Logo Zakładu Geofizyki AGH Logo firmy Mala GeoScience Logo firmy Sensors & Software Logo firmy GSSI

home.agh.edu.pl/karcz - strona Jerzego Karczewskiego

Inne georadary...

Do najważniejszych cech wszystkich produkowanych obecnie georadarów należą:

  • możliwość doboru parametrów pomiarowych w szerokim zakresie,
  • szeroki wachlarz kompatybilnych anten,
  • bogate oprogramowanie,
  • współpraca z systemem GPS, GIS, Google Earth, itp.,
  • integracja z programami typu CAD,
  • współpraca z kamerą video,
  • długi czas pracy na bateriach,
  • łatwość w użyciu.

Do czołowych producentów aparatury georadarowej zaliczamy, oprócz firmy Mala Geoscience, trzy firmy:


Kanadyjska firma Sensors & Software produkuje georadary z serii EKKO. Produkują oni trzy typy georadarów:

  • pulseEKKO 100,
  • pulseEKKO 1000,
  • i najnowszy model pulseEKKO PRO.

Georadar pulseEKKO 100 jest zasadniczo przeznaczony do współpracy z nieekranowanymi antenami niskoczęstotliwościowymi o częstotliwościach: 12.5, 25, 50, 100 i 200MHz, a także z antenami do geofizyki otworowej.

Georadar pulseEKKO 100

fot.: Nguyen Van Giang

Georadar pulseEKKO 100

Widać więc, że georadar ten może być używany jest do celów geologicznych, ma on bowiem większy zasięg głębokościowy, ale za to mniejszą rozdzielczość. Georadar ten ma pewną unikalną cechę konstrukcyjną, nie stosowaną w innych georadarach. Otóż, można do niego podłączyć dwa rodzaje nadajników: 400V i 1000V. Podłączenie tego drugiego powoduje znaczne zwiększenie zasięgu głębokościowego, przy tych samych antenach.

Profilowanie anteną 50MHz

fot.: Nguyen Van Giang

Profilowanie anteną 50MHz

Profilowanie anteną 200MHz

fot.: Nguyen Van Giang

Profilowanie anteną 200MHz

Georadar ten ma bardzo wysoki współczynnik doskonałości SP (ang. system performance). Gwarantuje on uzyskanie większego zasięgu głębokościowego, przy tej samej mocy sygnału emitowanego.

Georadar pulseEKKO 1000 jest przystosowany do pracy z antenami o wyższych częstotliwościach: 110, 225, 450, 900, 1200MHz. Jest on więc szczególnie dobrze predysponowany do badań inżynierskich, badań płytko leżących warstw z bardzo wysoką rozdzielczością.

Georadar pulseEKKO 1000

fot.: Sensors & Software

Georadar pulseEKKO 1000

W 1996 roku firma Sensors & Software przedstawiła dwa modele georadarów: EKKO100A i EKKO 1000A. Mają one znacznie poprawione wartości niektórych parametrów pomiarowych.

Georadar pulseEKKO PRO jest radarem uniwersalnym. można do niego podłączyć większość anten firmy Sensors & Software. Do georadaru tego można podłączyć nadajnik o bardzo wysokim napięciu pracy: 5000 V. Skutkuje to znacznym zwiększeniem zasięgu głębokościowego.

Noggin Plus

fot.: Sensors & Software

Noggin Plus

Conquest

fot.: Sensors & Software

Conquest

Oprócz tych dwóch georadarów firma Sensors & Software produkuje wąsko specjalizowane narzędzia do badania głównie podziemnych instalacji o nazwie Noggin (anteny o częstotliwości 250, 500 i 1000MHz), czy też georadar przeznaczony do badania betonu (zbrojenie, pęknięć, szczelin, itp) o nazwie Conquest. Podobnymi do Noggina modelami są LMX100 i FINDAR. Mają one zasięg do około 8m, są przeznaczone do typowych prac inżynierskich.


Z kolei amerykańska firma GSSI (Geophysical Survey Systems Inc.) była chyba pierwszą firmą na świecie, która uruchomiła masową produkcję sprzętu georadarowego. Produkuje ona georadary o nazwie SIR. Najstarszym modelem georadaru produkcji GSSI był SIR-3. Miał on kilka parametrów pomiarowych ręcznie ustawianych. Wyniki pomiarów były drukowane na drukarce na papierze elektroczułym, można je również było nagrać na taśmę magnetyczną (posługując się specjalnym, dodatkowym urządzeniem). Georadar ten jest już obecnie urządzeniem bardzo prymitywnym, jednak pod warunkiem cyfrowej rejestracji danych na zewnętrzne urządzenie może być jeszcze dość użyteczny. Zarejestrowane dane trzeba następnie przetworzyć jakimś nowoczesnym pakietem interpretacyjnym (np. RADAN). Autor zetknął się osobiście z takim urządzeniem w krakowskiej firmie KPG i we włoskiej firmie IDROGEO SRL.

Następcą georadaru SIR-3 był model SIR-8. Znacznie rozbudowano w nim możliwości ustawiania parametrów pomiarowych, wprowadzono cyfrowy zapis danych. Sam georadar był też znacznie lżejszy i mniejszy. Nie zdobył on jednak zbyt dużej popularności, gdyż wkrótce potem, na początku 1990 roku firma GSSI wprowadziła na rynek pierwszy, cyfrowy georadar SIR-10. Jest on georadarem czterokanałowym, można do niego podłączyć jednocześnie cztery niezależne anteny. Każda z anten może być innej częstotliwości. Dużą wadą tego georadaru była jednak jego waga (bez anten około 30 kilogramów).

Kolejnym modelem aparatury georadarowej firmy GSSI był georadar SIR system 2. Georadar ten był w pełni kompatybilny z wszystkimi antenami SIR-a. Niektóre z tych anten mogły być połączone z georadarem za pomocą światłowodów. Dane były zapisywane na wbudowanym twardym dysku. Odmianą tego georadaru był model SIR system 2M przeznaczony specjalnie do pomiarów w kopalniach. Miał on specjalną obudowę iskrobezpieczną przystosowaną do pracy w tego typu warunkach.

Obecnie firma GSSI sprzedaje 4 modele georadarów: SIR-20, SIR-30, SIR 3000 i SIR 4000.

SIR-20

fot.: GSSI

SIR-20

SIR-20 jest dwukanałowym georadarem przeznaczonym do współpracy ze wszystkimi antenami firmy GSSI. Godna podkreślenia jest bardzo wysoka prędkość rejestracji tras - do 1000 tras na sekundę (co prawda podczas pracy na jednym kanale z niewielką ilościa próbek). Pozwala to na profilowanie z bardzo dużą szybkością i gęstością zapisu. Radar posiada wbudowany dysk twardy o pojemnosci 80GB, ma również mozliwość zapisu na zewnętrzne nośniki pamięci.

SIR-30e

fot.: GSSI

SIR-30e

Georadar SIR-30 jest radarem czterokanałowym. Ma bardzo wysoką częstotliwość repetycji impulsu (PRF) wynoszącą 800kHz (dla porównania ProEx firmy Mala GeoScience ma PRF=200kHz). Dzięki temu może zapisywać nawet 1400 tras/sekundę (przy najmniejszej liczbie próbek). Radar posiada wbudowany dysk SSD o pojemnosci 500GB. Radar zapisuje próbki w formacie 4 bajtowym, co niesłychanie poprawia stosunek S/N. Firma GSSI skonstruowała specjalną wersję tego radaru - SIR-30E, przeznaczoną do pracy w trudnych warunkach terenowych (kopalnie, tunele, itp.). Spełnia ona wysoką normę pyłoszczelności - IP64.

SIR3000

fot.: GSSI

SIR 3000

Pierwszym naprawdę przenośnym georadarem formy GSSI jest SIR 3000. Jest to urządzenie jednokanałowe przystosowane do współpracy ze wszystkimi antenami firmy GSSI. Jest on wyposażony w wewnętrzną pamięć Compact Flash (o pojemności 2GB). Parametry pomiarowe ma jednak znacznie gorsze niż georadary SIR-20 i SIR-30. Posiada wbudowaną wewnętrzną baterię, jest przystosowany do pracy w każdych warunkach terenowych.

SIR 4000

fot.: GSSI

SIR 4000

Najnowszym georadarem produkcji GSSI jest SIR 4000. Został on zaprezentowany w czasie XV konferencji poświęconej metodzie GPR w Brukseli w 2014 roku. Jest to radar jednokanałowy, chociaż współpracuje ze specjalną anteną o podwójnej częstotliwości (300/800MHz) produkowaną przez GSSI. Obsługuje wszystkie anteny firmy GSSI. Akwizycja danych jest bardzo szybka (do 800 tras/sekundę), co zapewnia bardzo dużą wydajność. Jest wyposażony w wewnętrzną pamięć o pojemności 32GB. Ma wbudowane specjalne oprogramowanie do profilowania 3D, a także zaawansowany pakiet do przetwarzania danych.

Do wszystkich tych typów georadarów można stosować standardowe anteny produkowane przez firmę GSSI.

antenna-3200mlf

3200MLF, 15–80MHz

antenna-100mhz

3207, bistatyczna, 100MHz

antenna-900mhz

3101A, 900MHz

antenna-1000mhz

5101, 1000MHz

antenna-2600mhz

52600, 2600MHz

antenna-horns

antena tubowa 1GHz, 2GHz

fot.: GSSI

Niektóre anteny firmy GSSI

Podobnie jak inne firmy georadarowe, firma GSSI produkuje również kilka wąsko specjalizowanych urządzeń, głównie do badania betonu (lokalizacji zbrojenia) o nazwach Structure Scan, Handy Scan, Ballast Scan, Bridge Scan, Road Scan i inne.

Structure Scan

fot.: GSSI

Structure Scan

Ballast Scan

fot.: GSSI

Ballast Scan

Na zdjęciu bardzo proste urządzenie StructureScan do lokalizowania prętów zbrojeniowych w betonie, wyposażone w antenę o częstotliwości 1600MHz. Na zdjęciu georadar Ballast Scan przeznaczony do badania nasypów kolejowych i dróg, wyposażony w dwie anteny o częstotliwości 2GHz każda.

TerraVision

fot.: GSSI

TerraVision

Firma skonstruowała również urządzenie o nazwie TerraVision. Jest to 14 kanałowy radar współpracujący z antenami o częstotliwości 400 MHz, przeznaczony specjalnie do badania dróg, lotnisk, itp.


Włoska firma INGEGNERIA DEI SISTEMI s.p.a (IDS) produkuje wielokanałowe georadary o nazwie RIS-2K. Mogą one współpracować z antenami ekranowanymi o częstotliwościach od 80 do 1600MHz. Bardzo ciekawa jest na przykład antena o częstotliwości 1600MHz złożona z czterech nadajników i odbiorników.

RIS-2K

fot.: INGEGNERIA DEI SISTEMI s.p.a

Wielokanałowy RIS-2K

Wielkim atutem firmy INGEGNERIA DEI SISTEMI s.p.a jest oprogramowanie; m.in. interface do programów CAD, czy też program do automatycznego tworzenia przekrojów geologicznych z sekcji georadarowych.

Detector Duo

fot.: INGEGNERIA DEI SISTEMI s.p.a

Detector Duo

Typowym urządzeniem wyspecjalizowanym do wykrywania rur, kabli i innych instalacji podziemnych jest urządzenie o nazwie DETECTOR. Jest to radar bardzo prosty w obsłudze. Współpracuje z antenami o częstotliwości 250MHz i 700MHz, wszystkie parametry są ustawiane automatycznie. Ostatnio firma skonstruowała georadar DETECTOR DUO wyposażony w dwie zintegrowane anteny o częstotliwościach 250 i 700MHz. Podobny model to OPERA DUO - równiez przeznaczony do prac inżynierskich (wyposażony w dwie anteny 250 i 750MHz). Radar RIS-Hi Pave jest przeznaczony do badania dróg. Można do niego podłączyć 4 anteny tubowe o częstotliwościach 1 lub 2 GHz. Innym radarem przeznaczonym do badania dróg i mostów jest model RIS Hi-BrigHT. Jest wyposażony w 16 anten o częstotliwości 2 GHz. Georadar przeznaczony do badania nasypów kolejowych to model SafeRailSystem. Do tego radaru można podłączyć cztery anteny o częstotliwości 400MHz. Służy on więc do badania podłoża nasypów kolejowych.

Za pomocą specjalnej wersji georadaru firmy IDS włoscy himalaiści 24.04.2004 dokonali pomiaru grubości śniegu na Mount Evereście (!), najwyższym szczycie Ziemi.


Z12c z oprzyrządowaniem

fot.: Radar System Inc.

Z12c z oprzyrządowaniem

Litewska firma Radar System Inc. produkuje georadar o nazwie Z12c. Może on współpracować z różnymi antenami ekranowanymi i nieekranowanymi: 2GHz, 1.5GHz, 900, 750, 500, 300, 100MHz i anteną o zmiennej częstotliwości (38, 75 i 150MHz) - efekt ten osiąga się przez zmianę geometrii anteny. Oprócz georadaru Z12C firma ta produkuje specjalny georadar do badania dna zbiorników wodnych o nazwie Python-02.


Grot 10 z oprzyrządowaniem

fot.: ZAO Timer

Grot 10 z oprzyrządowaniem

Rosyjska firma ZAO Timer produkuje georadary o nazwie GROT-10, GROT-11, GROT-12 i GROT-12e. Mogą one współpracować z antenami o częstotliwościach od 100MHz do 1GHz. Jak widać są one bardzo podobne do litewskiego georadaru Zond, są jednak znacznie cięższe. W 2003 roku firma skonstruowała georadar LOZA-N. Jest on przystosowany do współpracy z niskoczęstotliwościowymi antenami o zmienionej konstrukcji. Dzięki temu osiąga znaczne zasięgi głębokościowe.


Georadar Model 1000b

fot.: Georadar Inc.

Georadar Model 1000b

Amerykańska firma Georadar Inc. produkuje georadary o nazwie GeoRadar Model 1000b. Są to specyficzne georadary o zupełnie odmiennej konstrukcji. Wszystkie georadary opisane uprzednio były radarami impulsowymi, tzn. wysyłały krótki impuls o określonej częstotliwości, który następnie był rejestrowany przez antenę odbiorczą. Natomiast ten model jest georadarem tzw. stepped frequency modulated (o zmiennej częstotliwości). Emituje on w głąb gruntu sinusoidę o narastającej częstotliwości. Radary takie mają szereg zalet w porównaniu z impulsowymi, jednak z powodów konstrukcyjnych są one wyposażone w wysokoczęstotliwościowe anteny.


Angielska firma PIPEHAWK PLC (dawniej EMRAD) produkuje m.in. prosty georadar jednokanałowy o nazwie PIPE HAWK. Jest on specjalnie przeznaczony do wykrywania podziemnych instalacji do głębokości około 3m. Firma skonstruowała inne modele georadarów o nazwach: e-spect, e-spott i e-spade. Są one wyposażone w szerokopasmowe anteny (Ultra Wide Band).


Georadar GeoScope

fot.: 3d-Radar AS

Georadar GeoScope

Norweska firma 3d-Radar AS produkuje georadar o nazwie GeoScope. Jest to radar emitujący sygnał o zmiennej częstotliwości (ang. Stepped Frequency). Współpracuje on ze specjalną 41 elementową anteną o częstotliwości od 200MHz do 3GHz (anteny DX). Zapewnia to bardzo dużą wydajność pomiarów. Najnowszym georadarem firmy jest model GeoScope Mk-IV. Jest on przeznaczony do badania dróg, mostów, lokalizacji infrastruktury podziemnej, itp.


Georadar Cobra

fot.: Radarteam AB

Georadar Cobra

Szwedzka firma Radarteam AB skonstruowała wyspecjalizowany georadar o nazwie Cobra. Jest to dwukanałowy radar wyposażony w szerokopasmowe anteny o częstotliwościach 250 i 500MHz (pasmo przenoszenia 100-900MHz). Charakteryzuje się bardzo wysokim SP=174dB. Jego obsługa jest bardzo prosta. Jest sterowany programem PRISM. Maksymalny zasięg głębokościowy tego radaru wynosi około 10m. Jego zaletą jest niewysoka cena. Oprócz tego modelu firma Radarteam produkuje georadary o nazwie Cobra Plug-In. Są to georadary wyposażone w szerokopasmowe, zintegrowane z nadajnikiem i odbiornikiem anteny o częstotliwościach środkowych 40, 70 i 150MHz. Charakteryzują się one dużym zasięgiem głębokościowym. Wszystkie anteny produkowane przez firmę Radarteam współpracują z georadarami firmy GSSI.


Georadar Seeker SPR

fot.: US Radar Inc.

Georadar Seeker SPR z anteną 500MHz

Amerykańska firma US Radar działa na rynku od 1994 roku. Rozwijane są w niej konstrukcje prowadzone w tamtych latach w angielskiej firmie ERA Technology. Skonstruowała georadar o nazwie Seeker SPR (Surface Penetrating Radar). Produkuje anteny ekranowane o następujących czestotliwościach: 100MHz (w oddzielnych obudowach), 250, 500, 1000 i 2000MHz. Sprzęt może być zainstalowany na specjalnym wózku, anteny o wysokich częstotliwościach można również przesuwać ręcznie po powierzchni pomiarowej. Dane pomiarowe można przetwarzać oprogramowaniem o dużych możliwościach (m.in. integracja z CAD, GIS i GoogleEarth).


Wiele innych firm geofizycznych oraz instytutów naukowych podjęło się prób skonstruowania aparatury georadarowej. Na początku lat osiemdziesiątych firma Microwave Associates z USA skonstruowała georadar o nazwie Terrascan. Był on głównie przeznaczony do lokalizacji rur i kabli. W ostatnich latach rosyjska firma Geological Prospecting Co. Ltd rozpoczęła produkcję georadarów o nazwie TR-GEO.

Firma ISS International Ltd z R.P.A. skonstruowała przed kilkoma laty georadar o nazwie RockRadar. Był on specjalnie dedykowany do pracy pod ziemią w kopalni. Firma ERA Technology opracowała georadar SuperScan. Niewielka angielska firma Utsi Electronics Ltd wyprodukowała georadar o nazwie Groundvue. Firma ta, jako chyba jedyna z komercyjnych firm, wyprodukowała specjalny georadar do pomiarów podwodnych (o nazwie Watervue). Inne firmy, które zajmowały się konstrukcją georadarów, to np. holenderski instytut z Delft, niemiecki instytut BGR z Hanoweru, TNO w Holandii, Toikka Engineering w Finlandii i dziesiątki innych.


Osobiście pracowałem georadarami wszystkich wiodących firm (Mala Geoscience, GSSI, Sensors & Software i IDS). Gdybym spośród nich miał wybierać wybrałbym georadar ProEx firmy Mala GeoScience. Kanadyjski radar EKKO ma nieznacznie lepsze parametry pomiarowe, jest za to znacznie droższy. Z kolei starsze SIRy są ciężkie i nieporęczne. Bardzo dobre wydają się georadary włoskiej firmy IDS, mają bardzo zaawansowane oprogramowanie. Dotyczy to jednak tylko najdroższych wielokanałowych jednostek. Zdecydowanie natomiast dokupiłbym zaawansowany pakiet do przetwarzania danych georadarowych (np. Reflex). Programy sprzedawane wraz ze sprzętem zawierają jedynie podstawowe procedury interpretacyjne.