PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA TECHNICZNO-EKONOMICZNA

im. ks. Bronisława Markiewicza w Jarosławiu

kierunek: GEODEZJA I KARTOGRAFIA

rok II GiK/S semestr zimowy

Rok akademicki 2012/2013

TEMAT nr 5

WYKRYWACZE ELEKTROMAGNETYCZNE, WYKRYWACZE GEORADAROWE.

Grupa laboratoryjna nr L5

Katarzyna Zagrzywiec

Skład zespołu Nazwisko i imię: 1.Katarzyna Zagrzywiec	Grupa lab L5		Prowadzący: dr inż. Adam Palaszewski
		Numer zespołu	Rok studiów 2012/2013/3/S	Data złożenia tematu: 17.02.2013
TEMAT 5: WYKRYWACZE ELEKTROMAGNETYCZNE, WYKRYWACZE GEORADAROWE.			Ocena:

Ćwiczenie do wykonania indywidualnie.

1. Wstęp.

Krótki ogólny opis wykrywaczy elektromagnetycznych i metod ich

stosowania:

-Rodzaje:

Rodzaje wykrywaczy często stosowanych w Polsce:

- w Rzeszowie produkowany jest Lokotras,

- Warszawa - Geopilot

- Kraków - Standard Plus, Magnum Plus, Big Finder, Multi Finder.

Zagraniczne: firma Radiodetection, linia lokalizatorów typu RD400 oraz RD4000,

Seba KMT: (typy i5000, Easyloc Rx/Tx, 880B)

Inne:

SPRZĘT GEORADAROWY

Mala - EASY LOCATOR

Mala - X3M RAMAG

Mala - EXPLORER PROEX

Gssi - SIR 3000

Radar Systems - ZOND 12E

S&S - NOGGIN PLUSE EKKO

IDS - Detector DUO

IDS - RIS MF

IDS - RIS S

IDS - RIS ONE

SPRZĘT ELEKTROMAGNETYCZNY

Geometrics - STRATAGEM EH4

Abem - WADI

CF Instruments - CMD

Gssi - Profiler EMP 400

GEONICS - EM 31

GEONICS - EM 34

- ich przeznaczenie:

Są to przyrządy służące do wykrywania trasy i głębokości zalegania rurociągów i kabli

podziemnych. Lokalizatory wykrywają tylko metalowe przewody podziemne tzn. takich które są

przewodnikami prądu elektrycznego.

Przeznaczenie georadarów:

Przykładowe dziedziny zastosowań:

· Georadar w geologii inżynierskie

· Georadar w hydrotechnice

· Georadar w hydrogeologii

· Georadar w budowlach liniowych (drogi, koleje, rurociągi)

· Georadar w górnictwie podziemnym i odkrywkowym

· Georadar w archeologii

· Georadar w badaniach podwodnych

- budowa:

- nadajnik

- odbiornik

-akcesoria pomocnicze

- klemy, uchwyty, zasilanie oraz elementy regulacji zewnętrznej,

Nadajnik składa się na ogół: z generatora, źródła zasilania, elementów regulacji i prezentacji

wyników.

Odbiornik składa się na ogół: z anteny odbiorczej, wzmacniacza, źrodła zasilania, słuchawek,

czasem wyświetlacza z wynikami.

- metody pomiaru:

Metody wykrywania metalowych przewodów:

- aktywne

- pasywne

Do aktywnych należą:

- indukcyjna

- galwaniczna

- pomiar prądu, CM

- pomiar kierunku prądu, CD

Do pasywnych zaliczamy:

- metoda ,,Power''

- metoda ,,Radio''

Metody aktywne wymagają zastosowania nadajnika i odbiornika, natomiast metody pasywne

wymagają zastosowania wyłącznie odbiornika.

Metoda indukcyjna-opis pracy

Nadajnik ustawić nad przewodem tak aby pionowa płaszczyzna anteny nadawczej pokrywała się w przybliżeniu z osią przewodu, który szukamy. W odległości co najmniej 5m od nadajnika

uruchamiamy odbiornik i rozpoczynamy wyznaczanie trasy oraz głębokości przewodu. Sposób

poruszania się z odbiornikiem to płaszczyzna pionowa przechodząca przez nadajnik.

Metoda Galwaniczna-opis pracy

Wymaga bezpośredniego podłączenia nadajnika do wyznaczanego przewodu np. do zaworów,

zasówy, hydrantu, ponadto nadajnik musi być uziemiony.

Uziemienie powinno być symetryczne po obu stronach przewodu. Sposób pracy odbiornikiem jest

identyczny jak w przypadku met. Indukcyjnej.

Metoda elektromagnetyczna

Badania elektromagnetyczne (EM) polegają na badaniu przewodności (a po prostych przeliczeniach

uzyskaniu wartości rezystywności) ośrodka poprzez wzbudzenie (wyindukowanie) w nim pola

elektromagnetycznego.

Opis metody:

System pomiarowy to dwie cewki: nadawcza i odbiorcza. Nadajnik wytwarza pierwotne pole

elektromagnetyczne, które generuje wtórne pole elektromagnetyczne w ośrodku. Cewka odbiornika

rejestruje wielkość pola wtórnego oraz stosunek pomiędzy polem pierwotnym i wtórnym.

Wtórne pole elektromagnetyczne jest zależne od przewodnictwa a więc i oporności ośrodka i

reaguje na zmiany litologii, wody podziemne czy zanieczyszczenia. Podczas pomiaru urządzenie

zawieszone jest ponad badanym ośrodkiem, co sprawia, że EM jest metodą bardzo mobilną i

ekonomiczną w porównaniu z tradycyjnymi metodami elektrooporowymi. Dane pomiarowe

rejestrowane są ze stałym krokiem pomiarowym wzdłuż liniowej trasy. Cyfrowe odczyty

zapisywane są w elektronicznym rejestratorze i po badaniu przenoszone są do komputera w celu

dalszego przetwarzania i interpretacji. Wyniki pomiarów wykonane w różnych okresach,

zapisywane są w postaci cyfrowej, co ułatwia ich archiwizowanie i ponowne użycie do analiz

porównawczych (śledzenie zmian zachodzących w czasie).

- jak mierzymy głębokość:

Oś anteny odbiorczej należy ustawić pod kątem (do

pionowej osi uchwytu i przesuwać ją w płaszczyźnie prostopadłej do uprzednio wyznaczonego

kierunku przewodu do położenia , w którym natężenie sygnału spadnie do

minimum. To minimum sygnału powstaje w punktach, których oś anteny

odbiornika jest prostopadła do linii pola magnetycznego powstającego wokół poszukiwanego

przewodu . Głębokość ułożenia osi przewodu wyraża wzór :

t=(m-a tgα) ctgα = (m1-a1 tgα)ctg

- jakie uzyskujemy dokładności.

Przyjmujemy, że:
·Średni błąd określenia kierunkuàmk = +/- 10cm
·Średni błąd określenia głębokościàmg = +/- 20cm
Wybrane lokalizatory:
I5000dokładność5-10% głębokości,
EasyLoc Rx/Tx - dokładność5-20% głębokości,
Geopilot - dokładność 5cm i więcej,
Digicat 550i - dokładność do ok 10%głębokości,
Leica Digicat 550i - oszacowanie głębokości do 3m z dokładnością około± 10%.

2. Na tle powyższych opisów wyszukać i przedstawić przykłady lokalizatorów elektromagnetycznych, takich o których nie mówiliśmy na ćwiczeniach. Wyszukać w Internecie lub literaturze.

Zwrócić uwagę przy wyborze instrumentu na jego cenę, dokładność i przy-datność w różnych warunkach pomiaru.

Potraktujcie wybierane przykłady, jakbyście mieli za zadanie wybrać i za-kupić najodpowiedniejszy lokalizator dla swojej firmy.

Charakterystyka lokalizatora Seba KMT typ i:5000

i5000 - "wszystkomajacy"

system lokalizacji uzbrojenia podziemnego

Opis

Zestaw lokalizacyjny i5000 jest to

profesjonalny i uniwersalny zestaw do

precyzyjnej lokalizacji tras kabli i rur

metalowych (również taśmy metalowej

nad światłowodami i rurami z tworzyw

sztucznych) w najróżniejszych branżach

- telekomunikacji, energetyce,

wodociągach, gazownictwie, geodezji czy

też w dużych zakładach przemysłowych

posiadających własne rozległe sieci

podzi

ZALETY:

· Bardzo prosta obsługa.

· Automatyczny pomiar głębokości (błąd pomiaru głębokości +/- 5%).

· Temperatura pracy od -20°C do +50°C.

· Czułe pasywne tryby pracy odbiornika: Power (50/60 Hz) i Radio (14-22 kHz)- pozwalają na

lokalizację podziemnych instalacji metalowych (kabli i rur) bez użycia generatora.

· Opatentowana metoda wskazania kierunku lokalizacji "prawo/lewo.

· Kolorowy wyświetlacz VGA

Podstawowe funkcje zestawu:

· Funkcja Signal Select umożliwia pozytywną identyfikację lokalizowanego przewodu.

· Funkcja Line Guidance wskazująca kierunek lokalizowanego przewodu w sposób graficzny

informuje użytkownika o zagięciach (zakrętach) śledzonej instalacji i obecności odgałęzień.

· Funkcja Distortion Alert informuje użytkownika o poziomie zakłóceń pola magnetycznego w miejscu

lokalizacji.

· Automatyczna i ręczna regulacja wzmocnienia.

· W pamięci odbiornika można zapisać punktowe dane dotyczące natężenia odbieranego pola

magnetycznego, głębokości ułożenia instalacji i wartości prądu sygnałowego. Wraz z tymi

informacjami zapisywane są bieżące parametry robocze odbiornika (częstotliwość sygnału, wartość

wzmocnienia) i rzeczywisty czas wykonania pomiaru. Dane z pamięci można następnie przesłać do

komputera w celu analizy i archiwizacji.

· Lokalizator posiada wyświetlacz kolorowy typu ¼ VGA, czytelny w otwartym terenie, z

automatycznie włączanym podświetleniem. Cztery wielofunkcyjne przyciski (softkeys) na panelu

sterowania przyjmują w sposób dynamiczny funkcje oznaczane etykietami wyświetlanymi na

ekranie.

· Główne menu posiada układ w stylu menu telefonów komórkowych, z programowalnym przyciskiem

skrótów.

· Bezprzewodowa komunikacja Bluetooth z komputerem PC i innymi urządzeniami Bluetooth.

· Akumulator litowo-jonowy o pojemności 9 amperogodzin zapewnia 30 godzin pracy lokalizatora w

cyklu ciągłym.

· Zabezpieczenie przed wtargnięciem wody i kurzu przewyższające wymagania normy IP-54.

· Sygnalizacja dźwiękowa za pośrednictwem wbudowanego głośnika lub słuchawek, automatyczne

wykrywanie podłączenia słuchawek lub kabla komunikacji szeregowej (RS).

· Inteligentna identyfikacja podłączanych akcesoriów (klamer odbiorczych, zwojnic do identyfikacji

przewodów, itp.) i automatyczne dostosowanie parametrów roboczych lokalizatora do wymagań

podłączanego urządzenia.

· Zachowywanie ustawień aktywnych przed ostatnim wyłączeniem zasilania lokalizatora

(częstotliwość sygnału, wzmocnienia, tryb pracy, głośność sygnałów akustycznych, podświetlenie

ekranu). Możliwość przywrócenia ustawień domyślnych w menu.

· Możliwość współpracy z systemem GPS (wewnętrzny lub zewnętrzny)

· Zestaw posiada funkcje lokalizacji instalacji w warunkach zagęszczonej infrastruktury podziemnej tj.

identyfikację własnej instalacji w stosunku do innych instalacji przebiegających obok (funkcja CM

pomiar natężenia prądu sygnałowego z generatora mierzona na poszczególnych instalacjach,

funkcja Signal Select™ wykorzystująca badanie kierunku prądu sygnałowego w badanej instalacji

/wg Reguły Lanza/).

· Generator może pracować w 3 trybach: indukcyjnym, galwanicznym tj. podłączenie bezpośrednie

oraz cęgowym (klamra sygnałowa-wyposażenie dodatkowe). Wbudowany omomierz automatycznie

dokonuje pomiaru rezystancji badanej linii co ułatwia wybranie najbardziej efektywnej metody

lokalizacji.

· Zestaw i5000 może być dodatkowo wyposażony w klamrę zaciskową 100mm (inaczej zwane cęgami

zaciskowymi) do podawania selektywnego sygnału na odkryte kable lub na rury metalowe o

niewielkich średnicach. Wykorzystanie klamry zaciskowej pozwala na wykorzystanie mocniejszego

aktywnego sygnału do lokalizacji, co w efekcie zwiększa precyzję pomiaru.

· Innym elementem często wykorzystywanym jako osprzęt dodatkowy jest sonda sygnałowa. Jest ona

stosowana do lokalizowania rur niemetalowych. Sonda posiada własne zasilanie bateryjne i

dokręcona do włókna (na końcu każdej sondy jest gwint) może być mechanicznie wprowadzana do

rur plastikowych, azbestocementowych, drenów, itp. Lokalizacja położenia sondy oraz jej głębokości

dokonywana jest z powierzchni ziemi przy użyciu odbiornika i5000.

3. Należy wyszukać i przedstawić dwa przykłady wykrywaczy georadarowych, jakimi metodami dokonują pomiarów i podać ich parametry techniczne.

Charakterystyka Georadaru RIS Hi-BrigHT

Georadar RIS Hi-BrigHT wykrywa już wczesne fazy pogarszania się stanu nawierzchni mostowych oraz ich bieżące

uszkodzenia. Zastosowanie zestawu 16 wysokoczęstotliwościowych anten 2,0 GHz umożliwia dokładną prezentację

grubości nawierzchni i płyt betonowych, zawilgoceń i anomalii. Ponadto w łatwy sposób można określić głębokość i stan

sieci zbrojeniowej oraz drenażu i instalacji. Dołączone specjalistyczne oprogramowanie do przetwarzania i interpretacji

danych georadarowych firmy RoadScanners - RoadDoctor Bridge Module pozwala na tworzenie wszechstronnych map

grubości poszczególnych warstw, map instalacji i prętów zbrojeniowych czy anomalii. Dodatkową zaletą naszego

georadaru jest podwójna polaryzacja anten. Oznacza to, że część anten w zestawie jest umieszczona prostopadle do

pozostałych dzięki czemu już przy jednym skanowaniu georadar wykrywa obiekty wzdłużne i prostopadłe do kierunku

prowadzenia anteny.

Zalety:

· zapobiegawcza konserwacja nawierzchni

· duże oszczędności w pracach konserwacyjnych

· dokładniejsze planowanie remontów

· wykluczenie poważnych napraw

· ograniczenie czasu badania i zminimalizowanie przerw w ruchu drogowym

· lepsza rozdzielczość uszkodzeń

· lekka i kompaktowa konstrukcja ułatwiająca prowadzenie

ArcheoRadar

ArcheoRadar jest wyposażony w zestaw wieloczęstotliwościowych, wielobiegunowych anten 80, 200 i 600 MHz.

Pozwala na odwzorowanie trójwymiarowe w dużej skali podziemnych historycznych miejsc, pustek oraz ukrytych w gruncie obiektów takich jak drzwi, łuki i konstrukcje.

Jeżeli do całego zestawu zostanie dołączona wysokoczęstotliwościowa antena (TR-HF), wówczas ArcheoRadar może być również wykorzystywany do poszukiwań obiektów umiejscowionych wewnątrz ścian lub konstrukcji, oraz badania fresków.

Oprogramowanie do zbierania danych:

• K2

Oprogramowanie przetwarzające:

• GRED-AGS

• GRED 3D

Zalety:

- wysoka jakość danych i dobra

penetracja gruntu, możliwa dzięki

zaawansowanej technice cyfrowej

- najlżejszy i najbardziej kompaktowy

z radarów dostępnych na rynku,

- specjalne wieloczęstotliwościowe anteny,

- możliwość prowadzenia głębokich badań,

- bardzo wysoka rozdzielczość,

- wyspecjalizowane oprogramowanie 2D i 3D

pozwalające na:

- detekcję obiektów i konstrukcji znajdujących

się pod ziemią,

- wizualizację tomograficzną,

- lokalizowanie zawodnień i zanieczyszczeń,

- interfejs GPS,

- specjalne anteny 80 i 100 MHz z rozdzielonym

nadajnikiem i odbiornikiem dla szacowania

prędkości propagacji.

Specyfikacja

- czas pracy: do 10 h,

- jednostka sterująca

współpracująca ze

wszystkimi antenami IDS,

- wielokanałowa jednostka

obsługująca do 8 kanałów

(8 Tx - 8 Rx),

- specjalne wózki, uchwyty

i prowadnice do anten,

- anteny 1600 MHz i

2000 MHz do precyzyjnych

badań płytkich,

- wieloczęstotliwościowe

anteny specjalne

(np. 600-1600 MHz)

Dla przedstawionych przykładów należy podać źródło informacji tzn. pozycję literatury, lub stronę www z których korzystano lub prospekt dot. opisanego instrumentu.

Literatura:

1. Materiały z wykładów oraz ćwiczeń przedmiot Elektroniczna Technika

Pomiarowa autor: Dr inż. Marian Sołtys.

2. http://www.georadar.com.pl

3. http://www.gprsystem.pl

4. www.wikipedia.pl

---