DZLD-4000地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用

基本原理

地質(zhì)雷達(dá)由發(fā)射部分和接收部分組成。發(fā)射部分由頻脈沖波的發(fā)射機(jī)和向外輻射電磁波的天線(Tx)組成。通過(guò)發(fā)射天線電磁波以60°~90°的波束角向地下發(fā)射電磁波。發(fā)射波被設(shè)置在某一固定位置的接收天線(Rx)接收，與此同時(shí)接收天線還被接收機(jī)記錄或在終端將兩種顯示出來(lái)。

當(dāng)?shù)叵陆橘|(zhì)中的波速v為已知時(shí)，可根據(jù)測(cè)得的走時(shí)t，由上式求得目標(biāo)體的z。式中x值即收發(fā)距，在剖面測(cè)量中是固定的；v值可用寬角法直接測(cè)量，也可以根據(jù)近似計(jì)算公式：

v ≈ c ε r ( 1 ) vapprox frac{c}{sqrt {varepsilon_{r}}} quadquad(1)v≈εr??c?(1)
其中c cc為光速；ε r varepsilon_{r}εr?為地下介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。

波的雙程走時(shí)由反射脈沖相對(duì)于發(fā)射脈沖的延時(shí)而確定。雷達(dá)圖形常以脈沖反射波的波形形式記錄。波形的正負(fù)峰分別以白色和黑色表示，或以灰階或彩色表示。這樣，同相軸或等灰度、等色線，即可形象地表征出地下反射界面。在波形記錄上，各測(cè)點(diǎn)均以測(cè)線的鉛錘方向記錄波形，構(gòu)成雷達(dá)剖面。

由于探地雷達(dá)的電磁波主要是在非理想介質(zhì)中傳播的所以其衰減的速度非?？欤瑯?gòu)成了雷達(dá)應(yīng)用的主要障礙，即探測(cè)的深度有限。電磁波的電場(chǎng)度隨著距離的衰減規(guī)律是：
E = E 0 d − β r ( 2 ) E=E_{0}d^{-beta_{r}} quadquad(2)E=E0?d−βr?(2)

其中β r beta_{r}βr?為介質(zhì)的吸收系數(shù)，它與介質(zhì)的電性和頻率有關(guān)，根據(jù)計(jì)算可以寫(xiě)為

β r = 60 π ρ r ( 3 ) beta_{r}=frac {60pi}{rhosqrt {r}} quadquad(3)βr?=ρr?60π?(3)

趨膚深度：
δ = 2 ω μ σ ( 4 ) delta = sqrt {frac {2}{omega mu sigma}} quadquad(4)δ=ωμσ2??(4)

地質(zhì)雷達(dá)也稱探地雷達(dá)，是利用頻電磁波束在界面上的反射來(lái)探測(cè)目標(biāo)物，由發(fā)射天線和接收天線組成。發(fā)射天線向地下發(fā)射頻短脈沖電磁波，接收天線則接收來(lái)自地下介質(zhì)交界面的反射電磁波。由于電磁波向地下傳播速度主要受地下介質(zhì)電性控制，在介質(zhì)電性發(fā)生變化的界面，電磁波會(huì)發(fā)生反射。通過(guò)研究電磁波在介質(zhì)中的傳播速度、介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收及介質(zhì)交界面的反射，并用時(shí)間剖面圖像表示出地下各分界面的形態(tài)，從而推測(cè)地下地質(zhì)體及地層結(jié)構(gòu)的分布規(guī)律。

DZLD-4000地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用的工作原理：

★1.可在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理，軟件操作系統(tǒng)平臺(tái)支持Windows8/Windows10，可升級(jí)到Android平臺(tái)；

2.雷達(dá)主機(jī)與200MHz屏蔽天線為一體化設(shè)計(jì)，確保雷達(dá)主機(jī)的穩(wěn)定性和操作方便性；

3.采用超長(zhǎng)偽隨機(jī)脈沖編碼技術(shù)，運(yùn)用軟件控制的全數(shù)字化設(shè)計(jì)，并增加無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/span>

★4.A/D為24位；

5.采樣頻率：100k、200k、250k、285k、400kHz、800kHz（可選）；

6.分辨率：< 2 ps ；

7.時(shí)窗范圍：5ns～1us，可選；

★8.增益設(shè)置功能：用戶可自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，且增益曲線可以分16段現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)；

9.測(cè)量方式：逐點(diǎn)測(cè)量、距離觸發(fā)測(cè)量、連續(xù)時(shí)間測(cè)量可選；

10.顯示方式：偽彩圖、堆積波形或灰度圖；

11.可動(dòng)態(tài)調(diào)試?yán)走_(dá)波形參數(shù)：如時(shí)窗、采樣點(diǎn)數(shù)等；

★12.雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸可同時(shí)支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)兩種方式；

★13.雷達(dá)供電方式為內(nèi)置可充電鋰聚合物電池供電，單塊電池可連續(xù)工作14小時(shí)以上；

14.數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和事后回放或打印輸出。

15.具有現(xiàn)場(chǎng)光標(biāo)回拉定位功能，方便現(xiàn)場(chǎng)管線定位。

16.可采用任何具有WLAN功能的設(shè)備作為顯示、處理、及存儲(chǔ)單元，如筆記本電腦、平板電腦等

DZLD-4000 探地雷達(dá)實(shí)際可探深度4米