雷达探测实例资料
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探地雷达探测地裂缝的几个实例李远强【摘要】由于地裂缝的形成原因多样,宽度小,展布特征特殊,采用探地雷达进行地裂缝探测,一般很难达到良好的探测效果.通过探地雷达在地下采空、活动断裂、地下水超采等3种不同原因产生的地裂缝上进行探测并取得较好波形图像的实例,介绍了从天线配置、测线布置到资料处理、图像解释等工作流程,总结了不同成因类型地裂缝的探地雷达波形特征.通过实地探孔、探槽验证,说明探地雷达法探测结果准确,探测结果准确反映了地裂缝深部的发育状况和发现新的地裂缝,对分析地裂缝的成因和机理提供了科学依据.%As ground fissures are characterized by varied geneses, small width and special distribution, the utilization of Ground Penetrating Radar ( GPR) for ground fissure exploration can hardly attain ideal exploration result. Exemplified by relatively good waveform images obtained in GPR exploration of ground fissures of three different geneses ( underground mining-out, active faults and groundwa-ter over-exploitation) , this paper describes the working procedure from antenna arrangement, survey line deployment to data processing and image interpretation, and sums up GPR waveform characteristics of ground fissures of different genetic types. Drilling and trench verification shows that the exploration results of GPR are accurate. The GPR exploration can accurately reflect the development situation of ground fissures in depth and detect new ground fissures, thus providing scientific basis for analyzing the genesis and mechanism of the ground fissure.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】4页(P651-654)【关键词】地裂缝;探地雷达;波形特征;活动断裂【作者】李远强【作者单位】北京市地质研究所,北京 100120【正文语种】中文【中图分类】P631地面裂缝简称地裂缝,是地表岩层、土体在自然因素或人为因素作用下,产生地层开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。
荥阳娘娘寨遗址 探地雷达检测报告北京博泰克机械有限公司目 录1概述 (3)1.1工程概况 (3)1.2 工作内容 (3)2现场探测 (4)2.1仪器设备 (4)2.2主要采集参数 (5)2.3探测方法原理 (6)3探测结果与分析 (8)3.1资料分析与解释 (8)3.2检测结果 (9)1概述1.1工程概况本次探测主要是对荥阳娘娘寨遗址进行考古探测。
娘娘寨遗址是郑州市文物考古研究院于2004年8月份配合国家重点工程南水北调文物点调查复核时新发现的西周至战国时期的古城址。
郑州市文物考古研究院当时对其进行了试掘,发现该遗址文化层堆积较厚,为1-5米,保存有两周时期夯土城墙。
本次使用探地雷达进行探测主要是为了对以开始挖掘的一个墓穴和基本探明的墓穴进行探测,主要是为了能够确定墓穴的范围和其中的部分藏品。
1.2 工作内容根据任务要求,于2009年7月1日下午对开始在娘娘寨遗址进行探测,分别对以开挖的一个墓穴和一基本探明的墓穴进行探测。
探测地点:河南省荥阳市娘娘寨遗址探测时间:2009年7月1日探测方:北京博泰克机械有限公司天气情况:晴天2现场探测2.1仪器设备本次检测主要采用了两套设备。
一套做浅层高分辨率探测设备为意大利IDS 公司最新推出的多频天线阵—MF天线阵。
对深层进行探测的设备为意大利IDS 公司生产的RIS K2探地雷达系统,采用的天线为40MHz天线,最大探测深度为20米。
2.1.1 MF天线阵功能介绍•高速主机:目前雷达领域处理速度和采集速度最快的主机,超高的扫描速率满足高速探测。
主机能提供极高的叠加数,对各雷达图的各个深度都能清晰显示、从而使探测深度达到最大•可扩展式配置:系统中的天线数量可以任意添加,用户可根据实际情况设定•多频天线:每个天线模块包含200MHz和600MHz两个频率的天线,实现探测深度和精度达到最完美的组合•无线连接:主机和电脑之间为无线连接,电脑单元可以远离主机进行操作。
迪庆州纳帕海国际重要湿地综合治理项目溶洞群区域物探(地质雷达)勘察说明一、概况纳帕海湿地自然保护区位于云南省迪庆藏族自治州中甸盆地西北,地理位置为东经99.37~99.43、北纬27.49~27.55间,行政区划上属迪庆藏族自治州中旬县管辖,距离中甸县城约9公里左右。
区域地质上位于青藏高原东南边缘、横断山脉南段北端。
主要为盆地地貌,周边为高山深沟地貌。
纳帕海自然保护区为全县最大的草原,面积约3125平方公里、平均海拔3200米以上、湖泊积水面积660平方公里。
那曲河、奶子河等十余条河流经草原注入纳帕海。
纳帕海西北面有天然落水洞,纳帕海海水经过溶洞,流入金沙江。
纳帕海省级自然保护区,是横断山脉石灰岩上发育形成的喀斯特型低纬度高海拔季节性高原沼泽湿地,是我国湿地的独特类型,2005年被批准列入“国际重要湿地名录”。
纳帕海湿地处在青藏高原东南边缘寒温带,属西南季风控制的区域范围内,干湿季分明。
年平均气温5.4℃,最热月均温度为13.2℃,最冷月均温3.8℃,全年无夏,冬季长达8个月之久。
年降水量619.9mm,雨量集中在6~9月,占年降雨量的76%;年蒸发量1690.1mm,相对湿度为70%,无霜期为131d。
全年降雪日数24.8d,积雪期长达4个月之久,具有高寒、年均温低、霜期长、降水少、冬春季干旱、气温年较差和日较差大、冬季漫长而寒冷的特点。
盆地内水量补给主要为降雨、地表径流、冰雪融水和湖两侧沿断裂带上涌的泉水。
图一:纳帕海自然保护区位置图根据相关合同文件,本次纳帕海自然保护区北端岩溶物探(地质雷达)勘察工作的主要任务是:运用地质雷达低频电磁波勘察技术,针对纳帕海海水的出口----地下溶洞及其所在区域开展地质勘察工作。
本次物探工作的目的,是配合钻探等手段:①查明地下溶洞的位置、埋深,评估溶洞的充填情况等,为纳帕海湿地自然保护区工程地质条件评价及相关设计提供必要的地质依据。
②查明地下溶洞所在区域地下岩土分层厚度变化、基岩埋深、岩石强弱风化界面埋深、有无滑动面等,为纳帕海湿地自然保护区工程地质条件评价及相关设计提供必要的地质依据。
应用实例一:自动门控制、ATM提款机自动录像控制
本电路作用距离4-15米连续可调,和热释电红外探测器相比,具有抗强光干扰,探测距离远,不受温、湿度影响等优点。
电路原理简述:图中U1是微波感应探测器模块,通过K202,K203,R202,R219向模块提供2kHz 的脉动电源(能产生频率为2khz 高电平宽度为20uS的电路很多,如使用反向器CD4069、lm555 等),K201在U1起作用期间导通,把U1输出的反应物体移动的低频信号选通输出, C202为采样保持电路,保证信号的连续和完整。
由LM358组成的两极低通放大电路把U1的输出放大,在LM358的1脚输出。
可调电阻R213 用于调整一级放大器的增益,调整R213的大小可以调整探测距离。
应用实例二:火车自动信号机开关电路
作用距离:1-9米连续可调。
这种电路的抗干扰能力更强,调整范围更大,可以应用于野外
和条件较为恶劣的场所使用。
原理简述:上图是一个完整的应用电路,U3D(LM339)及周围相关元件组成2kHz 低占空比振荡
器,P1,P2 提供脉动电源和选通。
E9为采用保持电容,反应物体移动的低频信号经过LM324 A、
B 及周围元件组成的低通放大电路放大后,到由LM324
C 及周围相关元件组成的比较器。
C9-C12,R32-R35组成的低通滤波网络虑除工频干扰信号。
由U3A组成的延时电路保证了发现物体
移动后电路有相当时间的稳定输出。
由U1A及相关元件组成的第一级放大电路,其增益
A1A≈R30/R31=375/473=78.7;第二级放大器由U1B及相关电路组成,放大增益
A1B≈R36/(R35+R34)=475/943=50;两级放大的增益为A=78.7×50=3935,即为36db。
由U1C及
R39、R40、P2、E12组成的电压比较器,把前级放大的信号变换成脉冲信号,再由U3A及相关元
件组成的延时电路延时输出。
调整P2可以改变探测距离的大小,改变R41、E13、R42的大小可以调整输出时间的长短。
应用实例三:三鉴探头
原理概述:三鉴是指红外主导、微波辅助、单片机智能处理(PIR/MW/AI)的综合探测技术,当被动红外发现目标后启动微波检测电路,当两种信号均有效并通过单片机智能处理符合报警输出条件时,由单片机给出报警信号。
电路简析:本电路中被动红外(PIR)信号经滤波后直到单片机的比较器的输入口17、18脚,比较器把红外头感应到的信号直接转换为脉冲信号,数字信号经MPU PIC16C622A 的处理,利用软件可以进行出、入识别以及干扰的虑除。
RB1输出2kHz占空比为5%的脉冲(宽度为20uS),驱动P2给微波探测器提供脉冲电源。
微波探测器的低频输出通过P1选通输出到C101采用保持电容上。
反应物体移动的低频信号经U1A及相关元件组成的可编程运算放大器放大,再经U1B组成的比较器进行电平转换,转换后的脉冲信号到PIC16C622 的RB3脚输入到MPU。
当红外发现目标后,RB1输出高电平,三极管K3导通,由U1A组成的可编程放大器的增益由100倍增加到10000倍左右,微波探测器电路开始工作,MPU开始检测物体移动信号。
MPU通过对PIR信号分析,可以判断出红外源的出入情况,以此可以排除热空气以及非热源移动物体的干扰(如飘动的窗帘、转动的电扇等),同时综合微波探测器的信号,可以排除多种热源的干扰。
合理的MPU数学模型和编制科学的软件,可以识别出体重小于20kg宠物。
基本上可以消除宠物的引起的误报。
本电路中改变P1的大小,可以改变放大电路的增益,从而调整微波电路的探测距离
HB100微波移动传感器:
HB100 (移动微波探测模块)应用多普勒现象感测移动的X-波段微波传感器,广泛应用于防盗,自动感应门,自动感应灯,交通测速,智能化控制,医疗生命探测等领域。
技术参数:
发射:
1发射频率 : 10.525 GHz
2频率设置精度 : 3MHz
3输出功率(最小): 13dBm EIRP
4工作电压: 5V±0.25V
5工作电流(CW): 60mA max., 37mA typical
6谐波发射: <-10dBm
7脉冲工作模式:
8平均电流 (5%DC) : 2mA typ.
9脉冲宽度(Min.): 5uSec
10负载循环(Min.): 1%
接收:
1灵敏度(10dB S/N ratio)3Hz至80Hz 带宽: -86dBm 3Hz至80Hz带宽杂波 10uV
2天线增益: 8dBi
3垂直面3dB波束宽度: 36度
4水平面 3dB 波束宽度: 72度
5重量: 8 克
6规格: 37×45×8mm。