Technologia SFCW w georadarach Proceq – czym różni się od tradycyjnych rozwiązań?

Wybierając georadar, najczęściej zwracamy uwagę na zasięg pomiarowy, rozdzielczość, częstotliwość anteny i możliwości oprogramowania.

Rzadziej zastanawiamy się nad tym, w jaki sposób urządzenie generuje i przetwarza sygnał radarowy.

Tymczasem właśnie technologia pomiarowa ma istotny wpływ na charakter uzyskiwanych danych.

W georadarach Proceq stosowana jest technologia SFCW (Stepped-Frequency Continuous Wave) – rozwiązanie wykorzystujące pomiary na kolejnych częstotliwościach w szerokim paśmie.

Czym różni się od tradycyjnych georadarów impulsowych i dlaczego warto zwrócić na nią uwagę?

Jak działa tradycyjny georadar impulsowy?

Klasyczne georadary impulsowe wysyłają bardzo krótkie impulsy elektromagnetyczne w kierunku badanego ośrodka.

Kiedy fala napotyka obiekt lub granicę materiałów o różnych właściwościach elektrycznych, część energii odbija się i powraca do anteny odbiorczej.

Urządzenie analizuje czas powrotu i charakter odbitego sygnału, tworząc obraz badanego ośrodka.

W wielu georadarach impulsowych antena jest dobierana do określonego zakresu częstotliwości i zastosowania.

Niższe częstotliwości zwykle sprzyjają większemu zasięgowi penetracji, natomiast wyższe mogą zapewniać lepszą rozdzielczość.

Powstaje więc kompromis pomiędzy zasięgiem a szczegółowością pomiaru.

Warto jednak zaznaczyć, że nowoczesne georadary impulsowe również mogą pracować z szerokim pasmem częstotliwości.

Czym jest technologia SFCW?

SFCW oznacza Stepped-Frequency Continuous Wave, czyli falę ciągłą o skokowo zmienianej częstotliwości.

W przeciwieństwie do technologii impulsowej system nie opiera pomiaru na emisji jednego krótkiego impulsu szerokopasmowego.

Zamiast tego wykonuje kolejne pomiary na wielu częstotliwościach w określonym zakresie.

Dla każdej częstotliwości analizowana jest odpowiedź badanego ośrodka, a zebrane informacje są następnie przetwarzane w obraz radarowy.

W uproszczeniu oznacza to, że urządzenie analizuje ten sam badany obszar z wykorzystaniem wielu częstotliwości.

Dzięki temu możliwe jest uzyskanie danych obejmujących szeroki zakres informacji o strukturach znajdujących się pod powierzchnią.

Dlaczego szerokie pasmo częstotliwości jest ważne?

Wyobraźmy sobie dwa zadania pomiarowe.

W pierwszym chcemy zlokalizować niewielkie obiekty znajdujące się płytko pod powierzchnią.

W drugim zależy nam na wykryciu większych obiektów położonych głębiej.

W obu sytuacjach pożądana charakterystyka częstotliwościowa może być inna.

Technologia SFCW pozwala gromadzić dane z szerokiego zakresu częstotliwości w jednym pomiarze, ograniczając konieczność wybierania wąsko określonego zakresu do każdego zadania.

To szczególnie istotne, gdy przed rozpoczęciem badań nie znamy dokładnej wielkości i głębokości poszukiwanych obiektów.

Największą zaletą jest możliwość wykorzystania informacji z szerokiego pasma, a nie gwarancja uzyskania określonej głębokości penetracji.

SFCW a georadar impulsowy – porównanie

Obydwie technologie mogą zapewniać wysokiej jakości wyniki. O rzeczywistych możliwościach decydują parametry całego systemu, a nie wyłącznie sposób generowania sygnału.

Jakie są najważniejsze zalety technologii SFCW?

1. Szerokopasmowy pomiar

Jedną z podstawowych zalet SFCW jest możliwość pracy w szerokim zakresie częstotliwości.

Dzięki temu urządzenie może dostarczać informacji o strukturach o różnej wielkości i głębokości położenia.

2. Wysoka rozdzielczość danych

Szerokie pasmo jest istotne dla rozdzielczości radarowej.

Może pomagać w rozróżnianiu obiektów znajdujących się blisko siebie, szczególnie podczas szczegółowych badań konstrukcji i infrastruktury.

Rozdzielczość zależy jednak także od konstrukcji anten, sposobu zbierania danych i właściwości badanego materiału.

3. Elastyczność zastosowań

Technologia SFCW może być wykorzystywana w urządzeniach przeznaczonych do różnych rodzajów badań.

Znajduje zastosowanie zarówno w skanowaniu konstrukcji betonowych, jak i mapowaniu infrastruktury podziemnej oraz pomiarach wielokanałowych.

To pozwala producentom rozwijać rozwiązania dopasowane do różnych procesów pomiarowych, wykorzystujące wspólną zasadę pracy radaru.

4. Zaawansowane przetwarzanie sygnału

SFCW rejestruje informacje o odpowiedzi badanego ośrodka na kolejnych częstotliwościach, uwzględniając amplitudę i fazę.

Dane te są przetwarzane w postać umożliwiającą analizę radarową.

Pozwala to stosować zaawansowane metody przetwarzania i interpretacji danych.

W praktyce dla operatora najważniejsza jest możliwość uzyskania czytelnego obrazu, który można wykorzystać do oceny badanego obiektu.

Czy technologia SFCW potrafi rozpoznać rodzaj instalacji?

SFCW umożliwia pozyskiwanie szerokopasmowych danych radarowych, co może poprawiać możliwości obrazowania obiektów pod powierzchnią. Nie oznacza to jednak automatycznej identyfikacji wykrytych struktur.

Nawet szczegółowy obraz radarowy nie zawsze pozwala stwierdzić, czy wykryty obiekt jest wodociągiem, gazociągiem czy przewodem energetycznym.

Dlatego możliwości technologii SFCW warto łączyć z odpowiednią metodyką badań. W przypadku detekcji infrastruktury podziemnej istotne znaczenie ma PAS 128, który porządkuje proces pozyskiwania, weryfikacji i klasyfikacji jakości danych.

Poznaj metodykę PAS 128

Czy SFCW oznacza większą głębokość pomiaru?

Nie zawsze.

Głębokość, na jakiej możliwa jest detekcja obiektu, zależy od wielu czynników.

Jednym z najważniejszych są właściwości badanego ośrodka.

W suchych, słabo przewodzących gruntach fale radarowe mogą docierać znacznie głębiej niż w gruntach wilgotnych i silnie przewodzących.

Duże znaczenie ma również wielkość i materiał obiektu oraz kontrast jego właściwości elektromagnetycznych względem otoczenia.

Technologia SFCW nie eliminuje tych ograniczeń.

Może natomiast umożliwiać korzystanie z szerokiego pasma częstotliwości w jednej konfiguracji pomiarowej.

Czy technologia SFCW jest stosowana wyłącznie przez Proceq?

Nie.

SFCW jest znaną metodą radarową, wykorzystywaną również przez innych producentów i w zastosowaniach naukowych.

Wyróżnikiem rozwiązań Proceq jest sposób implementacji technologii, konstrukcja urządzeń oraz połączenie systemu radarowego z oprogramowaniem do akwizycji, wizualizacji i opracowania danych.

Dlatego przy wyborze georadaru warto porównywać nie tylko rodzaj technologii, ale również:

Parametry anten i pasmo pomiarowe.

Liczbę kanałów i sposób pokrycia badanego obszaru.

Możliwości oprogramowania.

Funkcje geolokalizacji i dokumentowania wyników.

Dostępność eksportu danych.

Ergonomię pracy i możliwość szkolenia operatorów.

Dlaczego warto rozważyć georadary Proceq z technologią SFCW?

Technologia SFCW jest szczególnie interesująca dla użytkowników, którym zależy na szerokopasmowych danych pomiarowych i elastycznym wykorzystaniu urządzenia.

W połączeniu z odpowiednio dobraną konstrukcją antenową oraz oprogramowaniem pozwala budować wydajny proces: od rejestracji danych po ich interpretację i opracowanie.

Warto jednak pamiętać, że najlepszy georadar to nie ten, który wykorzystuje najbardziej zaawansowanie brzmiącą technologię, lecz ten, który odpowiada na rzeczywiste potrzeby pomiarowe.

W niektórych zastosowaniach dobrze dobrany system impulsowy może być równie skuteczny lub bardziej praktyczny.

Dlatego decyzję o zakupie warto poprzedzić analizą rodzaju badań i – jeżeli to możliwe – porównaniem urządzeń w reprezentatywnych warunkach.

Podsumowanie

Technologia SFCW stosowana w georadarach Proceq pozwala pozyskiwać informacje z szerokiego zakresu częstotliwości podczas jednego pomiaru.

Jej główne zalety to:

Szerokopasmowa akwizycja danych.

Możliwość uzyskiwania wysokiej rozdzielczości.

Elastyczność przy badaniu obiektów na różnych głębokościach.

Możliwość stosowania zaawansowanych metod przetwarzania sygnału.

To interesujące rozwiązanie dla firm wykonujących badania infrastruktury podziemnej, konstrukcji betonowych i innych obiektów wymagających nieniszczącego rozpoznania.

Chcesz zobaczyć możliwości technologii SFCW w praktyce?

RealityHub pomaga dobrać georadary Proceq do konkretnych zastosowań oraz zapewnia wsparcie w zakresie szkoleń i wdrożeń.

Czytaj również

Jaki georadar wybrać? — /wiedza/jaki-georadar-wybrac

GP8000, GP8100 czy GP8800?

GS8000, GS9000 czy GM8000?

Cecha	Georadar impulsowy	Georadar Proceq z SFCW
Generowanie sygnału	Krótkie impulsy elektromagnetyczne	Kolejne pomiary na wielu częstotliwościach
Pasmo pomiarowe	Zależne od konstrukcji anteny i impulsu; może być szerokie	Szerokie pasmo uzyskiwane przez skokową zmianę częstotliwości
Rejestracja danych	Odpowiedź w dziedzinie czasu	Odpowiedź w dziedzinie częstotliwości
Rozdzielczość	Zależna m.in. od szerokości pasma	Korzysta z szerokiego pasma pomiarowego
Penetracja	Zależna od częstotliwości, sprzętu i badanego ośrodka	Zależna od częstotliwości, sprzętu i badanego ośrodka
Zastosowanie	Szeroki zakres badań, zależnie od konfiguracji	Elastyczne badania wykorzystujące dane z wielu częstotliwości