Радиозондирование железнодорожного полотна Автор: Федоров Сергей Александрович Научный руководитель: Д-р физ.-мат. наук, Шипилов Сергей Эдуардович 2 Введение • Георадар – универсальное устройство позволяющее составить картину подповерхностного слоя почвы со всеми объектами и неровностями. «Око-3» Актуальность Радиозондирование применяется: • В геологии • В археологии • При обследовании дорог, взлетно-посадочных полос и железных дорог. 3 Методы неразрушающего контроля 4 Преимущество Недостаток Акустический Различия в диэлектрической проницаемости объектов не оказывают влияния на полученные результаты. Необходимость прямого контакта с исследуемой поверхностью. Тепловой Различия в диэлектрической проницаемости объектов не оказывают влияния на полученные результаты. Разница температуры среды и искомого объекта зачастую слишком мала, чтобы ее зафиксировать. Магнитный Малая трудоемкость и простота исследования. Малая глубина зондирования. Радиоволновый Высокая производительность Различия в диэлектрической проницаемость объектов искажают полученные результаты Постановка задачи Решение: Проблема: • Фокусировка излучения, для • Существующие методы геолокации неэффективны для зондирования между шпалами. железнодорожного полотна. 5 Методы фокусировки излучения Использование фазированной антенной решетки • Обладает сложной структурой. • Имеет проблемы с размещением 6 Использование фокусирующего рефлектора • Обладает простой структурой. • Подобная технология уже существует на кафедре радиофизики Подготовка к эксперименту • Создан макет установки, состоящий из широкополосной антенны, рефлектометра и параболического зеркала. • В исследуемую среду помещен деревянный образец 7 8 Эксперимент (1-й этап) • На первом этапе эксперимента использовался несфокусированный сигнал. • На полученном изображении объект практически неразличим. Поверхность песка Искомый объект Дно ящика 9 Эксперимент (2-й этап) • На втором этапе использовалась антенна с параболическим зеркалом. • На полученном изображении более четко видны границы объекта. Поверхность песка Искомый объект Дно ящика 10 Эксперимент (3-й этап) • На поверхность песка установлены металлические пластины, имитирующие шпалы • Для улучшения изображения использованы две антенны. Одна – излучатель, направленный в параболическое зеркало. Вторая – приемник. • Из-за многократных переотражений между приемными антеннами и пластинами объект практически неразличим. Поверхность песка Искомый объект Дно ящика 11 Эксперимент (4-й этап) • Излучатель настроен так, чтобы посылать сигнал с временным отрезком. • На полученном изображении видно расположение объекта Поверхность песка Искомый объект Дно ящика 12 Итоги экспериментов • Полученные результаты позволяют зафиксировать преимущество сфокусированного, периодического сигнала. Изображение, полученное с использованием периодического сигнала • Итог: В дальнейшем целесообразно использовать данный метод радиозондирования. Изображение, полученное без использования периодического сигнала Заключение • Проведены эксперименты для определения эффективного способа радиозондирования железнодорожного полотна. 13 14 Спасибо за внимание!
