Георадары серии "ЛОЗА" относятся к классу геофизических приборов для исследования подповерхностной структуры почвы на глубины единицы - сотни метров, в зависимости от модели прибора, используемой нтенны и параметров зондируемой среды.
Принцип действия радаров основан на излучении сверхширокополосных электромагнитных импульсов без несущей в подстилающую среду и регистрации их отражений от границ раздела слоев или объектов.
Отличительной особенностью приборов этой серии, по сравнению с известными зарубежными и отечественными аналогами, является большой энергетический потенциал, позволяющий работать в средах с высокой проводимостью, например в суглинке или влажной глине, что для других герадаров не представляется возможным из-за их малого потенциала.
С целью достижения высоких энергетических показателей была полностью пересмотрена классическая схема построения радара, в которой обычно используется транзисторный передатчик напряжением около 50 В и cтробоскопическое преобразование для регистрации отраженных сигналов. Так, импульсная мощность передатчика была увеличена более чем в 10000 раз, а стробоскопическое преобразование заменено прямой регистрацией сигнала, без преобразования его в область низких частот. В качестве антенн (или их основных излучающих элементов), в георадарах серии "ЛОЗА" используются резистивно-нагруженные диполи. Это гарантирует отсутствие в принимаемом сигнале "звона", который, например, всегда присутствует в наиболее распространенных в мире антеннах типа "бабочка". "Звоны" антенны заметно маскирут слабые сигналы на фоне более мощных. В передатчике, в качестве ключевого элемента, используется водородный разрядник высокого давления, а сам передатчик работает в автономном режиме без синхронизации. Это позволяет избежать соединительных линий, а, значит, и сильных наводок от передатчика (заметим, что даже оптоволокно, используемое для синхронизации передатчика в лучших мировых образцах радаров, является волноводом). Синхронизация приемника в георадарах "Лоза" происходит по воздушной волне, что накладывает некоторые особенности при эксплуатации прибора. В частности, в случаях, когда приходится работать вблизи передатчиков телецентров, необходимо изменять порог синхронизации, чтобы избежать дополнительных помех. Независимая конструкция передатчика и приемника позволяют производить "зондирование", т.е. построение годографа, когда точки приема и передачи разносятся в пространстве. Этот метод является основным для определения истинной глубины слоя или объекта, а также скорости распространения импульса, т.е. параметры самой среды. Съемные антенны приемника и передатчика можно оперативно менять, изменяя, тем самым, диапазон рабочих частот радара, что чаще всего необходимо по условиям конкретной задачи. В большинстве мировых образцов антенны конструктивно связаны с передатчиком и приемником, и чаще всего не позволяют изменять их относительное пространственное положение, что исключает возможность построения годографа.
Все модели георадаров: "Лоза-М", "Лоза-В", "Лоза-Н" и "Лоза-К" работают по одному и тому же принципу, имеют примерно одинаковый энергетический потенциал, конструктивно выполнены в одинаковых корпусах. Они различаются набором и конструкцией антенн, диапазоном рабочих частот, частотой дискретизации, представлением информации видом экрана (монохромный, цветной), что обеспечивает различные возможности для решения геофизических задач, где, чаще всего, требуется найти компромисс между глубиной зондирования и пространственным разрешением. Часть параметров радара (например, время регистрации или вид амплитудной характеристики регистрируемого сигнала) по желанию заказчика может быть изменен путем перепрограммирования встроенного микропроцессора.
Георадары серии "ЛОЗА" запатентованы, патент Комитета РФ по патентам и товарным знакам № 2205424 от 29 декабря 2001 года и имеют сертификат соответствия и санитарно-эпидимиологическое заключение №77.ФУ.02.401.П.000327.04.02 от 02.04.2002 г. Эксплуатация георадаров серии "Лоза" показала их эффективность при решении следующих задач:
- Инженерно-геологических изысканий при проектировании линейных и площадных сооружений;
- Контроля состояния грунта в зоне инженерных сооружений при строительстве и эксплуатации (фундаменты зданий, железные и шоссейные дороги);
- Выявления подземных металлических и неметаллических коммуникаций;
- Поиска в грунте и в строительных конструкциях полостей искусственного и естественного происхождения (карстовые полости, пустоты и тектонические нарушения);
- Определения мощности насыпных и деформированных грунтов, картирования границ коренных пород под sрыхлыми отложениями;
- Поиска песчано-гравийных отложений, картирования оползневых тел;
- Определения состояния мостов, опор, туннелей;
- Обнаружения захоронения экологически вредных отходов;
- Неразрушающего картирования зарытых емкостей, скрытых траншей, границ загрязненных почв, мест протечек.
1. Общие технические параметры георадаров серии "ЛОЗА"
| 1.1. Диапазон рабочих частот, МГц, не менее | 50-300 |
| 1.2. Дискретность отсчета данных, нсек | 1, 2 |
| 1.3. Количество регистрируемых кадров (экранов формата 128ґ256), не менее | 500 |
| 1.4. Чувствительность приемника, мкВ, не менее | 100 |
| 1.5. Импульсная мощность передатчика, мВт, не менее | 1 |
| 1.6. Энергетический потенциал, дБ, не менее | 120 |
| 1.7. Средняя излучаемая мощность мВт, не более | 100 |
| 1.8. Длительность регистрируемых реализаций (нсек) | 256,512,1024, 2048. |
| 1.9. Потребляемая мощность, не более (Вт) | |
| - ждущий режим | 2.5 |
| - режим регистрации | 3.0 |
| - режим регистрации с подсветкой | 3.7 |
| 1.9. Связь с компьютером через | RS232 |
| 1.10. Вес комплекса в сборе, не более (кг) | 10 |
| 1.11. Габариты БУИ-М c СА-1 , (мм), не более | 260*150*160 |
| 1.12. Диапазон рабочих температур, С° | -20 +50 |
| 1.13. Диапазон регулировки двух дополнительных порогов регистрации | ± 16 |
2. Отличительные особенности моделей георадаров серии "ЛОЗА"
2.1. Модель "М". Наиболее простой моделью, не требующая высокой квалификации оператора, является модель "Лоза-М". В этой модели предусмотрена только пороговая обработка сигнала, без регистрации волновой функции, что достаточно для решения большинства практических задач в инженерно-геологических изысканиях и археологии. Информация представляется на экране в бинарном режиме по превышению двух регулируемых порогов, в память записывается бинарный профиль по превышению трех порогов параллельно.2.2. Модель "В". По сравнению с радаром "Лоза-М", модификация "Лоза-В" позволяет, дополнительно, регистрировать полную волновую форму отраженного импульса. Модель "В" ориентированна на выполнение сложных инженерно-геологических изысканий и археологических обследований с использованием анализа амплитуды отраженного сигнала и "3-D" обработки. Георадар может успешно использоваться подводных георадарных исследований с поверхности воды. В этой модели предусмотрена регистрация сигнала с временной разверткой 1024 нсек, что позволяет зондировать пресноводные водоемы на глубину до 17 метров.
2.3. Модель "Н". "Лоза-Н" - это низкочастотный вариант георадара "Лозы-В", в котором нижняя частота рабочего диапазона уменьшена до 25 МГц. Время регистрации отклика увеличено до 2048 нсек. Дискретность отсчета данных имеет значение 2 или 4 нс. Георадар "Лоза-Н" комплектуется антеннами с центральной частотой 25 МГц (длина 600 см), 50 МГц (длина 300 см) и 100 МГц (длина 150 см). Антенны (длиной 600 и 300 см) складываются "гармошкой" и могут транспортироваться в сумке размерами (100см х 30 см х 30см). С помощью георадаров "ЛОЗА-Н" возможно исследование геологической структуры грунта, примерно, до глубины 100 метров (в зависимости от поглощающих свойств грунта).
Организация-разработчик - ОАО "ВНИИСМИ" и авторский коллектив разработчиков обеспечивают обучение, консультации при эксплуатации, бесплатный ремонт прибора в течение гарантийного срока и сервисное обслуживание в течение всего срока эксплуатации.
