雷达技术及工程应用实例

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工程雷达检测技术雷达检测原理雷达主频为数十兆赫至千兆赫波段的电磁波以宽频带短脉冲的形式,由地面通过天线发射器发送至地下,一个天线发射电磁波,另一个天线接收来自目标介质界面的反射波。由接收到电磁波的旅行时间、幅度与波形等信息,可推断地下介质的电性结构。雷达技术在工程检测中的应用1、道路检测公路路面、机场跑道的分层厚度、路基病害检测,地基脱空、回填欠实、地下水渗漏等2、隧道检测隧道衬砌厚度、围岩扰动、脱空与空洞等3、桥梁结构检测4、混凝土结构检测混凝土结构中钢筋、电缆等位置分布检测,楼板厚度、衬砌厚度检测,混凝土结构与衬底之间缝隙带、渗水区域检测,建筑结构探伤孔洞、疏松、裂缝、剥离层等缺陷的位置与范围。5、探查地下管网如水管、电力管线、输气管线、热力管线等金属、非金属管线的分布雷达外业检测方法1、测线布置雷达测量之前要建立测区坐标,并布置测线,根据坐标确定测量剖面的平面位置。测线的布置要点是:1、被测目标是一维体,如管线等,测线应彼此平行并垂直于管线长轴,如果管线方向未知,则应采用方格网。2、被测目标是二维体,如基岩面等,测线应按网格状布置,并垂直于基岩面的走向3、根据被测目标水平尺度及要求的水平分辨率确定测线间距,测线间距应小于或等于目标尺度与分辨率,以防目标漏判。4、可以先用大尺度网格初查以确定目标体的范围,再用小网格详查,网格的大小等于目标体的尺度。雷达外业检测方法2、雷达观测方式1、剖面法:发射天线和接收天线以固定间隔沿测线同步移动的测量方式。在移动过程中,得到由一个个记录组成的时间剖面图。横坐标为天线在测线上的位置,纵坐标为雷达脉冲从发射天线出发经目标界面反射回到接收天线的双程走时。2、宽角法是一个天线(Tx)不动,另一个天线(Rx)沿测线移动,记录地下各个不同层面反射波的双程走时的测量方式。剖面法宽角法雷达外业检测方法KON-LD雷达外业检测雷达结果的表示方法波形堆积图灰色电平图伪彩色电平图工程雷达工程实例1、混凝土中管状目标体的雷达同相记录下图是KON-LD雷达探测混凝土模型中垂直埋设的六根管道,其中钢管、空心管各三根。雷达天线由模型左端向右端垂直于管道扫描,在雷达图像上可见六根管道位置均有向下开口的双曲线,由于空心管内充水后反射波较强,形成多次反射。管状目标体的雷达图像2、地下管线的雷达图像记录下图是地下管线的雷达图像,该图像为KON-LD雷达在清华园所做的实例。图中右侧为地下管线的雷达反射波记录图,可见管线的图像特征为一个开口向下的双曲线形态,异常形态清晰、完整,相邻管线的分辨率好。工程雷达工程实例3、地下管线雷达图像下图是KON-LD雷达在北京市第三工程质量检测所做地下管线探测的雷达图像。在对原始数据进行了去除背景、水平滤波、调节增益等处理后,在图中管线的异常形态较为清晰、完整,但相对在一些区域干扰信号也较强。工程雷达工程实例工程雷达工程实例4、城市路面地下管线雷达图像下图是城市路面地下管线探测的雷达图像,显示出不同材质、不同用途管线的图像特征。管道材质不同,反射波强弱不同,彩色雷达图像中管道反射波的颜色亦不同。(下图为美国雷达所做)5、公路路面结构检测公路路面结构检测的主要内容是路面分层厚度的检测,包括垫层、基层和面层。一般简易路面厚10-20cm,高等级公路路面厚20-30cm。下图为KON-LD雷达在内蒙某地所做的公路结构层厚度检测的图像,可以看到电磁波在各个层位的反射信号较强,各界面清楚可见。工程雷达工程实例工程雷达工程实例6、公路路面检测下图是美国雷达所做的路面结构层、公路病害的检测,在图像中病害区域位置明显,易于识别。(收集于劳雷公司网站)工程雷达工程实例7、公路病害的检测公路病害的形成原因是多方面,有本身质量造成的,有自然风化、外界作用、施工质量等产生的,路基问题与路面问题也不是独立形成的,两者相互作用、互相影响。公路路基往往由于含水量过高、承载力不足、压实度达不到要求等原因,而使路基产生过量沉陷,形成空洞、暗穴,有时局部还会产生滑坍等。(KON-LD雷达云南资料)工程雷达工程实例8、公路病害的检测面层在行车荷载的反复作用和自然风化因素的影响下,会逐渐出现损坏,形成路面沉陷、车辙推移、开裂等。另外,由于公路结构层透水性问题使局部集水,而产生软弱体(或软弱层)等病害。图1中部分地区已出现隐伏的裂缝等缺陷,图2中无强反射信号,介质相对均一。混凝土中的钢筋信号明显。(KON-LD雷达云南资料)9、岩体灌浆施工效果检测下图是对松散黄土层压浆处理前后的雷达图像,可见处理后的效果。工程雷达工程实例10、混凝土结构检测左图是KON-LD雷达检测混凝土内部钢筋的雷达图像,右图是KON-LD检测混凝土衬砌内部钢拱架雷达图像,可见处理后的效果。工程雷达工程实例11、隧道衬砌质量检测下图是KON-LD雷达在重庆某隧道所做的隧道衬砌工程实例。图1为原始采集图,可以看到钢筋反应清晰;图2为处理过后的雷达图像。工程雷达工程实例12、隧道衬砌质量检测下图是KON-LD雷达在重庆某隧道所做的隧道衬砌工程实例。下图是经过滤波、增益等处理过的图像。处理过程中增益的调节和显示方式的选择是比较有效的手段,它可以使图像目标更加清晰,易于识别,有时比其他方法都有效。工程雷达工程实例KON-LD雷达工程介绍

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