J∕T∕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