resolución es un término que se usa con frecuencia en las conversaciones de GPR, pero muy a menudo puede malinterpretarse. Cuando se habla de una pantalla de computadora o un televisor, se refiere a la cantidad de píxeles, pero la resolución GPR es diferente. La resolución GPR se refiere a la capacidad de separar dos objetivos muy próximos entre sí como objetos distintos. En otras palabras, la capacidad de resolverlos como objetivos separados.
La imagen en Figura 1 y XNUMX muestra los transmisores GPR (T) y los receptores GPR (R) de los sistemas GPR en la superficie del suelo. Debajo de ellos, a la izquierda hay dos objetos (1 y 2), directamente uno encima del otro, separados por cierta distancia, Δr (el objeto 1 está enterrado a la profundidad r). A la derecha hay dos objetos (1 y 2), uno al lado del otro, ambos enterrados a una profundidad r y separados por cierta distancia, ΔƖ.
Para calcular Δr y ΔƖ, las llamadas resolución vertical y lateral, respectivamente, necesitamos considerar la longitud de onda de la señal GPR, λc , cual es:
donde, v es la velocidad de la onda GPR en el medio y fc es la frecuencia central del sistema GPR utilizado.
Para que el receptor GPR vea dos objetos distintos, el segundo reflejo debe estar lo suficientemente separado en el tiempo del primer reflejo para que el receptor GPR vea dos retornos distintos. Por consideraciones de espacio, hemos omitido las derivaciones y solo presentamos las ecuaciones resultantes de la siguiente manera:
La resolución vertical se calcula mediante:
La resolución horizontal se calcula mediante:
Los valores resultantes de Δr y Δl son la separación mínima requerida para que los objetos se resuelvan como distintos. Tenga en cuenta que la resolución vertical solo depende de la longitud de onda, pero la resolución horizontal (lateral) depende de la longitud de onda y la profundidad de los objetivos. Esencialmente, cuanto más profundo vayas, peor será tu resolución horizontal.
Una tabla de resoluciones horizontales y verticales para algunas frecuencias centrales de antena GPR se calcula como se muestra a continuación:
Por ejemplo, podemos usar la ecuación de resolución lateral para calcular la separación horizontal mínima necesaria para resolver las barras de refuerzo cuando se mide con un sistema GPR de frecuencia central de 1000 MHz. Suponiendo una velocidad de onda GPR de 0.1 m/ns, Δl da como resultado 0.07 m. La figura 2 muestra datos de 1000 MHz sobre barras de refuerzo con espaciado variable. En esta figura, las barras de refuerzo con un espacio de 15 y 10 cm se pueden resolver claramente, las barras de refuerzo con un espacio de 7 cm solo se pueden resolver (como predice la ecuación de resolución lateral) y las barras de refuerzo con un espacio de 3 cm no se pueden resolver como objetos separados.
También podemos usar la ecuación de resolución de rango para calcular la capa más delgada que se puede resolver para una frecuencia de antena GPR en particular. Figura 3 y XNUMX muestra secciones transversales de GPR recopiladas en el mismo sitio con dos antenas diferentes. La antena de 200 MHz de frecuencia más alta está resolviendo más límites y capas más delgadas mejor que la antena de 50 MHz de frecuencia más baja.
Una aplicación común que requiere una alta resolución para medir capas delgadas es medir el espesor de las capas de concreto o asfalto. En el caso del asfalto, las capas suelen tener solo unos pocos centímetros de espesor, por lo que se requieren sistemas GPR de alta frecuencia central para ver los reflejos desde la parte superior e inferior de la capa para medir su espesor.
Otra aplicación relacionada es la capacidad de ver el fondo de una tubería no metálica. Si los reflejos de la parte superior e inferior están separados por suficiente tiempo, es posible que vea la parte inferior de la tubería como un reflejo distinto, lo que le permitirá estimar el diámetro de la tubería (solo si conoce el contenido de la tubería). El diámetro de la tubería de medición se cubrió en el boletín enero 2020.
Tenga en cuenta que estos valores calculados son teóricos. La realidad es que hay otros factores involucrados, como el ruido de fondo y la confusión en los datos, que pueden dificultar un poco discernir hipérbolas poco espaciadas o reflejos de límite de capa. Entonces, use estas ecuaciones para obtener una aproximación de lo que puede esperar en el campo.
Es fundamental seleccionar la frecuencia central del sistema adecuada para que su aplicación proporcione los mejores datos. Es igualmente importante comprender las limitaciones de la resolución si está buscando objetivos muy próximos entre sí.
