探地雷達簡介
我們對10月份與我們的供應商procq合作舉辦的兩年一度的培訓活動的成功感到高興。我們希望與會者發現它的價值，並對新的procq GPR Live印象深刻。我們在2017年混凝土大會上展出了這種新產品。
脈衝與步進頻率雷達
探地雷達利用無線電波來捕捉地麵內部介電特性的變化。這種技術利用發射機和接收機向基板發送和接收無線電波。當波碰到邊界或物體時就會反射。
具體地說，這種反思是由於辯證法常數的變化。介電常數是一種無因次的數字，它與材料暴露在電場中時所能攜帶的電荷有關。
GPR信息通常被視為A掃描、B掃描(即行掃描)或c掃描(即網格掃描)。這些是時間和振幅的圖形表示，在B和C掃描中，是距離。掃描被通俗地稱為“曲線圖”。垂直維度是時間，水平維度是振幅。B線或C線掃描使用顏色來表示振幅，並將這些a線水平地“堆疊”起來，形成一個圖像，該圖像表示沿掃描線穿過地麵的一個切片。水平維度現在是移動的距離相對於垂直顯示的時間(深度)，陰影的強度代表振幅。
脈衝雷達理論
目前用於混凝土掃描和定位的大多數探地雷達設備都使用脈衝雷達。脈衝雷達設備從發射機發送短而強的脈衝，並接收回波信號到接收機。信號的頻率是由天線的大小決定的，因為電流被發送到驅動器杆和脈衝發射波。到目標的距離是由信號通過地麵的速度乘以回波信號被接收回來所需的時間除以2(傳輸和接收)決定的。
脈衝重複頻率對雷達性能有一定影響。低重複頻率可以深入地麵，但目標分辨率較低。重複頻率高，目標分辨率高，但穿透較淺。通過對發射脈衝的內部調製，可以獲得邊際改進。這就是為什麼一個設備會有一個中心頻率，但會脈衝一個頻率範圍，以創建一個盡可能高的深度和分辨率的圖像。然而，天線的物理尺寸限製了發射頻率的頻帶。
步進頻率連續波雷達理論
基於頻率調製連續波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)理論，它是一種特殊的雷達傳感器，它在頻域而不是時域內發送和接收信號。傳輸信號經過調製，使其能夠掃描大範圍的頻率。當信號擊中目標並發射回來時，通過比較接收信號和原始發射信號的頻率來確定距離。
采用了多種背景噪聲去除方法，將數據質量損失降至最低。然後使用傅裏葉反變換將數據轉換到時域，以產生類似於標準時域脈衝雷達係統的最終視圖。這消除了脈衝雷達的物理限製，並允許一個小型手持設備發出極寬的頻率範圍。對於FMCW天線來說，其限製在於接收到的信號數據從頻率到時域的轉換能力為正增益。
SFCW的優點
用一個手持裝置就可以覆蓋很寬的頻率範圍。對於探地雷達應用而言，其結果是一種能夠深入地下並產生高分辨率圖像的設備。SFCW器件的聲噪比也比脈衝雷達器件低得多。當比較深目標時，脈衝雷達設備掃描變得顆粒狀和難以解釋。由於SFCW圖像在轉換到時域時獲得了正增益，因此在整個掃描深度內仍然非常清晰。
Proceq GPR生活
procq GPR Live利用SFCW通過一個手持設備覆蓋廣泛的頻率範圍。步進頻率天線允許在寬頻帶內收集詳細的高分辨率數據集。數據在頻域采集，轉換為時域，下麵顯示的是降噪後正增益的頻率範圍。
在這個逼真的設置上可以看到一個非常清晰的輪廓，以2.25 GHz為中心，淨分量在0.6到3.9 GHz之間，不受低頻率和高頻率噪聲的影響。最終的結果是一種能夠高分辨率掃描到最大深度700毫米的手持探地雷達設備。
澳大利亞的回聲測試
聲波回聲測試(SE)，也被稱為樁完整性測試或低應變樁完整性測試是一種基於使用傳感器記錄錘擊樁頭的響應的測試。它是一種工具，用於評估長度和幾何樁，並確定是否有任何缺陷沿樁的長度。
理論
錘擊產生一個壓縮波陣麵，快速形成一個移動的“棒波”覆蓋樁的橫截麵。在堆結束的地方，加速度計傳感器會返回一個回聲。
這是一個反射圖。反射圖顯示罷工的第一個信號為正(向下)或負(向上);注意這個方向是很重要的，因為它被用來與以後的最大值進行比較。
為了確定深度，在聲波圖上選擇一個“零點”，然後操作員選擇與樁長相對應的最大值點。對於一個完美的列，這是與零點方向相同的下一個最大值。
零點通常被認為是振幅與時間關係圖上可見的第一個最大值，如右側圖中的B所示，這是錘擊作用下樁移動的第一個響應。
如果樁改變幾何形狀(變厚，變薄，有一個包含或中斷)，其他回聲將被返回。回聲也會因剛度的變化而產生，因此，如果樁從土層移動到岩層，或者樁從空氣中移動到地麵，這通常可以在SE反射圖中看到其他最大值。
長岩孔樁
在澳大利亞，尤其是在悉尼，將一定比例的樁基嵌入岩石中是很常見的。當樁與圍岩接觸牢固時，在聲波回波測試中，剛度變化較大會形成另一個回波，由於樁較短，在變岩的重複回波中可能會到達第二個底部回波。
下麵的第一個例子是底部反射可見的部分的放大，但作為一個小的凸起在較早的反射的向下斜坡上。
下麵的第二個例子是一個更極端的例子，底部的反射將一個峰值延伸到一個更寬的頂部，隻有一個可見的彎曲變化。縮放與箭頭顯示底部反射和紅色交叉零點和底部反射挑選。
你可以看到一些特殊的額外能量來自於一個具有複雜地基條件的短樁。通過反複測試來確認這樣的結果是至關重要的，尤其是在樁長和土壤條件未知的情況下。在解釋測試時，應考慮到每一個回聲，因為沒有期望回聲進入土壤，從土壤到岩石或樁底的變化必須被認為是可能的缺陷。
為了保持一致性，操作人員應該對每個測量點進行多次撞擊，並對它們進行比較，移動加速度計和撞擊位置，以每個樁收集三個或更多的數據集，每個數據集都具有相同的信息。如果您不能在一堆上收集一致的數據，那麼您還沒有完全測試它。
短金屬樁
金屬樁隻能在很短的距離內進行測試。它們與周圍土壤接觸的大表麵積意味著在信號衰減之前，隻需要測試1-2米的埋入深度。在下麵的示例數據中零點,一個最初的反射從樁入土和一最終反射從樁基可見。測試可能需要一個較小的金屬錘，大的橡膠頭錘可能彎曲樁或誘導錯誤的能量頻率。
在解釋鋼樁深度的結果時，現場校準的速度是至關重要的，混凝土的假定聲速是不正確的，鋼中的聲速沒有考慮幾何形狀的影響。
請注意，在前麵的例子中，第二個和第三個反射相互之間的距離有多近，信號可能會合並並形成一個拐點，就像前一節中討論的那樣。
