【JT交通运输标准】 桥梁隧道结构用工程雷达

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
JT/T1060—2016
JT/T1060—2016
本标准按照GB/T1.1-—2009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（SAC/TC223）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。Ⅱ
1范围
桥梁隧道结构用工程雷达
JT/T1060—2016
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。GB/T6587
GB/T9969
GB/T 9330.1
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1部分：一般规定JT/T940一2014公路断面探伤及结构层厚度探地雷达3术语与定义
JT/T940一2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
控制单元controlunit（C/U）
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depthofpenetration
在给定介质中雷达信号可以穿透的最大深度范围。3.3
相对介电常数relativepermittivity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。3.4
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。3.5
增益gain
对记录道进行幅度补偿处理的时间函数。3.6
扫描速率scanrate
雷达每秒钟采集的记录道数。
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单道采样点数samplesperscan
每个记录道包含的采样数据个数。4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1所示。控制单元
测距装背
技术要求
工作环境
工作环境要求如下，
数据采集处理显示单元
时序控制单元
发射机
发射天线
a）环境温度：-10℃~+50℃；
b）环境湿度：不大于85%RH。
5.2外观
接收机
接收天线
工程雷达构成
处理软件
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，5.3环境适应性
工程雷达应能承受CB/T6587规定的温度、湿度试验条件。5.4机械环境适应性
工程雷达应能承受GB/T6587中振动Ⅱ组Z轴方向和冲击Ⅱ组Z轴方向试验条件，2
5.5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IP54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CB/T9330.1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1。
参数类别
实时探测功能
数据处理功能
触发模式
位置信息记录
实时处理
显示方式
参数记忆
数据存储及回放
参数编辑
数据编辑
图像编辑
坐标处理
振幅处理
滤波处理
信号归位
目标定位
层位识别
报表输出
工程雷达功能要求
时间触发、测距仪触发、单次触发可选JT/T1060—2016
应通过测距装置或全球定位系统（GPS)装置记录位置信息应能自动或手动添加标记
应能通过背景消除、带通滤波、信号叠加去除干扰应能选彩色位图显示，堆积波形显示，单道瞬变波形显示有默认参数，应能保存用户自定义参数，载人已保存参数探测数据实时存储，应能回放存储数据文件头参数、标记信息、里程桩号信息、相对介电常数等应能修改应能对数据进行剪切、拆分、合并、插值、抽道、反序等处理应能进行放大、缩小、拉伸、压缩、保存处理水平方向距离归一化、深度方向时深转换处理应能自动、手动、局部或整体调节增益应能进行FIR或IIR的高通、低通、带通滤波、反褶积等处理偏移处理，使反射波归位、绕射波收敛应能定位、统计异常深度和水平位置应能追踪层位，显示、输出层厚曲线应能生成桥隧层厚报表或病害统计表注：FIR（FiniteImpulseResponse），有限长单位冲激响应；IIR（InfiniteImpulseResponse），无限脉冲响应5.6
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2规定。3
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试验方法
试验环境
参数类别
主机性能
技术性能
测试性能
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：
工程雷达性能要求
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
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
水平定位误差
深度测量误差
游标卡尺：量程20cm，分辨率不大于0.02mm；钢卷尺：量程20m，分度值不大于1mm；高精度支架：竖向高度调节为螺旋式；要
-20dB~ +130dB
≥5ns，可选
≥8scan/s，可选
400MHz~2GHz
≥20%
10cm厚度以上：≤10%
10cm厚度以下：≤10mm（天线中心频率大于或等于800MHz）
温湿度计：温度量程-10℃+60℃，分度值不大于0.2℃；湿度量程1%~100%，分度值不大于1%；
高低温试验箱：符合GB/T6587试验要求：湿热箱：符合GB/T6587试验要求；振动台：符合GB/T6587试验要求；冲击台：符合CB/T6587试验要求。6.3外观
目测检查，应符合5.2的要求。
6.4环境适应性
分别参照CB/T6587温度、湿度试验方法进行相应试验，应符合5.3的要求。6.5机械环境适应性
分别参照GB/T6587振动、冲击试验方法进行试验，应符合5.4的要求。6.6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5.5.1的要求。6.7功能要求
通过实际操作，检查产品的功能，应符合5.5.2的要求。6.8主机性能
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6.8.1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3min后，在采集参数设置界面中查看其调节范围，应符合5.6相应要求6.8.2工作时间的检验可在雷达启动预热3min后，记录达的连续工作时间，应符合5.6相应要求。6.8.3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5.6相应要求。6.9深度穿透指数
试验步骤如下：
a）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程雷达系统的深度穿透能力，试验设备布置如图2所示：
发射接收
高精度支架
图2工程雷达深度穿透指数检验示意图b）将面积不小于4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2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3倍，高不小于3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2倍雷达电磁波波5
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长（水中），允许误差±2mm；
c）按产品技术手册设置参数，开机预热20min后，记录在水中金属板的反射幅度A；然后将容器移走，将天线放到金属板正上方2倍雷达电磁波波长（空气）处，允许误差±2mm，记录在空气中金属板的回波幅度A。用式(1)计算深度穿透指数，测试结果应符合5.6的深度穿透指数要求。DPI=
式中：DPI—深度穿透指数；
×100%
A一穿透水层后的金属板反射回波信号振幅值；A——空气中金属板反射回波信号振幅值。6.10振幅抖动
高精度支架
试验步骤如下：
金属板
图3工程雷达性能检测示意图
a）如图3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2倍雷达电磁波波长（空气），允许误差2mm；按产品技术手册设置参数，开机预热20min后，不进行滤波和背景消除等实时处理，连续采集b)
不少于300道数据，抽取中间连续100道数据；振幅抖动J由式（2)计算得到，测试结果应符合5.6振幅抖动要求。Amm - Amm×100%
Amax=max[A,|max,[A,|max,\,|Aioo|mxAmin=mint[A,|max,|A,mix,.,Aioo|max[A, Imx + |A, Imx +,, +[AoI
式中：1A,Imx—
第i道数据金属板反射回波的最大振幅值，i=1，2，，100；Jap
6.11时间抖动
振幅抖动。
试验步骤如下：
a）测试现场布置以及数据采集同6.3.8a）、b）；(2)
用At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J.由式（3）计算得到，测试结果应符合5.6的时间抖动要求Atmm-Arm×100%
Jrime=
式中：Atms
100道数据中，金属板反射回波波至时间最大值，单位为纳秒（ns）；6
△t——100道数据中，金属板反射回波波至时间最小值，单位为纳秒（ns）；Arav——100道数据中，金属板反射回波波至时间平均值，单位为纳秒（ns)；Jime—时间抖动。
6.12长时间稳定性
试验步骤如下：
a）测试现场布置同6.3.8a）；
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b）按产品技术手册规定设置参数，开机预热20min后，不进行滤波和背景消除等实时处理，连续采集数据120min，每隔1min抽取一道数据，共抽取120个波形。根据式（4）计算长时间稳定性LS，测试结果应符合5.6的长时间稳定性要求。LS =
式中：LS—长时间稳定性；
[Amax - A20
×100%
Amax—20min~120min间金属板回波波形的振幅最大值：A20——20min时金属板回波波形的振幅值。6.13时窗线性度
试验步骤如下：
如图3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；a)
按产品技术手册设置参数，开机预热20min，不进行滤波和背景消除等实时处理：(4)
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25%位置，测量天线底面距金c）i
属板的高度hi，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；d)
重复步骤c），分别使金属板的反射回波信号在时窗的50%位置和金属板的反射回波信号在时窗的75%位置高度处，测量天线底面距金属板的高度h，h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t2、t，则两个时间因素系数分别定义为：C =(hz -h,)/(tz-t)
C=(hg-hz)/(t-t2)
e）时窗线性度可由式（7)求得，测试结果应符合5.6的时窗线性度要求。Ic,-c,
(C2 + C)/2
6.14信噪比
试验步骤如下：
a）测试现场布置以及数据采集同6.3.8a）、b)；b）根据式（8）计算第i道数据的信噪比SNR：AMP
SNR=AN
式中：SNR一第i道数据的信噪比AMP一第i道数据中，金属板反射回波信号的振幅最大值；AN第i道数据中，背景干扰（噪声）的振幅最大值。(5)
c）取100道数据的信噪比均值SNR作为系统信噪比，根据式（9）计算，测试结果应符合5.6的信噪比要求。
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式中：N——记录道数，取100。6.15水平定位误差
试验步骤如下：
SNR益
a）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20min；
b）准备好平整直线路段，用钢卷尺量取20m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c
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Lmea，精确至0.005m。按照式（10）计算水平定位误差Es，应符合5.6的水平定位误差要求。[ Lmea - Ldem
×100%此内容来自标准下载网
式中：E.—水平定位误差；
Lmea—测距仪测试值，单位为米(m）；Ldem—长度标定值,单位为米(m）。6.16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2h以上；a)i
如图2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4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20min；c
d）向容器注人试验用纯净水，深度不超过10cm，用游标卡尺测量水深并记录dm；e）不进行滤波和背景消除等实时处理，连续采集不少于300道数据，抽取中间连续100道数据；记录水体的雷达电磁波双程走时平均值Tl，并根据式（11)计算水体深度测试值h.：Tu
式中：u——经过标定的试验用纯净水电磁波传播速度，单位为米/纳秒（m/ns）；T一一水体的雷达电磁波双程走时平均值，单位为纳秒（ns）。根据式（12）计算探测深度误差△h，应符合5.6的深度测量误差要求；f
Ah=[hwi-du
g）提升天线，增加水槽中纯净水至不低于10cm深，用游标卡尺测量水深并记录d，天线底面恰好紧贴水面；
h）重复步骤e），计算出水体深度的测试值h，按照式（13）计算相对误差e,应符合5.6的深度测量误差要求。
Thz-da/x100%
注：天线中心频率小于800MHz时只进行a）、b）、c）、g）、h)步骤8
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3表3
外观要求
环境适应性
机械环境适应性
通用要求
主机性能
技术性能
测试性能
温度、湿度
冲击、振动
结构设计
功能要求
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
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
水平定位误差
深度测量误差
注：“+”为必检项目；“”为不检项目。检验项目表
型式检验
有下列情况之一时，应进行型式检验：a)
新投产试制或转厂生产时；
出厂检验
技术要求
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试验方法
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3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2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3台。9
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7.3判定规则
7.3.1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。7.3.2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
8.1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a)
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。
包装箱内应附有产品合格证、符合GB/T9969要求的使用说明书及必要的装箱清单。8.3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。8.4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。10
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