中華人民共和國交通運輸部部門計量檢定規(guī)程

JJG（交通）124—××××

公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達(dá)

HighwayStructureDefectandLayerThicknessGround

PenetrationRadar

（征求意見稿）

××××―××―××發(fā)布××××―××―××實施

中華人民共和國交通運輸部發(fā)布

JJG(交通)124—××××

公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達(dá)檢定規(guī)程

1范圍

本規(guī)程適用于公路斷面探傷及結(jié)構(gòu)層厚度探地雷達(dá)（以下簡稱探地雷達(dá)）的首次

檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。

2概述

探地雷達(dá)可用于道路、橋梁和隧道混凝土結(jié)構(gòu)的檢測，例如公路路面及隧道襯砌

厚度、脫空和空洞、混凝土均勻與密實性、滲漏帶和回填欠實。

探地雷達(dá)通常由發(fā)射天線、接收天線和控制單元等部件構(gòu)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

播過程中遇到介質(zhì)變化時將發(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，從而探測出相應(yīng)的目標(biāo)或者界面信息。探地雷達(dá)的工作原理見圖1所示。

1

2

3

4

5

圖1探地雷達(dá)工作原理示意圖

1——控制單元；2——接收天線；3——發(fā)射天線；

4——發(fā)射信號；5——反射信號；

3計量性能要求

3.1空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差

空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差不超過±5%。

3.2厚度測量誤差

當(dāng)探地雷達(dá)天線頻率≥400MHz時，厚度測量誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

3

JJG(交通)124—××××

表1厚度測量示值誤差

示值誤差

序號天線頻率F測量厚度范圍L

地耦天線空耦天線

1400MHz≤F＜800MHzL≥200mm±10%；±3%；

21.6GHz≤F≤800MHzL≥100mm

1)L≥100mm，±10%；1)L≥100mm，±3%；

2)L＜100mm，±10mm。2)L＜100mm，±3mm。

3F＞1.6GHzL≥50mm

3.3厚度測量重復(fù)性

當(dāng)探地雷達(dá)天線頻率≥400MHz時，厚度測量重復(fù)性變異系數(shù)??不大于5%。

3.4信噪比

信噪比大于等于20。

3.5線性度

線性度不大于2%。

4通用技術(shù)要求

4.1外觀

外觀應(yīng)干燥、無缺損、無銹蝕，表面光滑、均勻，各部位說明文字、符號、銘刻

標(biāo)志、屏幕顯示等清晰、完整。

4.2銘牌

探地雷達(dá)的標(biāo)牌應(yīng)清晰。標(biāo)牌內(nèi)容包括產(chǎn)品型號、產(chǎn)品名稱、生產(chǎn)廠商名稱、產(chǎn)

品技術(shù)參數(shù)、生產(chǎn)編號和制造日期等。

4.3缺陷探測

當(dāng)探地雷達(dá)天線頻率≥800MHz時，用探地雷達(dá)檢測缺陷試樣，選擇二維成像模式

顯示數(shù)據(jù)，屏幕中應(yīng)有明顯的弧形強反射信號。

5計量器具控制

5.1環(huán)境條件

檢定環(huán)境條件如下：

a)環(huán)境溫度：23℃±5℃；

4

JJG(交通)124—××××

b)環(huán)境濕度：不大于85%RH；

c)環(huán)境周圍無影響儀器正常工作的強電磁干擾。

5.2檢定器具

5.2.1通用卡尺：測量范圍0mm～1000mm，最大允許誤差不超過±0.2mm。

5.2.2激光干涉儀：允許誤差為±（0.03+0.5L）μm，L為測量長度，單位為米。

5.2.3厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣組：厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣組為不同尺寸的厚度塊，厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣材料應(yīng)

為均勻、穩(wěn)定、無磁的非金屬材料，上下表面應(yīng)平整；厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣面積不小于天線

底面面積的4倍，應(yīng)配套反射板，反射板的尺寸不小于厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的尺寸；厚度標(biāo)

準(zhǔn)試樣數(shù)量不少于10個，厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的標(biāo)稱厚度采用下式（1）計算：

??

??=???√（1）

??

式中：??——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的標(biāo)稱厚度(mm)，i=1,2，……；

???——對應(yīng)路面厚度，在40mm~500mm范圍內(nèi)均勻取值(mm)；

??——路面材料相對介電常數(shù)，一般取5；

??——厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的相對介電常數(shù)。

5.2.4空氣波速檢定裝置：測量范圍（0~1000）mm，反射板面積應(yīng)不小于4倍天線底

面面積，主要由夾具、雷達(dá)天線固定架、底座和全反射板組成，空氣波速檢定裝置示

意見圖2所示。

4

1

2

3

圖2空氣波速檢定裝置示意圖

1——夾具；2——雷達(dá)天線固定架；3——底座；4——反射板。

5.2.5缺陷試樣：缺陷試樣為具有不同尺寸缺陷的一塊混凝土試樣，混凝土試樣面積

5

JJG(交通)124—××××

應(yīng)不小于4倍天線底面面積，試樣厚度應(yīng)不小于200mm；用通孔模擬缺陷，通孔直徑

范圍50mm~100mm，通孔中心距離試樣表面不小于100mm，通孔個數(shù)不小于5個。

5.3檢定項目

探地雷達(dá)的檢定項目見表2，檢定記錄格式見附錄A。

表2探地雷達(dá)檢測項目

檢驗項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查

外觀和銘牌+++

缺陷探測+--

空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差++-

厚度測量誤差++-

厚度測量重復(fù)性+++

信噪比+--

線性度+--

注：

1、凡需檢定的項目用“+”表示；不需要檢定的項目用“-”表示；

2、天線頻率小于400MHz,無需檢定厚度測量誤差、厚度測量重復(fù)性和缺陷探測三個項目。

5.4檢定方法

5.4.1通用技術(shù)要求

5.4.1.1外觀和銘牌

用目測檢查探地雷達(dá)的外觀結(jié)構(gòu)和銘牌。

5.4.1.2缺陷探測

檢定步驟如下：

a）開啟探地雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10min；

b）將天線放置在缺陷試樣上方，信號穩(wěn)定后開始采集數(shù)據(jù)，沿著垂直于通孔方向

移動天線，使天線底面掃過所有通孔，停止移動天線，并記錄數(shù)據(jù)，選擇二維成像模

式顯示數(shù)據(jù)，讀取缺陷信號。

6

JJG(交通)124—××××

5.4.2空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差

檢定步驟如下：

a）開啟探地雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10min；

b）將探地雷達(dá)天線安裝在空氣波速檢定裝置的夾具上，并使天線底面與反射板平

行，探地雷達(dá)天線底面的中心與反射板的中心同軸；

c）調(diào)整雷達(dá)天線固定架，使得天線底面距離反射板600mm，用通用卡尺測量該距

離，測量三次取平均值作為測量距離的標(biāo)準(zhǔn)值L；

d）信號穩(wěn)定后開始采集數(shù)據(jù)，測量1min后，從采集的數(shù)據(jù)中隨機(jī)取5道測試數(shù)

據(jù)，采用下式（2）計算空氣中的雷達(dá)波速??；

?

?=(2)

???

?2

式中：??——雷達(dá)波速（mm/ns)，i=1,…,5；

L——探地雷達(dá)與反射板的水平距離(mm)；

??——雷達(dá)波角雙程走時(ns)，i=1,…,5。

e）計算5道波的雷達(dá)波速的算術(shù)平均值作為雷達(dá)波速??；

f）采用下式（3）計算空氣中雷達(dá)波速相對誤差??；

????0

??=×100%(3)

?0

式中：??——空氣中雷達(dá)波速相對誤差，n=1，2，3，4；

??——雷達(dá)波速平均值（mm/ns）；n=1，2，3，4；

?0——空氣中電磁波速標(biāo)準(zhǔn)值，?0=300mm/ns。

g）按照步驟c）~f），天線底面至反射板的距離分別取700mm、800mm、900mm，

計算不同測量距離下空氣中雷達(dá)波速相對誤差。

5.4.3厚度測量示值誤差

檢定步驟如下：

a）用激光干涉儀測量各厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣厚度：測試點(數(shù)量≥20個)均勻分布，取厚

度測量平均值作為厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的標(biāo)準(zhǔn)厚度???；

b）開啟探地雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10min，將厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣安置于檢定平臺上并

調(diào)平，安裝探地雷達(dá)天線；

7

JJG(交通)124—××××

c）根據(jù)天線頻率選取5個厚度試樣進(jìn)行厚度測量，取一個具有中間厚度值的試樣

作為波速標(biāo)定試樣，信號穩(wěn)定后開始采集數(shù)據(jù)，測量lmin后，從采集的數(shù)據(jù)中隨機(jī)取

10道測試數(shù)據(jù)。記錄波速標(biāo)定試樣中的雷達(dá)波雙程走時平均值???，并采用下式（4）計

算標(biāo)定試樣中的雷達(dá)波速??；

??

??=?(4)

???

2

式中：??——波速標(biāo)定試樣中的雷達(dá)波速(mm/ns)；

??——波速標(biāo)定試樣的厚度(mm)；

???——波速標(biāo)定試樣中的雷達(dá)波雙程走時平均值(ns)。

d）用標(biāo)定后的探地雷達(dá)對第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行測量，測量1min后，從采集的

數(shù)據(jù)中隨機(jī)取10道測試數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)定的波速計算厚度，取平均值作為第i個厚度標(biāo)

準(zhǔn)試樣厚度測試值???

e）重復(fù)步驟d），采用下式（5）或（6）計算厚度測量示值誤差??。

???????

??=×100%(5)

????

′

??=???????(6)

式中：??——第i個探地雷達(dá)厚度測量相對示值誤差，i=1,…,5；

???——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的厚度測試值(mm)，i=1,…,5；

???——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的標(biāo)準(zhǔn)厚度(mm)，i=1,…,5；

′

??——第i個探地雷達(dá)厚度測量絕對示值誤差(mm)，i=1,…,5。

5.4.4厚度測量重復(fù)性

檢定步驟如下：

將5.4.3中d）所獲得的10道數(shù)據(jù)采用下式(7)和(8)計算變異系數(shù)???，取最大值

作為測量結(jié)果。

??

???=×100%(7)

???

2

∑10(????)

?=√?=1???(8)

???1

式中:???——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的測量重復(fù)性變異系數(shù)；

??——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣的重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差(mm)；

???——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣厚度測試值的算術(shù)平均值(mm)；

8

JJG(交通)124—××××

???——第i個厚度標(biāo)準(zhǔn)試樣第j道數(shù)據(jù)的測試值(mm)；

n——重復(fù)測量次數(shù)，此處取10。

5.4.5信噪比

檢定步驟如下：

a）將天線夾持固定在空氣波速檢定裝置上，使天線底面與反射板表面平行，天線

底面的中心與反射板的中心同軸，距離約為2倍空氣中雷達(dá)電磁波波長；

b）開啟探地雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10min，設(shè)備參數(shù)選擇無濾波和無背景消除，

信號穩(wěn)定后開始采集數(shù)據(jù)，測量1min后，從采集的數(shù)據(jù)中隨機(jī)抽取10道測試數(shù)據(jù)：

c）采用下式(10)計算第i道數(shù)據(jù)的信噪比????；

????

????=(10)

???

式中：????——第i道數(shù)據(jù)的信噪比；

????——第i道數(shù)據(jù)中，反射板反射回波信號的振幅最大值；

???——第i道數(shù)據(jù)中，背景干擾（噪聲）的振幅最大值。

d）取10道數(shù)據(jù)的信噪比的平均值作為系統(tǒng)信噪比。

5.4.6線性度

檢定步驟如下：

a）將天線固定在空氣波速測量裝置的夾具上，使探地雷達(dá)天線的底面與反射板平

行，天線底面的中心與反射的中心同軸；

b）開啟探地雷達(dá)，通電預(yù)熱不少于10min，數(shù)據(jù)參數(shù)選擇無濾波和無背景消除等

實時處理；

c）采集模式選擇時間采集，時間測量量程設(shè)置為20ns，調(diào)節(jié)雷達(dá)天線固定架，使

反射板的反射回波信號顯示在時間測量量程的1/4的位置，信號穩(wěn)定后開始采集數(shù)據(jù)，

測量1min后，用通用卡尺測量天線底面距反射板的距離h1，并記錄反射回波信號的時

間t1；

d）重復(fù)步驟c)，分別使反射板的反射回波信號在時間測量量程的1/2位置和3/4

的位置處，測量天線底面距反射板的距離h2和h3，記錄反射回波信號的時間t2和t3；

e）采用下式（11）、（12）和（13）計算線性度。

|???|

?=21(11)

(?2+?1)?2

9

JJG(交通)124—××××

?2??1

?1=(12)

?2??1

?3??2

?2=(13)

?3??2

式中：?——線性度；

?1——第一次測量的時間因素系數(shù)；

?2——第二次測量的時間因素系數(shù)；

?1——第一次測量的天線底面距反射板的距離(mm)；

?2——第二次測量的天線底面距反射板的距離(mm)；

?1——第一次測量的反射板反射的回波信號時間(ns)；

?2——第二次測量的反射板反射的回波信號時間(ns)；

?3——第三次測量的反射板反射的回波信號時間(ns)。

5.5檢定結(jié)果處理

經(jīng)檢定合格的探地雷達(dá)，出具檢定證書，檢定證書內(nèi)頁格式見附錄B。檢定不合格

的探地雷達(dá)出具檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項目，檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式見附

錄C。

5.6檢定周期

探地雷達(dá)的檢定周期一般不超過一年。

10

JJG(交通)124—××××

附錄A

探地雷達(dá)檢定記錄表

記錄編號：

樣品名稱樣品編號

型號規(guī)格出廠編號

制造單位接收日期

檢定依據(jù)檢定地點

檢定前樣品狀態(tài)檢定后樣品狀態(tài)

環(huán)境條件溫度：℃；濕度：%RH；其他：

測量準(zhǔn)確度等級/證書使用前情況使用后情況

檢定使用的計名稱證書有效期

范圍不確定度編號(是否良好)(是否良好)

量標(biāo)準(zhǔn)器及主

要配套設(shè)備

檢定項目

天線規(guī)格出廠編號

序號項目計算結(jié)果(時間單位：ns，速度單位：mm/ns，長度單位：mm）

一外觀和銘牌

二缺陷探測

空氣中電磁波

波速標(biāo)準(zhǔn)值

速度相對誤差

距離標(biāo)準(zhǔn)值12345

平均值%

開始t0

1結(jié)束t1

速度

開始t0

空氣中雷達(dá)

三波速校準(zhǔn)相2結(jié)束t1

對誤差速度

開始t0

3結(jié)束t1

速度

開始t0

4結(jié)束t1

速度

11

JJG(交通)124—××××

探地雷達(dá)檢定記錄表（續(xù)）

記錄編號：

厚度測量值

測量序號12345

NO.1

NO.2

NO.3

NO.4

NO.5

厚度測NO.6

量示值

四NO.7

誤差及

重復(fù)性NO.8

NO.9

NO.10

①平均值

②標(biāo)準(zhǔn)差

③變異系數(shù)=②/①

④標(biāo)準(zhǔn)值

⑤厚度示值誤差=①-④或

(①-④)/④

12345678910平均值

五信噪比

123線性度

六線性度距離時間距離時間距離時間

檢定:核驗：日期：

12

JJG(交通)124—××××

附錄B

探地雷達(dá)檢定證書內(nèi)頁格式

檢定證書第2頁

證書編號××××××-××××

檢定機(jī)構(gòu)授權(quán)說明

檢定環(huán)境條件及地點：

檢定所依據(jù)的技術(shù)文件（代號、名稱）

溫度℃其他

濕度%RH地點

檢定使用的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置/主要設(shè)備

不確定度/準(zhǔn)確

儀器設(shè)備證書

名稱儀器設(shè)備編號測量范圍度等級/最大有效期至

編號

允許誤差

第2頁共3頁

13

JJG(交通)124—××××

檢定證書第3頁

證書編號××××××-××××

檢定結(jié)果

序號被檢項目檢定結(jié)果結(jié)論

1外觀和銘牌

2缺陷探測

3空氣中雷達(dá)波速測量相對誤差

4厚度測量誤差

5厚度測量重復(fù)性

6信噪比

7線性度

注：

1本報告檢定結(jié)果僅對該計量器具有效；

2本證書未加蓋“檢定專用章”無效；

3下次檢定時請攜帶（出示）此證書。

以下空白

第3頁共3頁

14

JJG(交通)124—××××

附錄C

探地雷達(dá)檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式

檢定結(jié)果通知書第2頁

證書編號××××××-××××

檢定機(jī)構(gòu)授權(quán)說明

檢定環(huán)境條件及地點：

溫度℃地點

濕度%RH其他

檢定使用的計量標(biāo)準(zhǔn)器具/主要設(shè)備

不確定度/準(zhǔn)確