“深至20米、横向精度厘米级、纵向精度0.1H(埋深)的市政工程结构病害,在它的查探下都可一目了然。”9月3日,在2021年中国国际服务贸易交易会上,北京建工市政路桥科技公司研究院携多款自主研发的TER瞬变电磁雷达产品及透光混凝土亮相展会,吸引了大批观众驻足。

        “目前,现有地质雷达探测深度主要为0~5米,对5~20米这些地下重点建设区域,尚没有更高效的勘察方法,因此我们开展了瞬变电磁雷达的研制工作。”北京建工市政路桥科技公司研究院副院长叶英告诉记者,瞬变电磁雷达探测道路病害是利用道路结构、岩土体、空气、水等介质电阻率的差异为前提,依托于雷达发射高频电磁波并接收目标体二次场的感应电压,最终通过不同电阻率曲线研判出路基病害类型。

        提升抗干扰性能、加大发射电流、缩短关断时间……为研发出适合城市应用的瞬变电磁雷达,科研人员从2009年开始投入研发,历经10年,终于研发成功。

        据了解,为了适应高背景噪音环境,研发团队首先增大发射线圈的发射电流,从传统10~20A提升到100A,同时大幅缩短了一次场的关断时间,从过去几百微秒下降到十几微秒。

        “发射电流越大、关断时间越短,极大提高了新型瞬变电磁雷达的信噪比,最终瞬变电磁雷达的接收信号受环境因素干扰小,探测能力与可靠性显著提高。目前,我们TER瞬变电磁雷达探测深度可达20米,比常规地质雷达探测深4倍,随着改变装置还可以探测更深,同时测量精度水平方向可实现厘米级,垂直探测精度可达0.1H(埋深)”叶英说道。

        记者在现场看到,除了应用于道路勘察的瞬变电磁雷达外,北京建工市政路桥科技公司研究院还专门针对不同行业难题,分别研制了瞬变电磁结构雷达和瞬变电磁探水雷达系列产品。

        “我们的瞬变电磁探水雷达在隧道掌子面有效探测距离可达80米,是普通雷达探测距离的3~4倍。”展台工作人员告诉记者,不同雷达基于自身工作原理都有自己的特性,过去传统地质雷达通常对浅部空洞、开裂等构造病害较为敏感,但只要遇上水或黏土,其设备就很难穿透探测。“目前常规隧道地质预报无法探水量,掌子面富水时通常被屏蔽,传统瞬变电磁仪又有盲区,可构造水对隧道开挖又极具危险性,因此我们设计了瞬变电磁探水雷达,解决了隧道掌子面前方的地质构造和水文地质探测难题。”研发人员告诉记者。