Загрузил serezha_01

Радиозондирование Ж/Д полотна

реклама
Радиозондирование
железнодорожного полотна
Автор: Федоров Сергей Александрович
Научный руководитель: Д-р физ.-мат. наук, Шипилов Сергей Эдуардович
2
Введение
• Георадар – универсальное устройство позволяющее составить
картину подповерхностного слоя почвы со всеми объектами и
неровностями.
«Око-3»
Актуальность
Радиозондирование
применяется:
• В геологии
• В археологии
• При обследовании дорог,
взлетно-посадочных полос и
железных дорог.
3
Методы неразрушающего контроля
4
Преимущество
Недостаток
Акустический
Различия в диэлектрической
проницаемости объектов не
оказывают влияния на
полученные результаты.
Необходимость прямого контакта с
исследуемой поверхностью.
Тепловой
Различия в диэлектрической
проницаемости объектов не
оказывают влияния на
полученные результаты.
Разница температуры среды и искомого
объекта зачастую слишком мала, чтобы
ее зафиксировать.
Магнитный
Малая трудоемкость и простота
исследования.
Малая глубина зондирования.
Радиоволновый
Высокая производительность
Различия в диэлектрической
проницаемость объектов искажают
полученные результаты
Постановка задачи
Решение:
Проблема:
• Фокусировка излучения, для
• Существующие методы
геолокации неэффективны для зондирования между
шпалами.
железнодорожного полотна.
5
Методы фокусировки излучения
Использование фазированной
антенной решетки
• Обладает сложной структурой.
• Имеет проблемы с размещением
6
Использование фокусирующего
рефлектора
• Обладает простой структурой.
• Подобная технология уже существует
на кафедре радиофизики
Подготовка к эксперименту
• Создан макет установки,
состоящий из широкополосной
антенны, рефлектометра и
параболического зеркала.
• В исследуемую среду помещен
деревянный образец
7
8
Эксперимент (1-й этап)
• На первом этапе эксперимента
использовался
несфокусированный сигнал.
• На полученном изображении
объект практически
неразличим.
Поверхность песка
Искомый объект
Дно ящика
9
Эксперимент (2-й этап)
• На втором этапе
использовалась антенна с
параболическим зеркалом.
• На полученном изображении
более четко видны границы
объекта.
Поверхность песка
Искомый объект
Дно ящика
10
Эксперимент (3-й этап)
• На поверхность песка установлены
металлические пластины,
имитирующие шпалы
• Для улучшения изображения
использованы две антенны. Одна –
излучатель, направленный в
параболическое зеркало. Вторая –
приемник.
• Из-за многократных переотражений
между приемными антеннами и
пластинами объект практически
неразличим.
Поверхность песка
Искомый объект
Дно ящика
11
Эксперимент (4-й этап)
• Излучатель настроен так,
чтобы посылать сигнал с
временным отрезком.
• На полученном изображении
видно расположение объекта
Поверхность песка
Искомый объект
Дно ящика
12
Итоги экспериментов
• Полученные результаты позволяют
зафиксировать преимущество
сфокусированного, периодического
сигнала.
Изображение, полученное с
использованием периодического
сигнала
• Итог: В дальнейшем целесообразно
использовать данный метод
радиозондирования.
Изображение, полученное без
использования периодического
сигнала
Заключение
• Проведены эксперименты для определения эффективного
способа радиозондирования железнодорожного полотна.
13
14
Спасибо за внимание!
Скачать