JJF(陜) 131-2025 地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)規(guī)范

　　陜西省地方計量技術(shù)規(guī)范

　　JJF(陜)131-2025

　　地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)規(guī)范

　　Calibration Specification for Ground Penetrating Radar

　　2025-05-14發(fā)布2025-11-14實施

　　歸口單位：陜西省市場監(jiān)督管理局

　　主要起草單位：西安計量技術(shù)研究院

　　西安煤科檢測技術(shù)有限公司

　　參與起草單位：武漢波動科技有限公司

　　本規(guī)范由陜西省市場監(jiān)督管理局負(fù)責(zé)解釋

　　地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)規(guī)范

　　Calibration Specification for

　　Ground Penetrating Radar

　　JJF (陜)131-2025

　　JJF(陜)131-2025

　　本規(guī)范主要起草人：

　　韓贊(西安計量技術(shù)研究院)

　　黃炯力(西安計量技術(shù)研究院)

　　沈軍(西安煤科檢測技術(shù)有限公司)

　　參加起草人：

　　孫培強(西安計量技術(shù)研究院)

　　薛琴(西安煤科檢測技術(shù)有限公司)

　　楊紅幸(武漢波動科技有限公司)

　　胡暢(西安計量技術(shù)研究院)

　　JJF(陜)131-2025

　　I

　　目錄

　　引言.........................................................................................................................................(Ⅱ)

　　1 范圍.......................................................................................................................................(1)

　　2 引用文件...............................................................................................................................(1)

　　3 術(shù)語.......................................................................................................................................(1)

　　4 概述.......................................................................................................................................(1)

　　5 計量特性...............................................................................................................................(2)

　　5.1 空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差.........................................................................................(2)

　　5.2 厚度測量誤差.....................................................................................................................(2)

　　5.3 厚度測量重復(fù)性.................................................................................................................(2)

　　6 校準(zhǔn)條件...............................................................................................................................(2)

　　6.1 環(huán)境條件.............................................................................................................................(2)

　　6.2 校準(zhǔn)項目、標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備.........................................................................................(2)

　　7 校準(zhǔn)方法...............................................................................................................................(3)

　　7.1 空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差...........................................................................................(3)

　　7.2 厚度測量誤差.......................................................................................................................(5)

　　7.3 厚度測量重復(fù)性...................................................................................................................(7)

　　8 校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)........................................................................................................................(7)

　　9 復(fù)校時間間隔........................................................................................................................(7)

　　附錄A 地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)原始記錄(參考)格式......................................................................(8)

　　附錄B 校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式(參考) ......................................................................................... (10)

　　附錄C 空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差不確定度評定示例................................................(12)

　　附錄D 厚度測量相對誤差不確定度評定示例....................................................................(16)

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　　II

　　引言

　　本規(guī)范依據(jù)JJF 1071-2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF 1001-2011《通用

　　計量術(shù)語及定義》、JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》等基礎(chǔ)性系列規(guī)范文

　　件進(jìn)行制定。

　　本規(guī)范校準(zhǔn)方法及計量特性等參考JJG(交通)124-2023《公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層

　　厚度探地雷達(dá)》、JT/T 940-2014《公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達(dá)》、JT/T 1060-2016

　　《橋梁隧道結(jié)構(gòu)用工程雷達(dá)》等相關(guān)技術(shù)文件。

　　本規(guī)范為首次發(fā)布。

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　　1

　　地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)規(guī)范

　　1 范圍

　　本規(guī)范適用于工作頻率范圍為(400 MHz～2 GHz)的地質(zhì)雷達(dá)校準(zhǔn)。

　　2 引用文件

　　本規(guī)范引用了下列文件：

　　JT/T 940 《公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達(dá)》

　　JT/T 1060 《橋梁隧道結(jié)構(gòu)用工程雷達(dá)》

　　凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件，

　　其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。

　　3 術(shù)語

　　地質(zhì)雷達(dá)ground penetrating radar

　　向被探測目標(biāo)發(fā)射高頻電磁波，通過觀測反射電磁波的時間滯后及強弱特征研究目

　　標(biāo)特性的電磁勘探裝置。

　　4 概述

　　地質(zhì)雷達(dá)通常用于地質(zhì)勘探、工程質(zhì)量檢測和考古等行業(yè)，由控制單元、發(fā)射天線

　　和接收天線組成。發(fā)射天線按照控制單元的指令向介質(zhì)中發(fā)射特定頻率范圍的電磁波，

　　電磁波在傳播過程中遇到物性變化的介質(zhì)時將發(fā)生反射和折射，反射的電磁波被接收天

　　線所接收并傳送回控制單元，從而探測出需要的目標(biāo)或界面信息。地質(zhì)雷達(dá)工作原理示

　　意圖如圖1 所示。

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　　2

　　5 計量特

　　1──控制單元;2——發(fā)射天線;3——接收天線。

　　圖1 地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖

　　性

　　5.1 空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差

　　空氣中雷達(dá)波速測量最大允許誤差：±5%。

　　5.2 厚度測量誤差

　　厚度測量最大允許誤差見表1。

　　表1 厚度測量最大允許誤差

　　天線類型

　　厚度測量最大允許誤差

　　厚度≤100 mm 厚度>100mm

　　空氣耦合±3.0 mm ±3.0%

　　地面耦合±10.0 mm ±10.0%

　　注：以上技術(shù)指標(biāo)不用于合格性判定，僅供參考。

　　5.3 厚度測量重復(fù)性

　　厚度測量重復(fù)性變異系數(shù)(Cv)不大于5.0 %。

　　6 校準(zhǔn)條件

　　6.1 環(huán)境條件

　　環(huán)境條件及要求如下：

　　a) 環(huán)境溫度為(23±5)℃;

　　b) 環(huán)境濕度不大于85%RH;

　　c) 周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動。

　　6.2 校準(zhǔn)項目、標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

　　校準(zhǔn)項目、標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備見表2。

　　表2 校準(zhǔn)項目、標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

　　序號校準(zhǔn)項目方法校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

　　1

　　空氣中雷達(dá)

　　波速測量相

　　對誤差

　　內(nèi)徑千分尺法

　　內(nèi)徑千分尺：測量范圍(0～1000)mm，

　　最大允許誤差±4 μm～±22 μm;

　　手持式激光測距儀：1 級;

　　波速測量高精度位移支架：其中金屬板的長、寬應(yīng)分別不小

　　于天線底面長、寬的2 倍。

　　2

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　　3

　　鋼卷尺法

　　鋼卷尺：量程≥1 m，Ⅰ級;

　　手持式激光測距儀：1 級;

　　波速測量輔助裝置：其中金屬板或金屬鍍膜反射板的長、寬

　　應(yīng)分別不小于天線底面長、寬的2 倍。

　　2 厚度測量誤

　　差/

　　游標(biāo)、數(shù)顯或深度卡尺：量程≥700 mm，最大允許誤差：±0.02

　　mm～±0.07 mm;

　　厚度試樣或厚度試樣組：

　　a) 覆蓋被校地質(zhì)雷達(dá)工作頻率范圍對應(yīng)的厚度;

　　b) 厚度試樣的長、寬分別不小于天線底面的長、寬;

　　c) 均勻、穩(wěn)定、無磁的非金屬材料;

　　d) 20 個測試點邊緣厚度測量結(jié)果的最大值與最小值之差不大

　　于表1 規(guī)定的地質(zhì)雷達(dá)厚度測量最大允許誤差的1/4。

　　注：允許使用其他滿足不確定度要求的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　7 校準(zhǔn)方法

　　校準(zhǔn)前，檢查地質(zhì)雷達(dá)及天線的外觀，開啟地質(zhì)雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10 min。

　　7.1 空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差

　　7.1.1 雷達(dá)波長計算

　　按公式(1)計算雷達(dá)波長：

　　0 c

　　f

　　? ?

　　(1)

　　式中：

　　? ——雷達(dá)波長，mm;

　　0 c ——空氣中電磁波波速， 0 c =300 mm/ns;

　　f ——天線中心頻率，GHz。

　　7.1.2 內(nèi)徑千分尺法

　　當(dāng)雷達(dá)波長λ≤500 mm，將地質(zhì)雷達(dá)放置在波速測量高精度位移支架上，移動金

　　屬板，使其中心與地質(zhì)雷達(dá)底面距離L0 大于600 mm，且不小于兩倍被檢雷達(dá)波長λ。

　　利用手持式激光測距儀調(diào)整金屬板使其與地質(zhì)雷達(dá)底面平行。使用內(nèi)徑千分尺測量L0，

　　取3 次測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為地質(zhì)雷達(dá)天線底面與金屬板距離標(biāo)L，見圖2。

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　　4

　　1—地質(zhì)雷達(dá);2—波速測量高精度位移支架;3—金屬板;4—可調(diào)節(jié)升降架;5—可調(diào)節(jié)墊腳

　　圖2 采用內(nèi)徑千分尺和波速測量高精度位移支架進(jìn)行校準(zhǔn)

　　7.1.3 鋼卷尺法

　　板或金屬鍍膜反射板，使其中心與地質(zhì)雷達(dá)底面距離

　　當(dāng)雷達(dá)波長λ>500 mm，將地質(zhì)雷達(dá)固定在波速測量輔助裝置的支架上，移動金屬

　　L0 不小于兩倍被檢雷達(dá)波長λ。利

　　用手持式激光測距儀調(diào)整金屬板或金屬鍍膜反射板使其與地質(zhì)雷達(dá)底面平行。用鋼卷尺

　　測量L0，取3 次測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為地質(zhì)雷達(dá)天線底面與金屬板或金屬鍍膜反射

　　板距離L，見圖3。

　　l—支架;2—地質(zhì)雷達(dá);3—地質(zhì)雷達(dá)底面;4—金屬板或金屬鍍膜反射板

　　圖3 采用鋼卷尺和波速測量輔助裝置校準(zhǔn)

　　7.1.4 雷達(dá)波速計算

　　測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，采集數(shù)據(jù)1 min，從采集的雷達(dá)波雙程走時數(shù)據(jù)中隨機取5 道測

　　4

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　　5

　　試數(shù)據(jù)，按公式(2)計算空氣中的雷達(dá)波速v。

　　i t

　　? ? 2L (2)

　　式中：

　　? ——雷達(dá)波速，mm/ns;

　　L——被校地質(zhì)雷達(dá)天線底面與金屬板或金屬鍍膜反射板的距離，mm;

　　i t ——雷達(dá)波雙程走時平均值，i =1，…，5 ，ns。

　　7.1.5 雷達(dá)波速測量相對誤差計算

　　按公式(3)計算空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差。

　　- 100%

　　0

　　? 0 ?

　　c

　　? c

　　? (3)

　　式中：

　　? ——空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差;

　　? ——雷達(dá)波速，mm/ns;

　　0 c ——空氣中電磁波波速， 0 c =300 mm/ns。

　　7.2 厚度測量誤差

　　7.2.1 厚度試樣或厚度試樣組選取

　　根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)天線頻率按表3 選取厚度試樣或厚度試樣組。

　　表3 厚度試樣或厚度試樣組選取表

　　序號地質(zhì)雷達(dá)天線中心頻率厚度試樣或厚度試樣組標(biāo)稱尺寸

　　1 400 MHz≤f <800 MHz 300 mm、500 mm、700 mm

　　2 800 MHz≤f <1. 6 GHz 100 mm、250 mm、400 mm

　　3 1. 6 GHz≤f≤2 GHz 50 mm、200 mm、350 mm

　　7.2.2 厚度測量誤差

　　7.2.2.1 根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)天線中心頻率選擇表3 厚度試樣或厚度試樣組標(biāo)稱尺寸中的中間尺

　　寸厚度試樣或厚度試樣組作為波速標(biāo)定試樣，用游標(biāo)、數(shù)顯或深度卡尺測量波速標(biāo)定試

　　樣的邊緣厚度，測試點≥20 點，均勻分布，各測試點邊緣厚度應(yīng)滿足表2 的要求，取

　　測量結(jié)果的平均值作為波速標(biāo)定試樣的標(biāo)準(zhǔn)厚度Hc。

　　7.2.2.2 將地質(zhì)雷達(dá)置于波速標(biāo)定試樣上，采集波速標(biāo)定試樣的雷達(dá)波數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)

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　　6

　　穩(wěn)定后，采集數(shù)據(jù)1 min，從采集的數(shù)據(jù)中隨機取10 道測試數(shù)據(jù)，讀取10 道測試數(shù)據(jù)

　　中雷達(dá)波雙程走時，并計算其平均值?