04_RIS雷达在管线检测实例应用.doc

博泰克RIS雷达管线探测实例应用 一．背景 在我们生活的城市中乃至野外，地下布满了密密麻麻的管线。有天然气管道，光缆，电缆，供水管，污水管等等。在市政开挖的时候，有些管道或电缆光缆可能由于手头资料不足，造成挖断的意外，这就会对人们的正常生活造成巨大的影响。还有，很多工厂企业为了盈利，偷偷埋设排污管道偷排以减少处理废水废料的成本，于是，查找这些偷排管道便成了环保检测部门的一个难题。还有，在工程施工时（例如地铁，建筑），也需要对地下管线排布情况有明确的了解。为此，需要一些管线检测设备对地下管网进行探测。 传统的管线探测设备只能对金属管线进行检测，而目前，水泥管线,PVC和PE管线在社会中的应用越来越普及，传统的检测方法便无法检测。于是就需要更先进科学的检测设备。 使用管线雷达是目前检测管线的一种很好的方法。目前，市场上使用率最高的雷达是意大利IDS公司生产的管线探测雷达系统，它不仅解决检测各种材质管线问题，而且携带操作方便，增加工作效率，更配有专门的软件来绘制管线分布。为人们解决的管线探测中遇到的种种问题。 二．工作原理 探地雷达作为工程物探检测的一项新技术，具有连续、无损、高效和高精度等优点。探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成，根据电磁波在有耗介质中的传播特性，探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz)，当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别隐蔽目标物的目的(见图2)。 图2 探地雷达工作原理示意图 电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的 ，因此根据探地雷达记录上的地面反射波与反射波的时间差ΔT，即可据下式算出异常的埋藏深度H： (1) 式中，H即为目标层厚度； V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示： (2) 式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3×108m/s；ε为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。 雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为： (3) 式中，ε1、ε2为界面上、下介质的相对介电常数。 反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。 雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。 三．意大利管线雷达系统 意大利IDS生产的管线雷达因其卓越的探测性能和完善的售后服务。在全世界已有很广泛的应用，在我国也有很多用户以及应用实例。 意大利管线雷达系统分为三部分：主机，天线，软件。 主机 DETECTOR DUO 主机 K2主机 天线 上图为DETECTOR DUO管线雷达的天线部分，该天线含有250MHz天线和700MHz天线组成天线阵，深部浅部同时测量，既能保证精度，又能提高效率。DETECTOR DUO管线雷达是专门为针对管线探测所研发的雷达系统，也是在目前管线探测中应用最多的。 上图为K2-80MHz天线，它可以探测到埋深更深的管线。 上图为K2-200MHz天线. 3.软件 管线雷达系统的软件包括现场采集处理软件，后处理软件。另外，还有专门的软件来绘制管线走向排布图。 4.现场工作图 5.检测结果 A．使用K2-400MHz 天线在杭州凯旋路的马路边缘处探测金属自来水管，探测方向垂直于马路。图1为实测得到的雷达图，图中红色方框表示自来水管的位置，管线顶部的埋深为1.1米。经过实际开挖验证，该结果和实际情况吻合。 图1 B. 使用200MHz天线在深圳福滨小区测量PVC自来水管道。图2为实测得到的雷达图，图中红色框表示PVC自来水管的位置，管线顶部的埋深约为0.75米。 ” 图2 C．图3为使用K2探地雷达加油站地下探测情况。 图3 D. 图4为在一条测线上检测出多条管线，埋深基本相同。 图4 E..图5为使用DETECTOR DUO双频双通道管线雷达检测结果图。一次检测可以得到两张雷