RU2121671C1 - Устройство зондирования строительных конструкций - Google Patents
Устройство зондирования строительных конструкций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121671C1 RU2121671C1 RU97101235A RU97101235A RU2121671C1 RU 2121671 C1 RU2121671 C1 RU 2121671C1 RU 97101235 A RU97101235 A RU 97101235A RU 97101235 A RU97101235 A RU 97101235A RU 2121671 C1 RU2121671 C1 RU 2121671C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- coordinates
- receiving antennas
- transmitting
- computer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в строительных конструкциях и сооружениях. Устройство состоит из высокочастотного генератора, пространственно совмещенных передающей и приемных антенн, приемника высокочастотного сигнала. Для идентификации и определения в реальном масштабе времени положения неоднородностей и включений в строительных конструкциях пространственно совмещенные передающая и приемные антенны снабжены сканирующим устройством регистрации координат зондируемой поверхности, выполненным в виде линейки, а сигналы от приемника высокочастотного сигнала и сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности поступают в контроллер по обслуживанию и вводу данных в ЭВМ. Частота высокочастотного генератора находится в диапазоне от 3 до 4 ГГц. 7 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в строительных конструкциях и сооружениях.
Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в строительных конструкциях и сооружениях.
Уровень техники
Известно устройство для обнаружения объектов, распложенных под землей /патент Японии 57-17273, G 01 S 13/34, G 01 V 3/12, 75 г./. Устройство содержит передатчик, выдающий частотно-модулированные сигналы с пилообразной огибающей и с постоянной частотой повторения. Обнаружение объекта производится с помощью фильтра, подавляющего составляющие сигнала, отраженного от поверхности земли. Устройство позволяет обнаружить водопроводные, газовые трубы и т. д. Недостатком данного устройства является невозможность определения расположения подземных неоднородностей в плане зондируемого объекта.
Известно устройство для обнаружения объектов, распложенных под землей /патент Японии 57-17273, G 01 S 13/34, G 01 V 3/12, 75 г./. Устройство содержит передатчик, выдающий частотно-модулированные сигналы с пилообразной огибающей и с постоянной частотой повторения. Обнаружение объекта производится с помощью фильтра, подавляющего составляющие сигнала, отраженного от поверхности земли. Устройство позволяет обнаружить водопроводные, газовые трубы и т. д. Недостатком данного устройства является невозможность определения расположения подземных неоднородностей в плане зондируемого объекта.
Другим аналогом является устройство для определения месторасположения неоднородностей или разрывов в материале месторождения, имеющее передающее и приемное устройства, а также передающую и приемную антенны /патент ФРГ 2360778, G 01 V 3/12, 76 г./. Недостатком также является невозможность обнаружения малоразмерных объектов, их расположения и формы.
Известно также устройство для подповерхностного зондирования, принятое заявителем за прототип /Финкельштейн М.И., Кутев В.А, Золотарев В.П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии, М. , Недра, 1986, с. 46/. Оно содержит высокочастотный генератор, приемник и совмещенные передающую и приемную антенны. В его основе лежит принцип использования непрерывного сигнала с частотой по симметричному или несимметричному пилообразному закону. Частота биений между опорным /прямым/ и отраженным сигналами является функцией расстояния до объекта. Недостатком устройства, препятствующим получению требуемого технического результата, является невозможность определения расположения и формы неоднородностей и включений в плане строительной конструкции, а также обеспечение разрешения в плане зондируемой строительной конструкции 1...2 сантиметра.
Требуемый технический результат состоит в устранении указанных недостатков, а именно в получении в реальном масштабе времени растрового изображения неоднородностей и включений в строительных конструкциях, а также обеспечение разрешения в плане съемки зондируемой строительной конструкции 1...2 сантиметра.
Сущность изобретения
Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства пространственно совмещенные передающая и приемные антенны снабжены сканирующим устройством регистрации координат зондируемой поверхности, а сигналы от приемника высокочастотного сигнала и сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности поступают в контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ и частота высокочастотного генератора находится в диапазоне от 3 до 4 ГГц. Наличие сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности строительной конструкции и частота высокочастотного генератора 3...4 ГГц позволяют определять неоднородности и включения, их расположение, форму и направленность в зондируемом объекте с разрешением в плане съемки 1...2 см, а наличие контроллера по обработке и вводу данных в ЭВМ получать растровое изображение на экране ЭВМ в реальном масштабе времени.
Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известного устройства пространственно совмещенные передающая и приемные антенны снабжены сканирующим устройством регистрации координат зондируемой поверхности, а сигналы от приемника высокочастотного сигнала и сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности поступают в контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ и частота высокочастотного генератора находится в диапазоне от 3 до 4 ГГц. Наличие сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности строительной конструкции и частота высокочастотного генератора 3...4 ГГц позволяют определять неоднородности и включения, их расположение, форму и направленность в зондируемом объекте с разрешением в плане съемки 1...2 см, а наличие контроллера по обработке и вводу данных в ЭВМ получать растровое изображение на экране ЭВМ в реальном масштабе времени.
Перечень фигур чертежей и иных материалов
На фиг. 1 представлена схема устройства зондирования строительных конструкций, где 1 - портативная ЭВМ; 2 - блок питания; 3 - электронный блок в составе высокочастотного генератора, приемника высокочастотного сигнала; 4 - пространственно совмещенные передающая и приемная антенны; 5 - сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности; 6 - контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ.
На фиг. 1 представлена схема устройства зондирования строительных конструкций, где 1 - портативная ЭВМ; 2 - блок питания; 3 - электронный блок в составе высокочастотного генератора, приемника высокочастотного сигнала; 4 - пространственно совмещенные передающая и приемная антенны; 5 - сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности; 6 - контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ.
На фиг. 2 представлено сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности, где 4 - пространственно совмещенные передающая и приемная антенны; 7 - устройство считывания координаты X, 8 - координатная планка с метками по оси X, с дискретностью меток ΔX; 9 - шасси, обеспечивающее перемещение по оси X с дискретностью ΔY.
На фиг. 3 представлен общий вид радиолокатора "Раскан-1".
На фиг. 4 показано расположение объектов в макете стены.
На фиг. 5 показано радиоизображение участка стены с объектами.
На фиг. 6 приведено радиоизображение участка макета стены с объектами и пистолетом.
На фиг. 7 показано радиоизображение участка стены с микропроводом на его поверхности.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Устройство зондирования строительных конструкций /фиг. 1/ включает в себя: 1 - портативную ЭВМ; 2 - блок питания; 3 - электронный блок в составе высокочастотного генератора и приемника высокочастотного сигнала; 4 - пространственно совмещенные передающую и приемную антенны; 5 - сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности; 6 - контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ. Сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности в свою очередь состоит /фиг. 2/ из устройства считывания координаты X 7; координатной планки с метками по оси X, с дискретностью меток ΔX8; шасси, обеспечивающего перемещение по оси Y с дискретностью ΔY9.
Сущность работы предлагаемого устройства сводится к следующему. Сканирующее устройство регистрации координат 5 располагается на поверхности зондируемой строительной конструкции. СВЧ-сигнал от электронного блока 3 поступает на пространственно совмещенные передающую и приемную антенны 4 и излучается в зондируемую среду. Сигнал, отраженный от неоднородностей и включений в строительной конструкции, поступает обратно в электронный блока 3, где обрабатывается и передается в контроллер обработки и ввода данных 6 и в цифровом виде поступает в ЭВМ 1, при этом одновременно измеряются и регистрируются координаты X и Y зондируемой поверхности сканирующим устройством регистрации координат 5, которые также поступают в контроллер обработки и ввода данных 6 и в цифровом виде также передаются в ЭВМ 1. Устройство считывания координат X 7 передвигается по координатной планке 8 с дискретностью ΔX вместе с пространственно совмещенными передающей и приемной антенными 4, а шасси 9 обеспечивает перемещение по оси Y с дискретностью ΔY. Это позволяет в реальном масштабе времени получить зависимость амплитуды отраженного сигнала от координат X и Y зондируемой поверхности, а частота высокочастотного генератора в диапазоне от 3 до 4 ГГц позволяет обеспечивать разрешение в плане съемки 1.. .2 сантиметра.
Устройство зондирования строительных конструкций /фиг. 1/ включает в себя: 1 - портативную ЭВМ; 2 - блок питания; 3 - электронный блок в составе высокочастотного генератора и приемника высокочастотного сигнала; 4 - пространственно совмещенные передающую и приемную антенны; 5 - сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности; 6 - контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ. Сканирующее устройство регистрации координат зондируемой поверхности в свою очередь состоит /фиг. 2/ из устройства считывания координаты X 7; координатной планки с метками по оси X, с дискретностью меток ΔX8; шасси, обеспечивающего перемещение по оси Y с дискретностью ΔY9.
Сущность работы предлагаемого устройства сводится к следующему. Сканирующее устройство регистрации координат 5 располагается на поверхности зондируемой строительной конструкции. СВЧ-сигнал от электронного блока 3 поступает на пространственно совмещенные передающую и приемную антенны 4 и излучается в зондируемую среду. Сигнал, отраженный от неоднородностей и включений в строительной конструкции, поступает обратно в электронный блока 3, где обрабатывается и передается в контроллер обработки и ввода данных 6 и в цифровом виде поступает в ЭВМ 1, при этом одновременно измеряются и регистрируются координаты X и Y зондируемой поверхности сканирующим устройством регистрации координат 5, которые также поступают в контроллер обработки и ввода данных 6 и в цифровом виде также передаются в ЭВМ 1. Устройство считывания координат X 7 передвигается по координатной планке 8 с дискретностью ΔX вместе с пространственно совмещенными передающей и приемной антенными 4, а шасси 9 обеспечивает перемещение по оси Y с дискретностью ΔY. Это позволяет в реальном масштабе времени получить зависимость амплитуды отраженного сигнала от координат X и Y зондируемой поверхности, а частота высокочастотного генератора в диапазоне от 3 до 4 ГГц позволяет обеспечивать разрешение в плане съемки 1.. .2 сантиметра.
Устройство реализовано при разработке прибора "Раскан-1", общий вид представлен на фиг. 3.
Метод сканирования - механический, а ввод информации в ЭВМ производится через специальный интерфейс в автоматическом режиме через порт принтера. При этом сама ЭВМ никаких доработок не требует. Отображение информации производится в реальном масштабе времени на экране ЭВМ в виде полутонового изображения, где каждому уровню принимаемого сигнала отсутствует определенная градация яркости.
Отражение электромагнитного излучения происходит от объектов, обладающих контрастом диэлектрической проницаемости по отношению к среде, в которой они находятся. В силу этого на получаемых изображениях видны не только металлические объекты, но и диэлектрические неоднородности, например пустоты, что отличает данный прибор от широко используемых в настоящее время металлоискателей. Высоким контрастом будет обладать вода, а также участки конструкций с повышенной влажностью.
Данная разработка может найти применение в следующих областях: контрразведывательной деятельности по выявлению подслушивающих устройств; оперативно-розыскной деятельности правоохранительных органов; зондировании строительных конструкций с целью определения положения арматуры, пустот и других неоднородностей; зондировании особо ответственных строительных конструкций (взлетно-посадочных полос аэродромов, мостов, переходов и т.д.) с целью определения скрытых дефектов в них.
Для определения работоспособности предлагаемого устройства были проведены эксперименты по зондированию макета стены с установленными в нем различными объектами. Кроме того, проводилось зондирование железобетонной стены здания.
В качестве макета стены использовался пакет из 7 листов сухой штукатурки размером 1x1,2 м2 и общей толщиной 10,5 см, между слоями которой были расположены различные объекты. В приводимых в данной записке экспериментах в качестве объектов, подлежащих обнаружению, использовались два металлических провода, а также 5 монет ⌀25 мм. Кроме этого, во втором слое штукатурки было выбрано квадратное отверстие размером 3x3 см2 в плане съемки, глубина отверстия соответствовала толщине листа штукатурки - 1,5 см.
Схема расположения объектов в макете стены приведена на фиг. 4. Размер заштрихованной части поверхности на схеме составлял 0,6x0,6 м2. Цифра у каждого их объектов задает порядковый номер слоя, считая сверху, под которым он находится, т. е. объект с цифрой 2 находится между 2 и 3 слоем сухой штукатурки. В третьем и втором слоях была выбрана ниша, в которую был заложен макет пистолета с длиной ствола 13,5 см и высотой по рукоятке 9,7 см. Для удобства на схеме нанесена сетка. Шаг сетки равен 3 см /фиг. 4/. Расположение объектов в макете стены 0,6x0,6 м2 показано в конце описания.
Результаты экспериментов по зондированию различных участков макета стены приведены на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 приведено радиоизображение участка макета, обведенного на фиг. 4 пунктирной линией. На данном изображении видны провод, три монеты и отверстие. На фиг. 6 приведено изображение, которое захватывает и макет пистолета. На схеме этот участок обведен штрихпунктирной линией.
Исследовался еще один тип объекта - микропровод 0,06 мм и длиной около 20 см. Изображение данного объекта, наклеенного на внешнюю поверхность макета стены, приведено на фиг. 7.
Как видно из приведенных результатов, по сравнению с известным решением устройство позволяет достигнуть поставленной технической задачи - идентификации и определения положения неоднородностей в строительных конструкциях и сооружениях, что повышает информативность результатов зондирования.
Анализ, проведенный заявителем по известному ему уровню техники, показал, что предлагаемое изобретение, обладающее новизной и промышленной применимостью, отвечает в отношении совокупности его существенных признаков требованию критерия "изобретательский уровень", из уровня техники не известен также механизм достижения технического результата, раскрытый в материалах заявки.
Claims (1)
- Устройство зондирования строительных конструкций, состоящее из высокочастотного генератора, пространственно совмещенных передающей и приемной антенн, приемника высокочастотного сигнала, отличающееся тем, что совмещенные передающая и приемная антенны снабжены сканирующим устройством регистрации координат зондируемой поверхности, а сигналы от приемника высокочастотного сигнала и сканирующего устройства регистрации координат зондируемой поверхности поступают в контроллер по обработке и вводу данных в ЭВМ и частота высокочастотного генератора находится в диапазоне от 3 до 4 ГГц.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101235A RU2121671C1 (ru) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Устройство зондирования строительных конструкций |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97101235A RU2121671C1 (ru) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Устройство зондирования строительных конструкций |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2121671C1 true RU2121671C1 (ru) | 1998-11-10 |
| RU97101235A RU97101235A (ru) | 1999-01-20 |
Family
ID=20189380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97101235A RU2121671C1 (ru) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | Устройство зондирования строительных конструкций |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121671C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003050551A1 (fr) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Bogomyagkov Viktor Vladimirovi | Complexe de mesure automatise respectueux de l'environnement destine a determiner la stabilite des moyens techniques face a l'influence de champs electromagnetiques |
| RU2408005C1 (ru) * | 2009-11-26 | 2010-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") | Способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта |
| WO2012109345A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | Walleye Technologies, Incorporated | Hidden object detector |
| RU2460099C1 (ru) * | 2011-04-28 | 2012-08-27 | Индивидуальный предприниматель Разевиг Владимир Всеволодович | Устройство зондирования конденсированных сред |
| RU2589746C1 (ru) * | 2015-02-25 | 2016-07-10 | Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) | Устройство зондирования строительных конструкций |
-
1997
- 1997-01-24 RU RU97101235A patent/RU2121671C1/ru active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003050551A1 (fr) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Bogomyagkov Viktor Vladimirovi | Complexe de mesure automatise respectueux de l'environnement destine a determiner la stabilite des moyens techniques face a l'influence de champs electromagnetiques |
| RU2408005C1 (ru) * | 2009-11-26 | 2010-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр прикладной физики" (ООО "НТЦ ПФ") | Способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта |
| US8228374B2 (en) | 2009-11-26 | 2012-07-24 | Apstec Systems | Method to determine dielectric permeability of dielectric object |
| WO2012109345A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | Walleye Technologies, Incorporated | Hidden object detector |
| RU2460099C1 (ru) * | 2011-04-28 | 2012-08-27 | Индивидуальный предприниматель Разевиг Владимир Всеволодович | Устройство зондирования конденсированных сред |
| RU2589746C1 (ru) * | 2015-02-25 | 2016-07-10 | Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) | Устройство зондирования строительных конструкций |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6429802B1 (en) | Determining the condition of a concrete structure using electromagnetic signals | |
| US7034740B2 (en) | Method and apparatus for identifying buried objects using ground penetrating radar | |
| JP2671143B2 (ja) | 土の締固め測定装置 | |
| US20070057761A1 (en) | Motion detector | |
| US6772091B1 (en) | Determining the depth of reinforcing bars in a concrete structure using electromagnetic signals | |
| CN108333623B (zh) | 一种基于声波反射的埋地管线探测装置及方法 | |
| US6186006B1 (en) | Method for three-dimensional and non-destructive detection of structures | |
| US6496136B1 (en) | Ground penetrating radar system for non-invasive inspection of trees for internal decay | |
| JP2007327935A (ja) | 媒質内の物体の計測方法 | |
| JP2001165870A (ja) | 電磁波信号を使用したコンクリート構造物の状態検出方法及びシステム | |
| RU2121671C1 (ru) | Устройство зондирования строительных конструкций | |
| RU2282875C1 (ru) | Устройство зондирования строительных конструкций | |
| US7057548B1 (en) | Automatic data capture technology to enhance data collection | |
| US6700833B2 (en) | Acoustical imaging interferometer for detection of buried underwater objects | |
| US20150369910A1 (en) | Electromagnetic pulse device | |
| Vasiliev et al. | RF band high resolution sounding of building structures and works | |
| Frazier et al. | Acoustic imaging of objects buried in soil | |
| JP2528148B2 (ja) | 地下埋設物の探知方法および装置 | |
| Scott Jr et al. | Use of high-frequency seismic waves for the detection of buried landmines | |
| JP2003344310A (ja) | 隠蔽物体探査方法および装置 | |
| KR200188711Y1 (ko) | 지피알 시스템을 이용한 지하매설물 탐측장치의 안테나 구조 | |
| RU2158015C2 (ru) | Подповерхностный локатор | |
| Bradley et al. | Fusion of acoustic/seismic and ground-penetrating radar sensors for antitank mine detection | |
| KR20020079294A (ko) | 지중 탐사 레이더 시험 시스템 | |
| JP2002181954A (ja) | 隠蔽物体探査方法および装置 |