新! SPIDAR®并发接收器操作|德州仪器TI.com.cn 地雷雷达
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新! SPIDAR®并发接收器操作|德州仪器TI.com.cn 地雷雷达

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先进的GPR系统非常易于操作,并且潜在的电磁(EM)信号特征的许多复杂性对用户而言是隐藏的。 实际上,GPR信号是人类看不见的电磁场,本质上是矢量,并且会随时间和空间扩散。 在GPR发射天线周围捕获三维GPR信号的能力提供了巨大的优势,并为迄今为止尚未由GPR技术解决的各种传感应用提供了一条途径。

寻找石油和天然气沉积的勘探地震场已经处理了几十年的弹性波场的全部特征。 当时,该行业已开发出用于对地下结构进行成像并提取重要物理属性以更好地了解地下的先进技术。

地震波与GPR波非常相似,因此可以对GPR数据采用类似的处理和成像技术。 迄今为止,硬件限制和成本一直使GPR从业人员无法利用这些创新。

传感器和软件推出了新一代SPIDAR®硬件,可将pulseEKKO®和Noggin®传感器集成到联网在一起的分布式多频,多方位和多场组件部署中。

SPIDAR®网络接口控制器(NIC 500X)的图像。 正面:8个Tx / Rx端口,背面:电源和网络端口
图1:
SPIDAR®网络接口控制器(NIC 500X)的图像。 正面:8个Tx / Rx端口,背面:电源和网络端口

最新,最灵活和最先进的组件是NIC 500X,它允许并发接收器操作并为GPR部署带来新的维度。 从历史上看,GPR仅限于使用单个发送器和接收器对。 通过多对发送器和接收器来获得多个数据通道。 更复杂的测量需要固定发射器和移动接收器(反之亦然)以测量空间区域内的波场; 这既缓慢又低效。

并发接收器操作使多个接收器可以获取单个发送器生成的信号。 这种能力使得可以在空间和时间上快速获取发射机周围的场。 模仿了地震石油领域已经开发多年的许多功能。

WARR(广角反射和折射测深)的插图。 在不同的天线间距下获得GPR响应
图2:
WARR(广角反射和折射测深)的插图。 在不同的天线间距下获得GPR响应

细节可能很复杂,因此我们将在这里的讨论仅限于IWAAGPR 2017大会上提出的“ WARR机器”的单个示例(可根据要求提供论文)。 如图2所示,WARR(广角反射和折射)探测可测量不同发射器和接收器间隔处的GPR场。此类调查可以分析地速变化和反射率随入射角的变化,从而提供有价值的诊断信息。 尽管在GPR领域使用WARR调查已有数十年,但由于接收天线必须在每个测量点之间移动(通常是手动操作),因此数据采集速度很慢。

图3显示了一个500 MHz WARR机器的部署情况,该设备控制单个500 MHz脉冲EKKO®发送器和七个以固定偏移量串联安装的500 MHz接收器。 将系统部署在手推车上(图3)或带里程表触发的雪橇,可以以与传统的单通道(一对收发器)GPR测量相同的速率获取完整的WARR数据集。

使用NIC 500X,pulseEKKO发送器和500个接收器的两种7 MHz WARR机器配置。
图3:
使用NIC 500X,pulseEKKO发送器和500个接收器的两种7 MHz WARR机器配置。

使用这些类型的并发接收器部署,数据处理和分析更加复杂,这将在以后的出版物中解决。

为了充分利用这一优势,在25年前,熟练的船员可以以每小时10到20的速度获得WARR探测声。 即使在几年前,获取率也仅翻了一番,达到每小时30个。 WARR机器每小时可以获取10,000次WARR探测(图4)。 采集速度的大幅提高为GPR的许多有趣和高级应用打开了大门,包括常规生成速度和含水量部分。

GPR永远不会相同。

当WARR机器沿样条线连续移动时,出现多个WARR探测的示例。
图4:
当WARR机器沿样条线连续移动时,出现多个WARR探测的示例。

单击此处以了解有关SPIDAR®探地雷达的更多信息。

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