1664886606_Лабораторная_работа_№2
.pdf
Лабораторная работа № 2
Исследование внутренней структуры элемента железобетонного фундамента радиолокационным методом
Цель работы: Исследовать внутреннюю структуру элемента железобетонного фундамента с включением арматуры, скрытых предметов и пустот с помощью голографического радиолокатора «Раскан-5».
Оборудование и материалы:
1Прибор «Раскан-5».
2Ноутбук со специализированным программным обеспечением.
3Железобетонный элемент фундамента с внутренними пустотами и инородными включениями.
Оборудование, входящее в комплект поставки прибора «Раскан-5» представлено в табл. 3.
Таблица 3 – Комплектация голографического радиолокатора «Раскан-5»
№ |
Внешний вид |
Наименование |
|
п/п |
|||
|
|
||
|
|
|
|
1 |
|
Датчик |
|
|
|
|
|
2 |
|
Блок управления |
|
|
|
|
|
3 |
|
Плоская насадка к датчику |
|
|
|
|
|
4 |
|
Угловая насадка к датчику |
|
|
|
|
|
5 |
|
Кабель для соединения блока управ- |
|
|
ления с датчиком |
||
|
|
||
|
|
|
|
6 |
|
Кабель для соединения блока управ- |
|
|
ления и компьютера |
||
|
|
||
|
|
|
10
|
Окончание табл. 3 |
||
7 |
Блок питания от сети 220В |
|
|
|
|
|
|
8 |
Вилка питания от внешнего источни- |
||
ка постоянного тока +12 В |
|||
|
|||
9 |
Упаковочный чемодан |
Основные теоретические положения
Прибор «Раскан-5» представляет собой малогабаритный переносный датчик, предназначенный для неразрушающего контроля строительных конструкций (металлических, кирпичной кладки, стеновых панелей, бетонных и железобетонных монолитов и т.п.) с целью обнаружения скрытых предметов (проводов, арматуры, различных неоднородностей и инородных тел), а также пустот, путем получения изображения внутренней структуры исследуемого объекта.
Прибор базируется на классических принципах радиолокационных технологий. Непрерывный монохроматический сигнал, излучаемый в среду, отражается от локальной неоднородности, если ее диэлектрическая постоянная отличается от аналогичного показателя среды. Отраженный сигнал принимается приемной антенной локатора и усиливается. Изображение регистрируется путем построчного перемещения антенны прибора по обследуемой поверхности. Далее полученные данные подвергаются компьютерной обработке.
Последовательность работы прибора «Раскан-5» включает излучение электромагнитных волн в исследуемый объект, прием отраженного сигнала, его оцифровывание, обработку и визуализацию. Все процедуры с отраженным сигналом осуществляются по специально разработанным программам в реальном масштабе времени.
Прибор является многочастотным, т.е. при сканировании в каждой точке обследуемой поверхности происходит последовательное излучение сигнала (и, соответственно, регистрация отраженного сигнала) на каждой из используемых частот. Прибор работает с комплексными сигналами, поэтому для каждой частоты на экране компьютера формируется два изображения исследуемого объекта (соответствующие действительной и мнимой частям). Полученные изоб-
11
ражения могут подвергаться последующей обработке с целью улучшения их разрешения.
Управление работой прибора и обработка полученных изображений осуществляется с помощью программы RASCAN-Q, которая имеет стандартный многооконный интерфейс Windows и позволяет работать одновременно с несколькими изображениями. Пример рабочего окна программы RASCAN-Q представлен на рис. 4.
Рисунок 4 – Окно программы RASCAN-Q: процесс обработки данных
Порядок выполнения работы
1Элемент железобетонного фундамента подготавливается к проведению испытания. Исследуемая поверхность очищается и на нее наносится координатная сетка в соответствии с индивидуальным заданием. Начало координат соответствует верхнему левому углу поверхности. Ось Х направлена от начала координат вправо, ось Y – вниз. Варианты индивидуальных заданий представлены в табл. 4.
2Блок питания прибора подключается к сети 220 В, соединяется с блоком управления, а блок управления соединяется с датчиком и ноутбуком.
3Включается блок управления и в течение 5 минут происходит его
нагрев.
4Открывается программа RASCAN-Q, задается команда «меню»→ «файл» → «сканирование», которая открывает окно «Прибор». После включения прибора Раскан-5 включится и появится надпись «Готов» (рис. 5).
5Производится калибровка датчика. Калибровка необходима для того, чтобы на каждой частоте регистрируемый сигнал попадал в середину рабочего диапазона. Для калибровки нужно установить датчик в любое место области
12
сканирования, где, предположительно отсутствуют посторонние объекты, прижать его к поверхности и нажать на кнопку «Калибровка».
Таблица 4 – Индивидуальные задания для проведения радиолокационного сканирования элемента железобетонного фундамента
№ вари- |
Координаты начальной |
Ширина |
Высота изоб- |
Шаг по |
Шаг по |
|
точки сканирования по |
изображе- |
оси Х, |
оси Y, |
|||
анта |
ражения, мм |
|||||
осям X и Y, мм |
ния, мм |
мм |
мм |
|||
|
|
|||||
1 |
0, 50 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
2 |
0, 100 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
3 |
0, 150 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
4 |
0, 200 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
5 |
0, 250 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
6 |
0, 300 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
7 |
0, 350 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
8 |
0, 400 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
9 |
0, 450 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
10 |
0, 500 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
11 |
0, 550 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
12 |
0, 600 |
600 |
50 |
5 |
5 |
|
13 |
150, 50 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
14 |
150, 100 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
15 |
150, 150 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
16 |
150, 200 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
17 |
150, 250 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
18 |
150, 300 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
19 |
150, 350 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
20 |
150, 400 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
21 |
150, 450 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
22 |
150, 500 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
23 |
150, 550 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
24 |
150, 600 |
500 |
100 |
5 |
5 |
|
25 |
300, 50 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
26 |
300, 100 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
27 |
300, 150 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
28 |
300, 200 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
29 |
300, 250 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
30 |
300, 300 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
31 |
300, 350 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
32 |
300, 400 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
33 |
300, 450 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
34 |
300, 500 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
35 |
300, 550 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
36 |
300, 600 |
400 |
150 |
5 |
5 |
|
37 |
400, 150 |
200 |
200 |
5 |
5 |
|
38 |
400, 200 |
200 |
200 |
5 |
5 |
|
39 |
400, 250 |
200 |
200 |
5 |
5 |
|
40 |
400, 300 |
200 |
200 |
5 |
5 |
13
Рисунок 5 – Рабочее окно программы RASCAN-Q по заданию исходных данных сканирования
6Выполняется настройка размеров исследуемой области, устанавливается шаг сканирования по двум осям и начальная позиция в соответствии с вариантом индивидуального задания.
7Начинается сканирование путем нажатия кнопки «Старт». При этом в поле изображения появится область синего цвета, разбитая на элементарные прямоугольники, каждый из которых соответствует одному пикселю будущего изображения.
8Производится процесс сканирования. Датчик помещается в начальную точку сканирования, нажимается и отпускается кнопка «Начало строки» на датчике для фиксации первоначального положения. Далее датчик плавно перемещается слева направо по горизонтали, при этом рабочая поверхность должна быть плотно прижата к поверхности исследуемого элемента. По достижении границы сканирования по ширине раздается звуковой сигнал. Результат сканирования отображается на экране. Для сканирования следующей строки датчик устанавливается в новое исходное положение (на 5 мм ниже начальной точки сканирования) и цикл повторяется необходимое количество раз для охвата всей заданной области сканирвоания.
9Выполняется редактирование изображения с помощью программы RASCAN-Q (фокусировка изображения, устранение дефектов и кадрирование).
10 Производится анализ полученных результатов, строится эскиз расположения неоднородных включений и пустот в исследуемой области элемента железобетонного фундамента.
11 На основании анализа делается вывод достоверности полученных с помощью голографического радиолокатора «Раскан-5» данных о внутренней структуре элемента железобетонного фундамента.
14