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北京程鵬科技有限責任公司
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CR-1工程檢測雷達配置及性能指標
CR系列探地雷達由北京程鵬科技有限責任公司自主研發，系統由CR-1探地雷達主機、有GC1500MHz、GC900MHz、GC400MHz、GC270MHz和GC100 MHz等五種型號屏蔽天線、采集和數據處理軟件、測距裝置及雷達配件組成，可用于隧道超前地質預報、隧道襯砌施工質量監控探測、路基路面質量及缺陷探測、橋梁結構及構件的質量及缺陷探測和地下管線探測等領域。
一、基本原理
CR探地雷達由一體主機、天線及相關配件組成(圖1)。相對于探地雷達所用的高頻電磁脈沖而言，通常工程勘探和檢測中所遇到的介質都是以位移電流為主的低損耗介質。在這類介質中，反射系數和波速主要取決于介質的介電常數ε，空氣的相對介電常數為1最小;水的相對介電常數為81最大。雷達工作時，向地下介質發射一定強度的高頻電磁脈沖(幾十兆赫至上千兆赫)，電磁脈沖遇到不同電性介質的分界面時即產生反射或散射，探地雷達接收并記錄這些信號，再通過進一步的信號處理和解釋即可了解地下介質的情況(圖2)。
二、主要特點
? 雷達主機與計算機為一體化設計，便于現場使用;雷達主機基于ARM主板設計，采用WinCE系統，確保雷達主機的穩定性和操作方便性;
? 采集軟件和數據處理軟件采用中文界面，符合國內相關規范要求，并為用戶提供不加密的版本;
? 高頻天線安裝把手，便于隧道等工程檢測用;
? 低頻天線單獨供電，確保探測深度;
? 系統時窗：5ns~1us范圍可調;
? 系統采樣點數：128、256、512、1024、2048、4096、8192可選;
? 系統掃描速度：8～128掃描/秒，可選;
? 波形疊加次數：1～32768，可調;
? 系統探測方式：連續、輪測、人工點測三種可選;
? 顯示方式：彩色、堆積波形可選，調色板可選;
? 水平距離標記：手動、測量輪自動標記可選;
? 硬件三年質保，軟件十年內免費升級。
? 隨儀器為用戶提供儀器操作和數據處理解釋的多媒體演示和典型工程探測圖譜，使用戶很快成為行家里手。
三、性能指標
1、主機性能指標
? CR-1型雷達主機為雷達主機和計算機一體設計雷達系統;
? 兼容性：兼容CR型透地探視儀的全系列天線(十種);
? 連續工作時間：提供兩塊嵌入式鋰電池供電，連續工作≥8小時;
? 體積：≤311 mm×212 mm×61 mm(含航空插座)
? 主機重量：≤2.5 kg
? 整機功耗：15W,內置16.8V、65Wh鋰電池供電或外部電源供電9V～18V;
? A/D：16位;
? 記錄道長度128/256/512/1024/2048/4096/8192可調;
? 時窗范圍：5ns～1us,連續可調;
? 動態范圍：-7dB～130dB;
? 系統信噪比：大于70dB;
? 軟件處理功能：濾波、放大、道間平均、去背景處理;
? 測量方式：逐點測量，距離觸發測量，連續測量可選;
? 顯示方式：偽彩圖、堆積波形或灰度圖;
? 沖擊振動：滿足GJB74.6～85要求;
? 工作溫度：-10℃～+50℃;
? 儲存溫度：-20℃～+60℃;
? 濕熱條件：+30℃，90%。
2、探地雷達配套天線的種類及技術指標
CR探地雷達天線有屏蔽型、非屏蔽型(平板式)和喇叭天線三種類型：
1) 屏蔽型天線主要用于中等深度和淺表層目標探測(公路面積層厚度檢測、地下管線查找、路基缺陷探測等)，有GC1500MHz、GC900MHz、GC400MHz、GC270MHz和GC100 MHz等五種型號;
2) 平板天線主要用于深層目標探測(公路施工前的地質勘察、隧道超前預報、凍土層探測等領域)，有HP200MHz、HP50MHz等二種型號;
3) 喇叭形天線主要用于公路層厚探測，有AL1GHz、AL1.5GMHz和AL2GHz三種。
表1 LTD探地雷達主機和配套天線指標
| 設備名稱 | 尺寸 | 重量 | 探測深度 | 厚度/深度檢測誤差 | 偏移距 | 發射幅度 | 應用范圍 | |
| (cm) | （kg） | (m) | (cm) | （V） | ||||
| CR-1 |
| 2.5 | 計算機、雷達主控系統和鋰電池一體化設計 | |||||
| AL2000MHz |
| 6 | 0.02~0.3 | <3% | 24 | 20 | 喇叭天線主要用于公路面基層厚度檢測 | |
| AL1500MHz |
| 6 | 0.03~0.5 | <4% | 24 | 30 | ||
| AL1000MHz |
| 6 | 0.05~0.6 | <5% | 24 | 30 | ||
| GC1500MHz |
| 1.1 | 0.03~0.5 | <4% | 6 | 40 | 屏蔽天線主要用于淺層、中等深度目標探測 | |
| GC900 MHz |
| 2 | 0.05~1.5 | <6% | 15.2 | 60 | ||
| GC400 MHz |
| 3.8 | 0.10~4 | <10% | 16 | 80 | ||
| GC270 MHz |
| 8.5 | 0.15~5.0 | <10% | 24 | 100 | ||
| HP200 MHz |
| 7.5 | 0.15~10 | <15% | 45 | 400 | 低頻天線主要用于深層目標探測 | |
| GC100 MHz |
| 22 | 0.15~40 | <20% | 90 | 800 | ||
| HP50 MHz |
| 12 | 0.2~30 | <20% | 180 | 1000 |
說明：
1) 收發天線系統的頻率越低，其探測深度越深，但分辨率越低;頻率越高，對目標的分辨能力越高，但探測深度較淺。用戶可根據需要，選擇一套或多套收發系統配置;
2) 各種收發天線系統的探測深度隨土壤環境的不同而不同;
3) 所有天線均可在連續、人工點測或測距輪控制方式下工作。
3、采集軟件CRSample2100的功能
? 在WinCE界面下工作，中文菜單，操作簡單易懂;
? 可動態調試雷達波形參數：如時變放大曲線、時窗、信號位置、掃描速度、采樣點數等;
? 連續探測，數據實時顯示(偽彩色或灰度電平圖)，實時濾波，實時疊加去噪聲;
? 逐點測量，疊加次數1～32768次，可任選;
? 數據實時存儲和事后回放或打印輸出。
4、數據處理分析軟件IDSP6.0的功能
? 在windows界面下工作，中文菜單，符合國內相關行業規范要求，操作簡單易上手;
? 文件頭修改;
? 文件合并與切分;
? 垂直和水平方向上的任意道編輯;
? 振幅增益處理;
? 濾波去噪;
? 奇異性分析(小波分析);
? 反褶積(提高垂向分辨率);
? 希爾伯特變換(相位和幅度估計);
? 層位追蹤和層厚自動計算;
? 自動生成工程評價報表;
? 剖面修飾(包括添加標記、說明、標題等)
? 處理后剖面的輸出和打印。
