O novo receptor pulseEKKO® Ultra | Sensors & Software Inc.

Sensors & Software tem o orgulho de apresentar a mais recente evolução do pulseEKKO® - o Ultra Receiver.

O novo receptor pulseEKKO® Ultra baseia-se na capacidade mundialmente conhecida da marca pulseEKKO® GPR. A aquisição de dados agora é milhares de vezes mais rápida do que antes. Isso tem grandes implicações para a coleta de dados GPR:

1. Empilhe rastreamentos GPR até 65,536 vezes, com pouca ou nenhuma redução na velocidade de coleta.
2. Reduza o nível de ruído para ver os sinais GPR até 100 vezes menores do que antes.
3. Alcance até o dobro da profundidade de penetração.
4. Colete dados de alta faixa dinâmica de 32 bits para ver sinais GPR pequenos, sutis e reais.

Tudo isso significa oportunidades incríveis de pesquisa e avanços nas aplicações GPR existentes.

O ruído de fundo aleatório limita os sistemas GPR de detectar os sinais fracos das profundezas do subsolo. Usar a maior velocidade para empilhar os traçados GPR mais vezes resulta em uma penetração GPR mais profunda do que nunca. O empilhamento diminui o nível de ruído aleatório e aumenta a profundidade da imagem. O Ultra Receiver empilha milhares de vezes, permitindo que os praticantes de GPR vejam os sinais GPR 100 vezes menores do que antes. O empilhamento alto aumenta a faixa dinâmica dos dados de 16 para 32 bits.

Os dados de exemplo abaixo mostram como a profundidade de penetração é de cerca de 25 metros quando os dados GPR são empilhados 32 vezes (esquerda). A profundidade de penetração mais do que dobra para mais de 50 metros quando os dados são empilhados 32,000 vezes (direita).

Figura 1:

A profundidade de penetração do sinal GPR aumenta de cerca de 25 metros para mais de 50 metros quando o número de pilhas aumenta de 32 (esquerda) para 32,000 (direita). As linhas GPR foram coletadas no mesmo local; uma antiga pedreira de calcário em Rockwood, Canadá.

O aumento da sensibilidade do receptor Ultra supera os limites de emissão regulamentares nos EUA, Canadá e Europa, que atualmente restringem a potência do transmissor e limitam a profundidade de exploração GPR. Com a mais alta qualidade de dados disponível em um sistema GPR, pulseEKKOs são exclusivamente adequados para aproveitar ao máximo as capacidades do Ultra Receiver.

Pacotes de atualização estão disponíveis para usar o receptor Ultra com antenas de baixa frequência pulseEKKO® 100 ou pulseEKKO® PRO.

Como funciona o Ultra Receiver

A “Profundidade de penetração” para GPR é a profundidade (ou tempo de viagem bidirecional) na qual as amplitudes do sinal GPR, mostradas em azul abaixo, atenuam para o mesmo nível que o ruído de fundo, mostrado em amarelo.

Figura 2:

Os sinais GPR estão presentes, mas mascarados por um ruído de fundo mais forte e aleatório, denominado Noise Floor. Reduzir o nível de ruído empilhando traços de dados GPR permite que os sinais GPR mais fracos sejam vistos.

Como há sinais GPR enterrados abaixo do piso de ruído, isso significa que a profundidade de penetração aumenta se o piso de ruído diminuir.

Observe que a linha GPR é agora uma nova seção mostrando uma profundidade de penetração muito maior (mais de 60 metros) do que antes.

Os sinais GPR são registrados entre a amplitude de pico e o nível de ruído de fundo. O Ultra Receiver permite ver mais profundamente, reduzindo o ruído de fundo em duas ou mais ordens de magnitude - e ver o sinal GPR mais de 100 vezes menor do que antes.

O Ultra Receiver faz isso por empilhamento. A ideia de empilhar é, em vez de coletar o traço GPR uma vez e salvá-lo, coletamos o traço GPR várias vezes, fazemos a média desses traços múltiplos e salvamos apenas o traço médio.

Figura 3:

O “empilhamento” de traçados GPR coletando o mesmo traço várias vezes, calculando a média e salvando o traço médio, aumenta a relação sinal-ruído (SNR) ao reduzir o ruído aleatório.

Isso aumenta a “Razão Sinal-Ruído”. Isso é feito não aumentando a amplitude do sinal GPR, mas diminuindo a amplitude do ruído. Quanto menor o ruído, mais sinal GPR pode ser visto em maiores profundidades.

A ideia de diminuir o ruído aleatório é ilustrada acima pela parte vermelha do traço GPR. Observe como, a amplitude do ruído vermelho no traço salvo fica menor quanto mais vezes empilharmos o traço.

Quantitativamente, o empilhamento reduz o ruído aleatório para 1 / √n, onde n é o número de pilhas:

Figura 4:

O ruído aleatório é reduzido para 1 / √n. Esta tabela mostra como a amplitude do ruído diminui com o aumento das pilhas. Empilhar 100 vezes diminui o ruído para 10% ou 10 vezes menor. Empilhar 10,000 vezes diminui o ruído para 1% ou 100 vezes menor - isto é 2 ordens de magnitude menor.

Aqui está um exemplo dessa redução de ruído obtida por empilhamento. Os dados a seguir foram coletados com o receptor pulseEKKO® Ultra na mesma linha GPR, variando o número de pilhas. Você pode ver como a amplitude do ruído aleatório é reduzida à medida que o número de pilhas aumenta.

Figura 5:

Resultados de campo quantitativos de dados coletados no local na Figura 1. O nível de ruído diminui conforme o número de pilhas aumenta (esquerda). A profundidade de penetração do GPR é o momento em que os sinais do GPR se cruzam com o piso de ruído. Conforme o número de pilhas aumenta, a profundidade de penetração aumenta de 425ns para 900ns (direita).

O resultado da redução da amplitude do ruído aleatório por empilhamento é um aumento na profundidade de penetração de 425 ns para 900 ns; sobre o dobro.

Este avanço na tecnologia mudará fundamentalmente o que os geocientistas podem alcançar com o radar de penetração no solo. Sensors & Software se orgulha de estar na vanguarda dos avanços de GPR. Para saber mais, entre em contato conosco.

Clique aqui para baixar o folheto pulseEKKO® Ultra-Receiver