[发明专利]一种实时获取标定材料介电常数的控制方法

说明书

本发明公开了一种实时获取标定材料介电常数的控制方法，其用于反映沥青实时摊铺厚度以及压实度，通过确定标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i，并基于所述标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i确定标定材料的相对介电常数ε_ri，实现无损不停机介电常数实时检测标定，克服目前雷达测试振动以及只做初始介电常数标定进而导致不能实时真实反映材料厚度、均匀性、压实度、病害等应用的不足和缺点，以进一步推进探地雷达商业化进程。本发明使用简单，操作便捷，功能强大，实用性强，高效精确，具有极高的商业价值。

技术领域

本发明属于探地雷达应用领域，具体地，涉及一种实时获取标定材料介电常数的控制方法。

背景技术

探地雷达具有检测范围广、工作效率高和定位明确的特点，被广泛应用于沥青路面厚度检测、压实度预测及均匀性预测和路面结构层病害调查等领域。探地雷达由发射装置以固定方式向被测物激发电磁波，通过层间反射获得所需的信息。

不同材质不同配比不同压实度下路面介质材料电磁波传播速度都会存在差异，基于探地雷达检测最关键的一步就是对介电常数进行标定。金属板反射法是目前被认可的介电常数标定方法，但在实际工程应用中，探地雷达随着机械振动、路面起伏等因素会造成测试距离和入射角的实时变化，进而显著影响相对介电常数的测试结果。测试距离引入的测试误差主要由工程测试现场只在校准过程中进行金属板全反射校准，而在行进测试过程中只检测待测目标反射幅值引起的。

传统的标定方法包括：钻孔取芯法。该方法具有直观准确的优势，但需要破坏原有路面，获得的数据点有限，需要停机进行取样，而且只能做初始标定。研究人员在沥青摊铺测厚过程中，虽然通过算法设计实现了不停机标定，但这过程中，还是需要通过人工使用钢叉或大螺丝刀根据需要随机选择测点，插入至沥青层底面深度后用尺读数，然后对探地雷达进行校准，标定操作中会人为带来误差。而且沥青混合料是不均匀的，随着沥青摊铺/压实过程的推进，沥青混合料的介电常数在一定范围内是实时变化的，如果只对探地雷达做初始介电常数标定，则不能实时反映沥青实时摊铺厚度以及压实度。

综上，目前在现有的技术中，并没有一种能够解决上述技术问题的技术方案，具体地，缺少一种实时获取标定材料介电常数的控制方法。

发明内容

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种实时获取标定材料介电常数的控制方法，包括如下步骤：

a.确定标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i；

b.基于所述标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i确定标定材料的实时相对介电常数ε_ri。

优选地，在所述步骤a之前，还包括：

i：确定探地雷达是否处于正常工作状态，若是，则执行步骤i2；

ii：确定探地雷达安装位置、天线垂直沥青面和雷达高度是否符合规范。

优选地，所述步骤a包括：

a1：确定标定材料雷达实时接收回波振幅A_ri，；

a2：确定实时测试距离L_ri对应的全反射金属板雷达接收回波振幅函数值A₀(L_ri)；

a3：基于所述标定材料雷达实时接收回波振幅A_ri以及所述全反射金属板雷达接收回波振幅函数值A₀(L_ri)确定所述标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i。

优选地，所述步骤a3中确定所述标定材料与空气界面的实时反射系数幅值Γ_i通过如下公式：