[發(fā)明專利]外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010009793.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN111141764A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王卓琳;張東波;蔣利學(xué);陳溪;張永群;冷予冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市建筑科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶;王一琦

1.一種外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：一掃描傳動(dòng)裝置、一計(jì)算機(jī)、以及依次連接的一激發(fā)天線、一電磁波發(fā)射機(jī)、一控制臺(tái)、一數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、一電磁波接收機(jī)和一接收天線；所述激發(fā)天線和所述接收天線固定于所述掃描傳動(dòng)裝置，所述計(jì)算機(jī)連接于所述掃描傳動(dòng)裝置和所述控制臺(tái)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)顯示原始波形、顯示剖面圖像、濾波、小波變換和合成孔徑成像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述掃描傳動(dòng)裝置包括一天線平臺(tái)、可沿第一方向傳動(dòng)的第一傳動(dòng)裝置和可沿第二方向傳動(dòng)的第二傳動(dòng)裝置，所述第一方向與所述第二方向垂直；所述激發(fā)天線和所述接收天線固定于所述天線平臺(tái)，所述天線平臺(tái)與所述第一傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接，所述第一傳動(dòng)裝置與所述第二傳動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激發(fā)天線和所述接收天線采用空氣耦合天線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)采用便攜式計(jì)算機(jī)。

6.一種基于權(quán)利要求5所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)裝置的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)方法，包括步驟：

S1：在一既有建筑外墻的外保溫系統(tǒng)設(shè)置檢測(cè)區(qū)域，清理所述檢測(cè)區(qū)域的表面；將所述激發(fā)天線和所述接收天線垂直于所述檢測(cè)區(qū)域的表面且與所述表面的距離為15mm，第一方向和第二方向分別與所述表面平行；將所述接收天線對(duì)應(yīng)的位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)、第一方向?yàn)閤軸、第二方向?yàn)閥軸、與所述表面垂直的方向?yàn)閦軸建立空間直角坐標(biāo)系；

S2：所述外保溫系統(tǒng)包括多個(gè)介質(zhì)層，確定各介質(zhì)層的相對(duì)介電常數(shù)ε_rj；j所述介質(zhì)層的層數(shù)；并確定天線頻率F、激發(fā)電壓U、激發(fā)天線和接收天線的所需間距D；根據(jù)電磁波在真空中的傳播速度c＝3×10⁸m/s，計(jì)算電磁波在各層介質(zhì)中的傳播速度：

S3：將所述激發(fā)天線和所述接收天線的間距調(diào)整為D值大小，將所述電磁波發(fā)射機(jī)的激發(fā)頻率設(shè)置為F值大小，將所述電磁波發(fā)射機(jī)的發(fā)射電壓設(shè)置為U值大小，設(shè)置所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的采樣率為20GHz；

S4：開啟所述電磁波發(fā)射機(jī)并通過(guò)所述激發(fā)天線在所述外保溫系統(tǒng)中激發(fā)電磁波；所述電磁波接收機(jī)通過(guò)所述接收天線接收所述電磁波的反射波信號(hào)，并將所述反射波信號(hào)保存至所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)進(jìn)行顯示，根據(jù)電磁波在各層介質(zhì)中的雙程走時(shí)t_j，計(jì)算各層介質(zhì)反射面深度Z_j：

S5：控制掃描傳動(dòng)裝置在所述檢測(cè)區(qū)域內(nèi)沿x-y平面?zhèn)鲃?dòng)所述天線平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)掃描；同時(shí)所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采集所述反射波信號(hào)的時(shí)域信號(hào)，根據(jù)各層介質(zhì)反射面深度Z_j，基于小波變換和合成孔徑算法實(shí)時(shí)顯示電磁波剖面圖和二維掃描圖，初步判斷外保溫系統(tǒng)是否存在異常；

S6：利用所述計(jì)算機(jī)對(duì)所述檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行三維成像，確定檢測(cè)區(qū)域各層介質(zhì)厚度，并判斷是否存在缺陷，若存在缺陷，自動(dòng)定量化識(shí)別缺陷在z方向的深度信息和在x-y平面的位置及面積大小。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述外保溫系統(tǒng)的類型包括無(wú)機(jī)保溫砂漿保溫層、EPS板薄抹灰保溫層、膠粉聚苯顆粒保溫層、擠塑聚苯板薄抹灰保溫層和巖棉板保溫層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述S3步驟中，所述電磁波發(fā)射機(jī)的激發(fā)頻率設(shè)置范圍為500MHz～40GHz；發(fā)射電壓設(shè)置范圍為20V～1000V；所述激發(fā)天線和所述接收天線均采用空氣耦合天線，天線頻率F的范圍為800MHz～10GHz，在掃描過(guò)程中天線間距D保持不變。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的外保溫系統(tǒng)探地雷達(dá)檢測(cè)方法，其特征在于，所述S6步驟中，當(dāng)所述外保溫系統(tǒng)存在缺陷時(shí)，缺陷區(qū)域的介電常數(shù)將發(fā)生顯著變化，產(chǎn)生缺陷波，通過(guò)所述缺陷波傳播時(shí)間和傳播速度，定位所述缺陷所在位置及定量識(shí)別其尺寸。