SIR-3000便攜式地質雷達

一、SIR-3000便攜式地質雷達簡介

       地質雷達利用超高頻電磁波探測地下介質分布，它的基本原理是：發射機通過發射天線發射脈沖電磁波訊號。當這一訊號在巖層中遇到探測目標時，會產生一個反射訊號。直達訊號和反射訊號通過接收天線輸入到接收機，放大后由示波器顯示出來。根據示波器有無反射汛號，可以判斷有無被測目標；根據反訊號到達滯后時間及目標物體平均反射波速,可以大致計算出探測目標的距離。

       由于地質雷達的探測是利用超高頻電磁波，使得其探測能力優于例如管線探測儀等使用普通電磁波的探測類儀器，所以地質雷達通常廣泛用于考古、基礎深度確定、冰川、地下水污染、礦產勘探、潛水面、溶洞、地下管纜探測、分層、地下埋設物探察、公路地基和鋪層、鋼筋結構、水泥結構、無損探傷等檢測。

       美國GSSI是目前世界上的生產地質雷達的廠家，它的產品遍布，目前超過4000套，占銷量70%以上，在中國300余套，中國*的65%以上。

創始于1969年的美國地球物理探測公司（GSSI公司），是世界上*家專業研制地質雷達的公司，其前身為美國宇航局。隨著60年代末期美國宇航局專門為阿波羅計劃所研制的儀器，成功地探測到月球表面塵埃之后，世界上*臺進入民用的商用地質雷達得以在美國推出，它就是美國GSSI公司生產的SIR系列地質雷達的前身。它用電磁波為地質勘察服務，為勘察方法起到了革命性的推動作用。1990年GSSI公司兼并給OYO公司，使得其具有了雄厚的資金和進一步研究開發的前景。

在地質雷達行業中，GSSI乃是*的，她有一系列：

    •73年收-發一體化屏蔽天線，使地質雷達從點測進化到連續測量；

    •92年4通道數字化SIR-10A型快速掃描高精度雷達；

    •94年底，在SIR-10A基礎上，首先開發出高速公路測量雷達SIR-10H和空氣耦合型 天線，并在我國首先成功使用和推廣；

     •96年下半年首先研制出重量只有6公斤的便攜式地質雷達SIR-2型。

GSSI公司一系列的不僅和代表了地質雷達在科技方面的先進性，而且始終成為其它公司模仿的*。進入21世紀，GSSI再創輝煌，繼續推出：

     •世界上*套地質雷達三維數據處理軟件；

     •世界上*套掃描速度較快（800線/秒），功能強大的雙通道SIR-20型透地雷達；

     •世界上重量僅4.1公斤（包括電池）的便攜式SIR-3000型透地雷達；

     •陣列天線，和用GPS定位的三維管線探測儀Pathfinder；

     •*的十四通道雷達，可同時作14根測線，覆蓋寬度達1.8米；

二、SIR-3000便攜式地質雷達應用領域

       隨著我國經濟的快速發展，國家對物探領域的巨大投入，地質雷達憑借其廣泛的應用領域及簡單易學的操作，越來越收到廣大用戶的青睞，成為地質災害，工程物探等領域用戶的好幫手。其主要應用有以下幾方面：地質環境調查；地質災害預報，如滑坡、凍土；地形探測；公路、鐵路路面、路基的快速檢測；隧道超前預報及襯砌檢測；市政管線探測；堤壩、橋梁、混凝土的缺陷檢測；考古探測；探測等。

                                      圖1：地質雷達在世界各地的主要應用領域

三、主要性能與特點：

　★ 儀器硬件性能優勢：

　1.SIR-20專業型地質雷達

　  √全金屬外殼加固型筆記本計算機作為數據采集系統，防塵、防潮、防震，提高了野外實用性，穩定性；

　  √目前世界上掃描速度較快的雷達：800線/秒的掃描，支持快速檢測；測量速度可達80公里/小時；

　  √多通道雷達，具有2個硬通道，4個軟通道，可同時接兩根天線進行測量，提高工作效率；

　  √數據實時采集，實時顯示，實時處理。

　2．SIR-3000型便攜式地質雷達

　  √一體化設計；快捷簡易的操作按鈕使用戶在短時間內即可掌握

　  √重量輕，加上內置式可充電電池共4.1kg，便于野外操作；

　  √防塵、防潮、防震設計，性能穩定，堅固耐用；

　  √數據實時采集，實時顯示，實時處理；

　  √高分辨率強光型液晶顯示，可在野外強光下操作；

　  √除了傳統的USB、Ethernet, RS-232等接口外，還配備了*的微型閃存裝置，提供更便捷、快速的數據傳輸方式。

　　         
　　                            圖2：SIR-20主機                                  

                       圖3：SIR-3000主機

3. 天線

　　目前GSSI公司提供的雷達天線種類是多，使購買我們雷達的用戶具有了強大的擴展余地，可滿足不同工程檢測的需要。而且，所有的天線都可與SIR-20/SIR-3000型雷達主機兼容。頻率從16MHz到2600MHz可選；

天線種類參考：

  √低頻組合天線：16 MHz, 20MHz, 35MHz, 40MHz, 80MHz。廠家的專勵產品，可五種頻率變頻，用戶可根據探測深度和地質條件選擇不同的頻率。

  √收發分離式低頻天線：40MHz, 70MHz, 100MHz。

  √單體屏蔽天線：100MHz, 200MHz, 270MHz,400MHz, 900MHz,1GHz, 1.6GHz, 2GHz，2.6GHz。

  √空氣耦合天線：1GHz, 2.0 GHz, 400MHz。

  √井中天線：400MHz, 1000MHz。

4.電纜

　　 天線和主機之間使用*頻蔽的同軸電纜進行數據傳輸，比其他廠家選擇的光纜傳輸方式更加結實耐用，防土、防塵能力強，不受環境限制。

★ 儀器軟件性能優勢：

       GSSI公司開發了各種功能的雷達軟件包更豐富了雷達系統的應用，除了配備的雷達數據后處理軟件，用戶還可根據自己需要選擇特殊功能的軟件模塊，包括：

  √正演軟件：自定義地質模型，模型設置簡單；設計天線首波脈沖；顯示電磁波衰減，幾何傳播特性收發天線方向響應；電磁波垂直、水平極化；電磁波反射、投射特征；電磁波射線路徑顯示；偏移處理。

  √道路結構評估軟件：專門用于公路測量使用，自動去除干擾。高速公路結構分層自動跟蹤分析，顯示樁號、層厚，層厚偏差電子表格。

  √鋼筋結構識別軟件：鋼筋分布深度定位顯示，市政管線分布定位,三維深度切片，鋼筋網透視圖，管線立體定位，建筑物中空洞、裂縫顯示。

  √快速三維成像軟件：2D反演，3D處理和顯示，市政設施三維和二維可視化成象顯示。

  √交互式三維解釋軟件:可交互查看有操作者選取的多個管道或其他目標體,自動識別管道及目標體,快速生成結果.可用不同標識,編輯目標體和管道的尺寸,顏色,材質等。

  √橋梁結構及銹蝕分析軟件：能定位鋼筋并能計算新橋板結構中的鋼筋保護層的厚度,并能用GSSI的方法進行腐蝕區域成圖.針對橋面數據的后處理分析而做的特別改進性設計。

四、主要技術指標

1.1主機

  ※1.1.1雙通道實時數字采集處理器，操作平臺為Windows NT。通道數：可同時記錄2個通道的數據。

  ※1.1.2主機可適配所有高中低頻雷達天線，頻率范圍從16MHz到2600MHz。

  ※1.1.3分辨率：5ps

  ※1.1.4量程增益：-20～100dB，自動或用戶可選；增益曲線分段可以從1～8進行選擇。

  ※1.1.5掃描速率：每秒2～800次掃描可選，具有DSP數據快速采集系統。

  ※1.1.6時基精度：0.02%

  ※1.1.7信噪比：> 110db。

  ※1.1.8動態范圍：120dB。

  ※1.1.9記錄長度：自動或用戶可選，0～8000ns；

  ※1.1.10電源：整個檢測系統只需一個電源系統12VDC，11～15VDC

  ※1.1.11迭加：2～32768個掃描。

  ※1.1.12輸出數據格式：8位或16位可選

  ※1.1.13掃描樣點數：256、512、1024和2048可選

  ※1.1.14相對濕度：<95%

  ※1.1.15溫度變化：<1℃/分，<10℃/30分

  ※1.1.16存儲溫度：-40℃-60℃

  ※1.1.17標準內部數據存儲：>60GB

  ※1.1.18可選外部數據存儲：使用PC并口的任何標準PC外圍設備、USB或以太網接口

2.1天線

  ※2.1.1天線類型：兼容屏蔽式或非屏蔽式、連續拖動或點測、地面直接耦合天線。

  ※2.1.2適配天線基本頻率：16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz、35MHz、70MHz、100MHz、200MHz、270MHz、400 MHz、900MHz和1.6GHz、2.0GHz、2.6 GHz。

  ※2.1.3天線和主機之間用同軸電纜進行數據傳輸，結實耐用，防土、防塵能力強，不受環境限制。

3.1軟件要求

  ※3.1.1主要軟件應包括：基本數據處理、正演軟件、建筑結構分析和市政管線調查、三維分析、橋梁結構分析和三維切片等軟件。

4.1配置要求：

  ※4.1.1 雙通道主機

  ※4.1.2 30米同軸電纜

  ※4.1.3 40米光纖電纜

  ※4.1.4 100MHz單體屏蔽天線

  ※4.1.5 低頻組合天線包括: 16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz,可根據探測深度的需要和地質條件選擇不同的頻率。

  ※4.1.6 測量輪編碼器

  ※4.1.7 電池包（包含電池，充電器各一塊）

  ※4.1.8 數據后處理主軟件

  ※4.1.9 GPRSIM正演軟件