與世界上其他任何品牌的探地雷達(dá)不同,挪威KONTUR公司(原3D-Radar公司)使用了步進(jìn)頻率天線陣技術(shù)開發(fā)出了三維探地雷達(dá)系統(tǒng),該技術(shù)始于Egil博士在挪威科技大學(xué)的研究,并取得了美國(guó)①和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織②的專利。
備注:
①7,170,449 Antenna system for Georadar. 2007年1月
②WO 2013/051945 A1 Grounding penetrating radar antenna. 2011年10月
GeoScopeTM三維探地雷達(dá)是目前市場(chǎng)上的步進(jìn)頻率雷達(dá)。利用數(shù)字頻率信號(hào)源替代傳統(tǒng)的脈沖技術(shù),GeoScopeTM可以產(chǎn)生0.5-10毫秒的掃描周期,其中包含了1500個(gè)從100MHz到3GHz不同頻率的連續(xù)信號(hào)。步進(jìn)頻率雷達(dá)有一個(gè)同相接收機(jī),這意味著整個(gè)掃描周期100%可被有效利用。GeoScopeTM MK Ⅳ探地雷達(dá)頻帶寬幾乎達(dá)到3GHz,具有分辨率。
因此,步進(jìn)頻率雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)探測(cè)深度和分辨率之間更好的平衡,在整個(gè)測(cè)量深度范圍內(nèi)都能獲得清晰的圖像,這點(diǎn)優(yōu)勢(shì)使得數(shù)據(jù)處理變得更加簡(jiǎn)單。
在過去的20年中,全球幾乎所有知名研究機(jī)構(gòu)都積極引進(jìn)了KONTUR的三維探地雷達(dá),并開展相關(guān)研究。在我國(guó)三維探地雷達(dá)主要用于路面結(jié)構(gòu)病害的檢測(cè)與研究工作。
三維探地雷達(dá)作為一種檢測(cè)工具,在除路面檢測(cè)的多個(gè)領(lǐng)域中,都具有應(yīng)用及研究?jī)r(jià)值。
在KONTUR 2023代理商年會(huì)上,三維探地雷達(dá)的全球用戶分享了其在隧道檢測(cè)、大壩檢測(cè)、巴黎圣母院大廳勘測(cè)及考古等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用案例。
隧道檢測(cè)
北愛爾蘭·倫敦德里
項(xiàng)目為位于北愛爾蘭倫敦德里(Londonderry)Downhill & Castlerock 鐵路隧道,檢測(cè)目的是檢測(cè)隧道結(jié)構(gòu)環(huán),確定其厚度和數(shù)量。(Locate structure rings:determine thickness and number of rings)
為了盡量減少對(duì)運(yùn)營(yíng)鐵路線的阻礙,本次檢測(cè)采用Kontur三維探地雷達(dá)GeoScope MK IV主機(jī)和A2429空耦天線陣(2.4米寬,29通道)。天線陣固定在檢測(cè)車上專門設(shè)計(jì)的吊臂上,天線陣離開隧道墻壁50cm左右,檢測(cè)速度為40-50公里/小時(shí)。
本項(xiàng)目布設(shè)5條測(cè)線。
分析軟件Examiner,雷達(dá)數(shù)據(jù)三視圖
數(shù)據(jù)分析結(jié)果與報(bào)告
大壩檢測(cè)
意大利
大壩長(zhǎng)150米,最高處達(dá)60米,下段為混凝土結(jié)構(gòu),上段貼花崗巖瓷磚。檢測(cè)目的為探測(cè)是否有空洞等病害。
本次檢測(cè)采用Kontur三維探地雷達(dá)GeoScopeMKIV主機(jī)和G1820地面耦合天線陣。天線陣和主機(jī)及供電電瓶安裝在兩輪拖車上,天線陣離開壩體10cm左右,測(cè)距儀(DMI)安裝在拖車輪上,以測(cè)距輪觸發(fā)采集數(shù)據(jù)。拖車由安裝在壩頂?shù)幕喭弦?,滑輪支撐架可以在壩堤人工移?dòng),確保測(cè)線拼接。
主機(jī)網(wǎng)線接口安裝無線網(wǎng)卡,與壩堤上的筆記本電腦無線通訊,電腦控制采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
分析軟件Examiner總覽圖顯示本次檢測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)線
總覽圖顯示花崗巖瓷磚
巴黎圣母院大廳勘測(cè)
法國(guó)·巴黎
2019年4月15日法國(guó)巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi),整座建筑損毀嚴(yán)重?;馂?zāi)后,采用Kontur三維探地雷達(dá)對(duì)大廳進(jìn)行勘測(cè),探測(cè)過去掩埋的物體。由于室內(nèi)含有有毒粉塵,檢測(cè)人員要求穿戴防護(hù)服。開始采用人工手推方式,效率低;后來改進(jìn)為雷達(dá)系統(tǒng)安裝在機(jī)器人上,極大地提高了數(shù)據(jù)采集效率。
考古應(yīng)用
法國(guó)·歐茲
項(xiàng)目地點(diǎn):法國(guó)歐茲(Eauze)
現(xiàn)場(chǎng)草坪和采集軟件界面
分析軟件Examiner總覽圖顯示的成果
希望以上案例分享能夠?yàn)閺V大用戶提供新的使用思路,拓展更多三維探地雷達(dá)使用場(chǎng)景。歐美大地也希望與您一起探索三維探地雷達(dá)的“各種可能性”。