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本公司是內燃機后...
探地雷達在新興領域的發(fā)展與應用
一、研發(fā)背景
自上世紀70年代以來，隨著電子技術的迅猛發(fā)展以及先進數據處理技術的開發(fā)應用，探地雷達也有了更深層次的研究，其實際應用范圍也在迅速擴大，已經從冰層、鹽礦等弱耗介質逐漸擴展到土層、煤層及巖層等有耗介質，在考古、礦產資源勘探、災害地質勘查、巖土工程調查、工程質量檢測、工程建筑物結構調查等眾多領域均發(fā)揮出了重要作用。如今，應用在地面監(jiān)測、鉆孔、煤礦探水以及航空衛(wèi)星上的探地雷達系統(tǒng)也已面世，不但使人們在生產生活中的安全隱患大大減少，而且也為人類探索未知世界創(chuàng)造了更多有利條件。
在我國，探地雷達的研究和應用也逐漸趨于成熟，多家科技公司紛紛推出了具有自主知識產權的多種規(guī)格和型號的探地雷達產品。作為一家高新科技企業(yè)，我司在總結前人經驗的基礎上，根據微波的傳播特性，利用其對電磁衰減大的非金屬材料具有較強的穿透能力，不穿透導電性好的材料以及其對材料、結構和產品的性質、缺陷能夠進行非破損檢測與診斷的技術特點，研發(fā)設計出了多款經濟適用的探地雷達產品，在水泥管道、高速公路、地雷的探測以及塌方搜救、室內人員定位等項目中均體現出了較強的技術和性能優(yōu)勢，在業(yè)界贏得了良好的口碑和眾多用戶的支持。
二、探地雷達工作原理
(一)傳統(tǒng)探地雷達工作原理
由于雷達波是頻率為300MHz-300GHz 的微波，屬于電磁波，其真空中相應的波長為lm-lmm ，在電磁波譜上處于遠紅外線至無線電短波之間。當波長遠小于物體尺寸時，微波的傳導和幾何光學相似，即在各向同性均勻介質中具有直線傳播、反射折射的性質；而當波長接近物體尺寸時，微波又有近于聲波的特點；加之其對物體的電磁特性十分敏感，所以研究人員利用了雷達波的這些特點研制出了探地雷達，即通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，再通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質中傳播時遇到存在電性差異的界面時發(fā)生反射，根據接收到電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷地下介質的空間位置、結構、形態(tài)和埋藏深度等。
例如在壩體滲漏探測中，滲透水流使?jié)B漏部位或浸潤線以下介質的相對介電常數增大，與未發(fā)生滲漏部位介質的相對介質常數有較大的差異，在雷達剖面圖上產生反射頻率較低反射振幅較大的特征影像，以此可推斷發(fā)生滲漏的空間位置、范圍和埋藏深度。
探地雷達工作原理示意圖
電磁波碰到地下物體后的反射示意圖
探地雷達記錄的回波曲線
（二）新型深層探地雷達原理設計及構成
以上兩圖是我司深層探地雷達的原理設計及構成，其是利用地下不同物質電阻率不同的原理，結合人工超低頻電磁波的良好的穿透能力及現代弱信號處理技術，通過對礦山災害水體反射的某些特征信號的反演，確定其在地層中的有無及位置信息。通過提取特征信號的特征參數，再結合相關證據理論融合算法，完成對地層地質信息的立體反演。
三、探地雷達優(yōu)勢及特點
1、采用大幅度脈沖發(fā)射機，增加了探測深度，且具有較強的抗干擾能力。
2、可快速檢測，且同時接多根天線進行測量，可與RAMAC 100，250，500和800兆屏蔽天線兼容，用戶可根據探測深度需要選擇不同的天線。從而提高工作效率；
3、良好的防塵、防潮、防震以及無同步電纜（即發(fā)射機和接收機之間采用無線方式進行同步）設計，更適合野外勘探作業(yè)，使其在野外工作具有更強的穩(wěn)定性和實用性；
4、具有內置數據自動疊加功能，可以使數據質量和采集速度達到較佳值；且該雷達不需要光纖或電纜，因此數據傳輸質量好；
5、支持光標進行深度校準和確定目標；
6、系統(tǒng)選用內置式可充電電池，結構緊湊、性能堅固耐用、重量輕，運輸和使用均十分便利；
7、效率高、成本低，每千米作業(yè)面作業(yè)時間小于1小時，采集勞動強度小，設備輕便； ；
8、插入和播放捆包軟件，操作簡單，適用范圍廣。
四、主要技術指標和性能參數
1、探測作用距離：井下≥200m；地面≥1500m；
2、探測分辨率：≤5m，根據具體要求分辨率可調；
3、每千米作業(yè)面作業(yè)時間：≤1小時；
4、顯示：14.1寸高性能專用筆記本電腦顯示;
5、電源：井下24V可充電電源，連續(xù)工作時間8小時；地面140～240V發(fā)電機電源，連續(xù)工作12小時以上；
6、重量：井下≤20kg；地面≤35kg；單體重量 ≤10kg
7、工作溫度：-40 ℃ ～+60 ℃
8、前放增益：8，32
9、主放增益：16，32，64，128，512，1024
10、工作基頻：領先、二、三、四基頻
11、采樣時窗：≥ 30門
12、動態(tài)范圍：180dB
13、分辨率：較大29位
14、輸出：較大100A
15、A/D轉換：24bit
五、應用范圍
探地雷達用途十分廣泛，涉及到我們日常生產生活的方方面面，在市政工程實施、地下管線檢測、礦藏探測、隧道超前預報、公路的施工、勘察和養(yǎng)護、塌方救援以及人員定位等項目中無不用到該產品，其具體應用領域如下：
1、可用于檢測各種材料，如巖石、泥土、礫石，以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成等；
2、可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線、纜線管道、孔洞、基礎層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置等；
3、可檢測不同巖層的深度和厚度，并常用于地面作業(yè)開工前對地面作一個廣泛的調查等。
4、煤礦含水層探測，斷層產狀及含水性探測，煤層采空區(qū)、老窖區(qū)積水探測；
5、探測金、銀、銅、鐵、鋅等良導性礦埋深和產狀，探測蘊礦構造；
6、探測非煤礦井老窖及其含水性；
7、干旱地區(qū)尋找地下水等。
六、工程實例
1、探地雷達在公路施工質量檢測中的應用
路段層厚及鋼筋分布雷達剖面
3、探地雷達在煤礦探水中的應用
上圖中領先張為為某金礦區(qū)深部找礦工作。該礦區(qū)兩側發(fā)育有斷裂，己知金礦受沂水湯頭次級斷裂控制，為蝕變巖型金礦。為了探明金礦在深部的蘊藏遠景，必須探明次級斷裂帶的延伸情況。為此，在該區(qū)布置了10條探測剖面，圖為第10線剖面的二維反演結果。
第二張圖為某重度危礦，經探測，設計出最可能的礦區(qū)鉆孔4處，現已發(fā)現有工業(yè)價值礦石3處，領先不是礦石的是廢棄礦井老害水。
該礦為廢棄煤礦，因水害嚴重導致礦井廢棄，已知井下采空區(qū)已積水?？碧浇Y果如圖所示，在距離地面450 到500 米位置，水平剖面可以明顯看出該區(qū)域已經明顯存在大量積水（藍色區(qū)域），垂直剖面也可以看出在450 到500 米區(qū)域，有積水存在（藍色區(qū)域），并且互相連接貫通。
該地區(qū)地下為高阻區(qū)（空洞），綿延2 平方公里，發(fā)生洪澇災害時，地面水回灌入地下溶洞，引起地質發(fā)生變化，地面產生震動。當洪災過后，溶洞中的水滲漏，地質結構再次發(fā)生變化，地面再次產生震感，這就是該地區(qū)發(fā)生3000 多次3 級以下地震而沒有強震的原因。
4、探地雷達在其它領域的應用
七、技術支持與售后服務
“精益求精，追求有效”為我司一貫的宗旨，“技術創(chuàng)新、品質優(yōu)良、服務周到”是我司自成立以來一直秉持的經營理念，正是憑借著高效、優(yōu)質、快捷的服務，我司贏得了廣大用戶與業(yè)界同仁的一致好評。
我司設有專門的技術咨詢和售后服務中心，負責向所有用戶提供有關設備使用和維護等方面的技術咨詢和售后服務，及時解決用戶在產品使用過程中遇到的各種難題和困擾，在解除用戶的后顧之憂的同時保障用戶的切身利益。
漢藍凈化，真誠地為您服務！
漢藍凈化，愿與社會各界人士攜手共進，為還原藍天本色貢獻力量！
自上世紀70年代以來，隨著電子技術的迅猛發(fā)展以及先進數據處理技術的開發(fā)應用，探地雷達也有了更深層次的研究，其實際應用范圍也在迅速擴大，已經從冰層、鹽礦等弱耗介質逐漸擴展到土層、煤層及巖層等有耗介質，在考古、礦產資源勘探、災害地質勘查、巖土工程調查、工程質量檢測、工程建筑物結構調查等眾多領域均發(fā)揮出了重要作用。如今，應用在地面監(jiān)測、鉆孔、煤礦探水以及航空衛(wèi)星上的探地雷達系統(tǒng)也已面世，不但使人們在生產生活中的安全隱患大大減少，而且也為人類探索未知世界創(chuàng)造了更多有利條件。
在我國，探地雷達的研究和應用也逐漸趨于成熟，多家科技公司紛紛推出了具有自主知識產權的多種規(guī)格和型號的探地雷達產品。作為一家高新科技企業(yè)，我司在總結前人經驗的基礎上，根據微波的傳播特性，利用其對電磁衰減大的非金屬材料具有較強的穿透能力，不穿透導電性好的材料以及其對材料、結構和產品的性質、缺陷能夠進行非破損檢測與診斷的技術特點，研發(fā)設計出了多款經濟適用的探地雷達產品，在水泥管道、高速公路、地雷的探測以及塌方搜救、室內人員定位等項目中均體現出了較強的技術和性能優(yōu)勢，在業(yè)界贏得了良好的口碑和眾多用戶的支持。
二、探地雷達工作原理
(一)傳統(tǒng)探地雷達工作原理
由于雷達波是頻率為300MHz-300GHz 的微波，屬于電磁波，其真空中相應的波長為lm-lmm ，在電磁波譜上處于遠紅外線至無線電短波之間。當波長遠小于物體尺寸時，微波的傳導和幾何光學相似，即在各向同性均勻介質中具有直線傳播、反射折射的性質；而當波長接近物體尺寸時，微波又有近于聲波的特點；加之其對物體的電磁特性十分敏感，所以研究人員利用了雷達波的這些特點研制出了探地雷達，即通過發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，再通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質中傳播時遇到存在電性差異的界面時發(fā)生反射，根據接收到電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷地下介質的空間位置、結構、形態(tài)和埋藏深度等。
例如在壩體滲漏探測中，滲透水流使?jié)B漏部位或浸潤線以下介質的相對介電常數增大，與未發(fā)生滲漏部位介質的相對介質常數有較大的差異，在雷達剖面圖上產生反射頻率較低反射振幅較大的特征影像，以此可推斷發(fā)生滲漏的空間位置、范圍和埋藏深度。
探地雷達工作原理示意圖 電磁波碰到地下物體后的反射示意圖探地雷達記錄的回波曲線以上兩圖是我司深層探地雷達的原理設計及構成，其是利用地下不同物質電阻率不同的原理，結合人工超低頻電磁波的良好的穿透能力及現代弱信號處理技術，通過對礦山災害水體反射的某些特征信號的反演，確定其在地層中的有無及位置信息。通過提取特征信號的特征參數，再結合相關證據理論融合算法，完成對地層地質信息的立體反演。
三、探地雷達優(yōu)勢及特點
1、采用大幅度脈沖發(fā)射機，增加了探測深度，且具有較強的抗干擾能力。
2、可快速檢測，且同時接多根天線進行測量，可與RAMAC 100，250，500和800兆屏蔽天線兼容，用戶可根據探測深度需要選擇不同的天線。從而提高工作效率；
3、良好的防塵、防潮、防震以及無同步電纜（即發(fā)射機和接收機之間采用無線方式進行同步）設計，更適合野外勘探作業(yè)，使其在野外工作具有更強的穩(wěn)定性和實用性；
4、具有內置數據自動疊加功能，可以使數據質量和采集速度達到較佳值；且該雷達不需要光纖或電纜，因此數據傳輸質量好；
5、支持光標進行深度校準和確定目標；
6、系統(tǒng)選用內置式可充電電池，結構緊湊、性能堅固耐用、重量輕，運輸和使用均十分便利；
7、效率高、成本低，每千米作業(yè)面作業(yè)時間小于1小時，采集勞動強度小，設備輕便； ；
8、插入和播放捆包軟件，操作簡單，適用范圍廣。
四、主要技術指標和性能參數
1、探測作用距離：井下≥200m；地面≥1500m；
2、探測分辨率：≤5m，根據具體要求分辨率可調；
3、每千米作業(yè)面作業(yè)時間：≤1小時；
4、顯示：14.1寸高性能專用筆記本電腦顯示;
5、電源：井下24V可充電電源，連續(xù)工作時間8小時；地面140～240V發(fā)電機電源，連續(xù)工作12小時以上；
6、重量：井下≤20kg；地面≤35kg；單體重量 ≤10kg
7、工作溫度：-40 ℃ ～+60 ℃
8、前放增益：8，32
9、主放增益：16，32，64，128，512，1024
10、工作基頻：領先、二、三、四基頻
11、采樣時窗：≥ 30門
12、動態(tài)范圍：180dB
13、分辨率：較大29位
14、輸出：較大100A
15、A/D轉換：24bit
五、應用范圍
探地雷達用途十分廣泛，涉及到我們日常生產生活的方方面面，在市政工程實施、地下管線檢測、礦藏探測、隧道超前預報、公路的施工、勘察和養(yǎng)護、塌方救援以及人員定位等項目中無不用到該產品，其具體應用領域如下：
1、可用于檢測各種材料，如巖石、泥土、礫石，以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成等；
2、可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線、纜線管道、孔洞、基礎層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置等；
3、可檢測不同巖層的深度和厚度，并常用于地面作業(yè)開工前對地面作一個廣泛的調查等。
4、煤礦含水層探測，斷層產狀及含水性探測，煤層采空區(qū)、老窖區(qū)積水探測；
5、探測金、銀、銅、鐵、鋅等良導性礦埋深和產狀，探測蘊礦構造；
6、探測非煤礦井老窖及其含水性；
7、干旱地區(qū)尋找地下水等。
六、工程實例
1、探地雷達在公路施工質量檢測中的應用
路段層厚及鋼筋分布雷達剖面
公路下的脫空檢測剖面
2、探地雷達在隧道檢測中的應用 3、探地雷達在煤礦探水中的應用
上圖中領先張為為某金礦區(qū)深部找礦工作。該礦區(qū)兩側發(fā)育有斷裂，己知金礦受沂水湯頭次級斷裂控制，為蝕變巖型金礦。為了探明金礦在深部的蘊藏遠景，必須探明次級斷裂帶的延伸情況。為此，在該區(qū)布置了10條探測剖面，圖為第10線剖面的二維反演結果。
第二張圖為某重度危礦，經探測，設計出最可能的礦區(qū)鉆孔4處，現已發(fā)現有工業(yè)價值礦石3處，領先不是礦石的是廢棄礦井老害水。
該礦為廢棄煤礦，因水害嚴重導致礦井廢棄，已知井下采空區(qū)已積水?？碧浇Y果如圖所示，在距離地面450 到500 米位置，水平剖面可以明顯看出該區(qū)域已經明顯存在大量積水（藍色區(qū)域），垂直剖面也可以看出在450 到500 米區(qū)域，有積水存在（藍色區(qū)域），并且互相連接貫通。
該地區(qū)地下為高阻區(qū)（空洞），綿延2 平方公里，發(fā)生洪澇災害時，地面水回灌入地下溶洞，引起地質發(fā)生變化，地面產生震動。當洪災過后，溶洞中的水滲漏，地質結構再次發(fā)生變化，地面再次產生震感，這就是該地區(qū)發(fā)生3000 多次3 級以下地震而沒有強震的原因。
4、探地雷達在其它領域的應用
七、技術支持與售后服務“精益求精，追求有效”為我司一貫的宗旨，“技術創(chuàng)新、品質優(yōu)良、服務周到”是我司自成立以來一直秉持的經營理念，正是憑借著高效、優(yōu)質、快捷的服務，我司贏得了廣大用戶與業(yè)界同仁的一致好評。
我司設有專門的技術咨詢和售后服務中心，負責向所有用戶提供有關設備使用和維護等方面的技術咨詢和售后服務，及時解決用戶在產品使用過程中遇到的各種難題和困擾，在解除用戶的后顧之憂的同時保障用戶的切身利益。
漢藍凈化，真誠地為您服務！
漢藍凈化，愿與社會各界人士攜手共進，為還原藍天本色貢獻力量！
