JT∕T 1060-2016 桥梁隧道结构用工程雷达.PDF

目次前言 范围 规范性引用文件 术语与定义 产品构成 技术要求 试验方法 检验规则 标志、包装、运输和储存/ 前言本标准按照 / . 给出的规则起草本标准由全国交通工程设施(公路)标准化技术委员会(/ )提出并归口本标准起草单位:交通运输部公路科学研究院、中国电波传播研究所本标准主要起草人: 刘静、王春和、何小钰、费翔宇、刘璐、何玉珊/ 桥梁隧道结构用工程雷达 范围本标准规定了桥梁隧道结构用工程雷达(以下简称工程雷达)的产品构成、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存本标准适用于公路工程中桥梁、隧道混凝土结构检测用工程雷达的生产、检验和使用 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文件 凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件/ 电子测量仪器通用规范/ 工业产品使用说明书 总则/ . 塑料绝缘控制电缆 第 部分:一般规定/ 公路断面探伤及结构层厚度探地雷达 术语与定义/ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件.控制单元 (/ )用于提供天线系统工作时的控制信号和时序并完成数据采集、显示和存储功能的设备 也称雷达主机.穿透深度 在给定介质中雷达信号可以穿透的最大深度范围.相对介电常数 介电常数和真空中的介电常数的比值 是反映地下介质电性的一个重要参数.记录道 在选择的时窗范围内观察记录的回波信号幅度序列.增益 对记录道进行幅度补偿处理的时间函数.扫描速率 雷达每秒钟采集的记录道数/ .单道采样点数 每个记录道包含的采样数据个数 产品构成工程雷达通常由控制单元、天线、测距装置、处理软件等几部分构成 产品构成如图 所示图 工程雷达构成 技术要求. 工作环境工作环境要求如下:) 环境温度: ) 环境湿度:不大于 . 外观外观应整洁表面应无锈蚀、污迹各部位说明文字、符号、铭牌标志、屏幕显示应清晰、完整. 环境适应性工程雷达应能承受 / 规定的温度、湿度试验条件. 机械环境适应性工程雷达应能承受 / 中振动组 轴方向和冲击组 轴方向试验条件/ . 通用要求. 结构设计. 工程雷达控制单元应一体化设计满足单人便携要求. 整机防尘防水等级不低于 要求. 应具备电源中断数据自动保存功能. 应配备可充电电池方便携带及更换且应具备电量提示功能. 控制电缆可卷曲、便于携带符合 / . 的规定. 应配置测距装置且具备触发采集功能. 宜具有卫星定位系统接口. 功能要求工程雷达功能要求见表 表 工程雷达功能要求序号参数类别名 称要 求实时探测功能触发模式 时间触发、测距仪触发、单次触发可选位置信息记录 应通过测距装置或全球定位系统()装置记录位置信息标记 应能自动或手动添加标记实时处理 应能通过背景消除、带通滤波、信号叠加去除干扰显示方式 应能选彩色位图显示堆积波形显示单道瞬变波形显示参数记忆 有默认参数应能保存用户自定义参数载入已保存参数数据存储及回放 探测数据实时存储应能回放存储数据数据处理功能参数编辑 文件头参数、标记信息、里程桩号信息、相对介电常数等应能修改数据编辑 应能对数据进行剪切、拆分、合并、插值、抽道、反序等处理图像编辑 应能进行放大、缩小、拉伸、压缩、保存处理坐标处理 水平方向距离归一化、深度方向时深转换处理振幅处理 应能自动、手动、局部或整体调节增益滤波处理 应能进行 或 的高通、低通、带通滤波、反褶积等处理信号归位 偏移处理使反射波归位、绕射波收敛目标定位 应能定位、统计异常深度和水平位置层位识别 应能追踪层位显示、输出层厚曲线报表输出 应能生成桥隧层厚报表或病害统计表 注:( )有限长单位冲激响应( )无限脉冲响应. 性能要求工程雷达的主机性能、技术性能、测试性能均应符合表 规定/ 表 工程雷达性能要求序号参 数 类 别名 称要 求主机性能增益 时窗可选扫描速率/ 可选每道采样点数信号叠加次数工作时间天线中心频率 技术性能深度穿透指数振幅抖动时间抖动长时间稳定性时窗线性度信噪比测试性能水平定位误差深度测量误差 厚度以上: 厚度以下:(天线中心频率大于或等于 ) 试验方法. 试验环境试验环境要求如下:) 常温、常压、常湿) 无强电磁干扰. 试验设备试验设备要求如下:) 游标卡尺:量程 分辨率不大于 . ) 钢卷尺:量程 分度值不大于 ) 高精度支架:竖向高度调节为螺旋式) 温湿度计:温度量程 分度值不大于 . 湿度量程 分度值不大于 ) 高低温试验箱:符合 / 试验要求) 湿热箱:符合 / 试验要求) 振动台:符合 / 试验要求) 冲击台:符合 / 试验要求/ . 外观目测检查应符合 . 的要求. 环境适应性分别参照 / 温度、湿度试验方法进行相应试验应符合 . 的要求. 机械环境适应性分别参照 / 振动、冲击试验方法进行试验应符合 . 的要求. 结构设计通过实际操作、验证评估工程雷达的设计水平应符合 . . 的要求. 功能要求通过实际操作检查产品的功能应符合 . . 的要求. 主机性能. 增益、时窗、扫描速率、每道采样点数、信号叠加次数的检验可在雷达启动预热 后在采集参数设置界面中查看其调节范围应符合 . 相应要求. 工作时间的检验可在雷达启动预热 后记录雷达的连续工作时间应符合 . 相应要求. 通过查看主机连接不同中心频率的天线开机能否正常工作对天线中心频率进行检验 能够正常工作的天线中心频率应符合 . 相应要求. 深度穿透指数试验步骤如下:) 将天线架设在高精度支架上并使其底面水平采用介电特性相对稳定的纯净水作为对比环境以穿透水介质和空气的能力比值来衡量工程雷达系统的深度穿透能力试验设备布置如图 所示图 工程雷达深度穿透指数检验示意图) 将面积不小于 倍天线底面的金属板(金属板的长宽分别不小于天线底面长宽的 倍)平放在充满水的容器底容器宜采用非金属非磁性材料容器长宽分别不小于天线底面长宽的 倍高不小于 倍雷达电磁波波长(水中) 天线底面紧贴水面且保证天线底面几何中心与金属板中心连线与金属板平面垂直 水体上表面到金属板上表面的距离为 倍雷达电磁波波/ 长(水中)允许误差 ) 按产品技术手册设置参数开机预热 后记录在水中金属板的反射幅度 然后将容器移走将天线放到金属板正上方 倍雷达电磁波波长(空气)处允许误差 记录在空气中金属板的回波幅度 用式()计算深度穿透指数测试结果应符合. 的深度穿透指数要求 ()式中: 深度穿透指数 穿透水层后的金属板反射回波信号振幅值 空气中金属板反射回波信号振幅值. 振幅抖动图 工程雷达性能检测示意图试验步骤如下:) 如图 布置测试现场将天线夹持固定在高精度支架上并使其底面水平天线辐射面与金属板的距离为 倍雷达电磁波波长(空气)允许误差 ) 按产品技术手册设置参数开机预热 后不进行滤波和背景消除等实时处理连续采集不少于 道数据抽取中间连续 道数据) 振幅抖动 由式()计算得到测试结果应符合 . 振幅抖动要求 () 式中: 第 道数据金属板反射回波的最大振幅值 振幅抖动. 时间抖动试验步骤如下:) 测试现场布置以及数据采集同 . . )、) 用 表示金属板反射回波信号的波至时间即从直达波峰值点到金属板反射回波峰值点之间的时间间隔时间抖动 由式()计算得到测试结果应符合 . 的时间抖动要求 ()式中: 道数据中金属板反射回波波至时间最大值单位为纳秒()/ 道数据中金属板反射回波波至时间最小值单位为纳秒() 道数据中金属板反射回波波至时间平均值单位为纳秒() 时间抖动. 长时间稳定性试验步骤如下:) 测试现场布置同 . . ) 按产品技术手册规定设置参数开机预热 后不进行滤波和背景消除等实时处理连续采集数据 每隔 抽取一道数据共抽取 个波形 根据式()计算长时间稳定性 测试结果应符合 . 的长时间稳定性要求 ()式中: 长时间稳定性 间金属板回波波形的振幅最大值 时金属板回波波形的振幅值. 时窗线性度试验步骤如下:) 如图 布置测试现场将天线夹持固定在高精度支架上并使其底面水平) 按产品技术手册设置参数开机预热 不进行滤波和背景消除等实时处理) 调节高精度支架升降螺杆使金属板的反射回波信号在时窗的 位置测量天线底面距金属板的高度 并从相应记录波形中求出金属板反射回波信号的波至时间 ) 重复步骤 )分别使金属板的反射回波信号在时窗的位置和金属板的反射回波信号在时窗的 位置高度处测量天线底面距金属板的高度 、并从相应记录波形中求出金属板反射回波信号的波至时间 、则两个时间因素系数分别定义为: ( ) / ( )() ( ) / ( )() 时窗线性度可由式()求得测试结果应符合 . 的时窗线性度要求 ( ) /(). 信噪比试验步骤如下:) 测试现场布置以及数据采集同 . . )、) 根据式()计算第 道数据的信噪比 :()式中: 第 道数据的信噪比 第 道数据中金属板反射回波信号的振幅最大值 第 道数据中背景干扰(噪声)的振幅最大值) 取 道数据的信噪比均值 作为系统信噪比根据式()计算测试结果应符合 . 的信噪比要求/ ()式中: 记录道数取 . 水平定位误差试验步骤如下:) 将雷达系统各组件连接好开启雷达并按产品技术手册规定设置参数将触发距离设为最小预热 ) 准备好平整直线路段用钢卷尺量取 长度并分别在起始、终止点做标记) 将测距装置中心线对准起始点横线启动雷达系统测距仪触发模式开始检测匀速推动测距轮向前移动当测距轮中心线与终点横线对准时停止记录雷达系统输出的距离测试值 精确至 . 按照式()计算水平定位误差 应符合 . 的水平定位误差要求 ()式中: 水平定位误差 测距仪测试值单位为米() 长度标定值单位为米(). 深度测量误差试验步骤如下:) 试验前将试验用纯净水放置在试验空间 以上) 如图 布置测试现场将天线夹持固定在高精度支架上并使其底面水平将面积不小于 倍天线底面的金属板平放在充满水的容器底天线底面紧贴水面) 按产品技术手册设置参数开机预热 ) 向容器注入试验用纯净水深度不超过 用游标卡尺测量水深并记录 ) 不进行滤波和背景消除等实时处理连续采集不少于 道数据抽取中间连续 道数据记录水体的雷达电磁波双程走时平均值 并根据式()计算水体深度测试值 : ()式中: 经过标定的试验用纯净水电磁波传播速度单位为米/ 纳秒(/ ) 水体的雷达电磁波双程走时平均值单位为纳秒() 根据式()计算探测深度误差 应符合 . 的深度测量误差要求 () ) 提升天线增加水槽中纯净水至不低于 深用游标卡尺测量水深并记录 天线底面恰好紧贴水面) 重复步骤 )计算出水体深度的测试值 按照式()计算相对误差 应符合. 的深度测量误差要求 ()注:天线中心频率小于 时只进行 )、)、)、)、)步骤/ 检验规则. 检验分类和检验项目检验分为出厂检验和型式检验检验项目见表 表 检 验 项 目 表序号类别项目型式检验出厂检验技术要求试验方法外观要求外观. . . 环境适应性温度、湿度. . . 机械环境适应性冲击、振动. . . 通用要求结构设计. . . . 功能要求. . . . 主机性能增益. . . . 时窗. . . . 扫描速率. . . . 每道采样点数. . . . 信号叠加次数. . . . 工作时间. . . . 天线中心频率. . . . 技术性能深度穿透指数. . . 振幅抖动. . . 时间抖动. . . 长时间稳定性. . . 时窗线性度. . . 信噪比. . . 测试性能水平定位误差. . . 深度测量误差. . . 注:“ ”为必检项目“ ”为不检项目有下列情况之一时应进行型式检验:) 新投产试制或转厂生产时) 产品正式生产后其结构、材料、工艺及关键配套元器件有较大改变可能影响产品性能时) 正常生产时每 年或积累一定产量后) 产品长期停产恢复生产时) 质量监督机构或行业管理部门提出型式检验要求时. 抽样型式检验的样品应从经出厂检验合格的产品中随机抽取单机台数不应少于 台/ . 判定规则. 型式检验的样品所检项目全部达到要求判定为合格否则为不合格. 出厂检验的项目全部达到要求判定为合格否则为不合格 标志、包装、运输和储存. 标志. 在工程雷达产品明显位置应固定铭牌铭牌上的字应清晰并标有下述内容:) 产品名称及型号规格) 产品编号) 制造日期) 生产企业名称、地址及商标. 包装箱上应标有下述内容:) 制造厂名) 产品名称和型号) 数量和毛质量) 外形尺寸) 搬运注意事项. 包装包装箱内应附有产品合格证、符合 / 要求的使用说明书及必要的装箱清单. 运输运输过程中应防止机械性损伤避免接触腐蚀性气体、液体. 储存产品应储存在通风、干燥、防尘、无腐蚀性气体或液体的仓库中/