平均、去背景處理;
- 測量方式:逐點(diǎn)測量、距離觸發(fā)測量、連續(xù)測量可選;
- 顯示方式:偽彩圖、堆積波形或灰度圖可選;
- 工作溫度:-10~+50℃;
- 儲存溫度:-20~+60℃;
- 濕熱條件:+30℃,90%。
2、探地雷達(dá)配套天線的種類及技術(shù)指標(biāo)
LTD探地雷達(dá)天線有地面耦合屏蔽型、空氣耦合喇叭型和非屏蔽型(平板式)等三種類型:
- 屏蔽型天線主要用于中等深度和淺表層目標(biāo)探測(公路面積層厚度檢測、地下管線查找、路基缺陷探測等),有GC100MHz、GC270MHz、GC400MHz、GC900MHz、GC1500 MHz等五種型號;
- 喇叭形天線主要用于公路面基層厚度快速檢測,有AL1000MHz、AL1500MHz、AL2000MHz和AL2500MHz四種型號;
- 平板天線主要用于野外深層目標(biāo)探測(公路施工前的地質(zhì)勘察、隧道超前預(yù)報(bào)、凍土層探測等領(lǐng)域),有HP50MHz、HP100MHz、HP200MHz等三種型號。
表1 LTD探地雷達(dá)主機(jī)和配套天線指標(biāo)
設(shè)備名稱 | 尺寸 (cm) | 重量 (kg) | 探測深度 (m) | 厚度/深度檢測誤差 | 偏移距 (cm) | 發(fā)射幅度 (V) | 應(yīng)用范圍 |
LTD-2600 | 34×26.8×7 | 3.5 | | | | | 主控系統(tǒng) |
AL2500MHz | 43×23.5×46.5 | 4.0 | 0.02~0.2 | <3% | 24 | 20 | 喇叭天線主要用于公路面基層厚度檢測 |
AL2000MHz | 43×23.5×46.5 | 4.0 | 0.02~0.3 | <3% | 24 | 20 |
AL1500MHz | 43×23.5×46.5 | 4.0 | 0.03~0.5 | <3% | 24 | 30 |
AL1000MHz | 43×23.5×46.5 | 4.0 | 0.05~0.6 | <5% | 24 | 30 |
GC1500MHz | 22×12×13.5 | 1.1 | 0.03~0.5 | <4% | 6 | 40 | 屏蔽天線主要用于中、淺層目標(biāo)探測和定位 |
GC900 MHz | 29.5×21.5×16.5 | 1.9 | 0.05~1.0 | <6% | 13 | 60 |
GC400 MHz | 32×32×21 | 3.8 | 0.10~3.0 | <10% | 16 | 80 |
GC270 MHz | 45×45×24 | 8.5 | 0.15~5.0 | <10% | 24 | 100 |
HP200 MHz | 45×12 | 7.5 | 0.15~8 | <15% | ~45 | 600 | 低頻天線主要用于深層目標(biāo)探測 |
GC100 MHz | 82×75×29 | 22 | 0.15~25 | <20% | ~90 | 800 |
HP50 MHz | 180×12 | 12 | 0.2~30 | <20% | ~180 | 1000 |
說明:
- 收發(fā)天線系統(tǒng)的頻率越低,其探測深度越深,但分辨率越低;頻率越高,對目標(biāo)的分辨能力越高,但探測深度較淺。用戶可根據(jù)需要,選擇一套或多套收發(fā)天線配置;
- 各種收發(fā)天線系統(tǒng)的探測深度隨土壤環(huán)境的不同而有所變化;
- 所有天線均可在連續(xù)、人工點(diǎn)測或測距輪控制方式下工作。
3、LTD探地雷達(dá)軟件功能介紹
(1)采集軟件LTDSample2600的功能:
- 采集軟件實(shí)現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集、存儲、回放和現(xiàn)場的簡單判讀等功能;
- 在易上手的Android系統(tǒng)界面下工作,中文菜單,參數(shù)調(diào)節(jié)“手指之間,隨心所致”;
- 可動態(tài)調(diào)試單道雷達(dá)波形參數(shù):天線頻率、信號位置、時窗、掃描速度、采樣點(diǎn)數(shù)、時變增益、道間隔、采集方式等雷達(dá)參數(shù);
- 現(xiàn)場可實(shí)現(xiàn)連續(xù)探測(時間控制)、測距輪控制(距離控制)或人工點(diǎn)測(人為設(shè)置道間距)方式的實(shí)時數(shù)據(jù)采集,并可以偽彩色、灰度或單道波形的形式連續(xù)顯示。
(2)事后數(shù)據(jù)處理分析軟件IDSP6.0的功能
- IDSP6.0具備雷達(dá)數(shù)據(jù)整理、處理、分析、智能判讀、統(tǒng)計(jì)、成果輸出等功能;
- 在windows界面下工作,中文菜單,符合國內(nèi)相關(guān)行業(yè)規(guī)范要求,下拉式菜單和圖標(biāo)具實(shí)時提示功能,操作簡單易懂;
- 支持快捷操作,省心省力易用;
- 文件頭信息完善,數(shù)據(jù)整理功能;
- 文件合并與切分;
- 垂直和水平方向上的任意道編輯;
- 振幅增益自動或人工處理;
- 濾波去噪;
- 奇異性分析(小波分析);
- 反褶積(提高垂向分辨率);
- 希爾伯特變換(相位和幅度估計(jì));
- 公路層位追蹤和層厚自動計(jì)算;
- 地質(zhì)病害判讀、標(biāo)識及統(tǒng)計(jì)功能;
- 工程評價(jià)報(bào)表生成及打印;
- 雷達(dá)數(shù)據(jù)剖面修飾(包括添加標(biāo)記、說明、標(biāo)題等);
- 處理后剖面的編輯、成圖、輸出和打印。
四、設(shè)備圖片及應(yīng)用
隨時域電磁場理論和相關(guān)電子技術(shù)的不斷發(fā)展,探地雷達(dá)的應(yīng)用從初的對弱衰減介質(zhì)冰層的厚度探測,發(fā)展到工程檢測和地質(zhì)勘察領(lǐng)域,其應(yīng)用范圍已遍及城市建設(shè)、交通、水利、環(huán)保、考古、農(nóng)田和國防等部門。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于:
(1)軍事部門:構(gòu)筑工事前的地質(zhì)勘察和地下工事探測、地下未爆彈藥和埋藏軍械的查找金屬或非金屬埋設(shè)物(例如地下管道、電纜線等);
(2)交通部門:公路施工質(zhì)量(包括面基層厚度和存在隱患)和運(yùn)營情況,鐵路路基隱患等目標(biāo)的連續(xù)無損檢測;
(3)地質(zhì)勘探部門:巖層、空洞、斷層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水以及地下礦藏等目標(biāo)的查找和描述;
(4)建設(shè)部門:隧道襯砌質(zhì)量、橋梁結(jié)構(gòu)和存在病害、建筑物內(nèi)的鋼筋分布探測、挖孔樁樁底地質(zhì)病害探測;
(5)水利部門:江、河、湖泊的大壩存在隱患檢測、床面測繪及水下目標(biāo)探測;
(6)市政部門:金屬或非金屬地下管線位置和走向探測、地下塌陷的預(yù)警探測;
(7)考古部門:古墓和古遺址探測。