[发明专利]外保温系统探地雷达检测装置及方法

权利要求书

1.一种外保温系统探地雷达检测装置，其特征在于，包括：一扫描传动装置、一计算机、以及依次连接的一激发天线、一电磁波发射机、一控制台、一数据采集处理系统、一电磁波接收机和一接收天线；所述激发天线和所述接收天线固定于所述扫描传动装置，所述计算机连接于所述扫描传动装置和所述控制台之间。

2.根据权利要求1所述的外保温系统探地雷达检测装置，其特征在于，所述数据采集处理系统用于实时显示原始波形、显示剖面图像、滤波、小波变换和合成孔径成像。

3.根据权利要求2所述的外保温系统探地雷达检测装置，其特征在于，所述扫描传动装置包括一天线平台、可沿第一方向传动的第一传动装置和可沿第二方向传动的第二传动装置，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述激发天线和所述接收天线固定于所述天线平台，所述天线平台与所述第一传动装置传动连接，所述第一传动装置与所述第二传动装置传动连接。

4.根据权利要求3所述的外保温系统探地雷达检测装置，其特征在于，所述激发天线和所述接收天线采用空气耦合天线。

5.根据权利要求4所述的外保温系统探地雷达检测装置，其特征在于，所述计算机采用便携式计算机。

6.一种基于权利要求5所述的外保温系统探地雷达检测装置的外保温系统探地雷达检测方法，包括步骤：

S1：在一既有建筑外墙的外保温系统设置检测区域，清理所述检测区域的表面；将所述激发天线和所述接收天线垂直于所述检测区域的表面且与所述表面的距离为15mm，第一方向和第二方向分别与所述表面平行；将所述接收天线对应的位置作为坐标原点、第一方向为x轴、第二方向为y轴、与所述表面垂直的方向为z轴建立空间直角坐标系；

S2：所述外保温系统包括多个介质层，确定各介质层的相对介电常数ε_rj；j所述介质层的层数；并确定天线频率F、激发电压U、激发天线和接收天线的所需间距D；根据电磁波在真空中的传播速度c＝3×10⁸m/s，计算电磁波在各层介质中的传播速度：

S3：将所述激发天线和所述接收天线的间距调整为D值大小，将所述电磁波发射机的激发频率设置为F值大小，将所述电磁波发射机的发射电压设置为U值大小，设置所述数据采集处理系统的采样率为20GHz；

S4：开启所述电磁波发射机并通过所述激发天线在所述外保温系统中激发电磁波；所述电磁波接收机通过所述接收天线接收所述电磁波的反射波信号，并将所述反射波信号保存至所述数据采集处理系统进行显示，根据电磁波在各层介质中的双程走时t_j，计算各层介质反射面深度Z_j：

S5：控制扫描传动装置在所述检测区域内沿x-y平面传动所述天线平台进行自动扫描；同时所述数据采集处理系统采集所述反射波信号的时域信号，根据各层介质反射面深度Z_j，基于小波变换和合成孔径算法实时显示电磁波剖面图和二维扫描图，初步判断外保温系统是否存在异常；

S6：利用所述计算机对所述检测区域进行三维成像，确定检测区域各层介质厚度，并判断是否存在缺陷，若存在缺陷，自动定量化识别缺陷在z方向的深度信息和在x-y平面的位置及面积大小。

7.根据权利要求6所述的外保温系统探地雷达检测方法，其特征在于，所述外保温系统的类型包括无机保温砂浆保温层、EPS板薄抹灰保温层、胶粉聚苯颗粒保温层、挤塑聚苯板薄抹灰保温层和岩棉板保温层。

8.根据权利要求7所述的外保温系统探地雷达检测方法，其特征在于，所述S3步骤中，所述电磁波发射机的激发频率设置范围为500MHz～40GHz；发射电压设置范围为20V～1000V；所述激发天线和所述接收天线均采用空气耦合天线，天线频率F的范围为800MHz～10GHz，在扫描过程中天线间距D保持不变。

9.根据权利要求8所述的外保温系统探地雷达检测方法，其特征在于，所述S6步骤中，当所述外保温系统存在缺陷时，缺陷区域的介电常数将发生显著变化，产生缺陷波，通过所述缺陷波传播时间和传播速度，定位所述缺陷所在位置及定量识别其尺寸。