探地雷达技术应用综述
探地雷达技术与应用
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R(kx,)
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R(kx,)F(kx,)
D(kx,kz)F(kx,kz)
五、探地雷达信号处理
•三维合成孔径处理前后对比图
五、探地雷达信号处理
➢探地雷达波速估计方法：
•波速估计不准会导致合成孔径处理后的图像发散；
Point
-1
Target
-1.5
-2
-2.5
-3
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
RMA
Focused Image
0.4
Focused 0.2 0 Point -0.2 -0.4 Target -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Azimuth FFT
• 空间特征 • 时域特征 • 频域特征
五、探地雷达信号处理
➢杂波抑制：
•杂波产生原理；
地面
w
e
Tx
Rx
c
b s
目标
五、探地雷达信号处理
➢合成孔径：
•目的：提高方位分辨率，增强信噪比； •二维合成孔径成像，三维合成孔径成像； •时域合成孔径成像（全息成像，kirchhoff偏移，等），频 域合成孔径成像（f－k偏移，Gazdag、stolt偏移，等）；
探地雷达技术应用综述
探地雷达技术应用综述一、探地雷达技术的概述雷达法检测技术是新兴的建设卜程无损检测技术雷达（RADAR ）一词最早出现于军事，是“无线侦察与定位”的缩写，意即利用无线电波发现并测定其位置的设备。
1985 年，美国采用线性调频脉冲雷达技术检测具有近80 年历史的纽约地铁通道结构完整性，发现雷达可穿透6 一8 层、厚约28 一31cm 的水浸饱和砖，探出原隧道的钢铁护套，还能发现混凝土地板下的空洞从此，将微波检测技术引人了工程建设领域。
1 994 年，美国地球物理公司发明了SIR 地质雷达仪，同时也适用于公路路面检测20 世纪90 年代日本雷达仪器公司( JRc ）研制开发了一系列混凝土内部雷达探测仪。
频率高于20GHz 的微波关键器材由于军事原因受到“巴黎统筹委员会”限制，难以从国外直接引进，所以国内于20 世纪70 年代才开始微波检测技术的研究，民主要应用于航空航天领域。
1988 年我国航天部二院203 所研制出2cm频域干涉仪探测系统，对直径480mm 的玻璃钢壳体发动机进行检查，壳检出最小直径为45mm 、相邻距离40mm 以上的缺陷；1990 年机电部海材料研究所白宝泉等研制出96 Hz 检测装置，采用楔形介质天线，实现近场检测，可检出直径2mm的球孔，横向分辨率为2 .5mm ; 1990 年能源部苏州热工研究所运用微波散射法检测金属表面裂纹，当裂缝深度在0 . 01 一6 . 3 时，测量误差小于2 ％。
20 世纪90 年代，我国亦开始了地质雷达（或称探地雷达）的应用研究。
上海同济大学采用地质雷达探测地下管线、旧建筑混凝土桩、古河道、暗河等，取得良好效果；交通部门引进了多台SIR 一10H 地质雷达仪，用于公路路面检测，90 年代国内多家单位从日本JRC 公司引进了JEJ 一60BF 雷达仪，用于探测钢筋混凝土结构内部钢筋和缺陷的分布。
雷达波是频率为300MHz 一300GHz 的微波，属于电磁波，其真空中相应的波长为lm 一lmm ，在电磁波谱上处于远红外线至无线电短波之间。
探地雷达原理及应用
探地雷达原理及应用探地雷达是一种利用电磁波进行地下探测的装置，其原理基于电磁波在地下传播时的特性和地下物质对电磁波的反射、散射、透射等现象。
探地雷达可以用于勘探、地质调查、资源勘测、环境监测、灾害预警等领域。
探地雷达的原理主要有三个方面：脉冲发射、多通道接收和时间域分析。
首先，在探地雷达中，发射器会发出一个脉冲电磁波信号，这种信号一般具有宽带、高功率、短脉冲的特点。
这个脉冲信号会通过天线发射到地下，经过传播后一部分被地下物体反射、散射或透射回来。
其次，多通道接收是探地雷达的另一个重要原理。
雷达接收系统会利用多个接收天线来接收地下反射回来的信号，通过采集这些信号的幅值、相位、时间差等信息，可以得到地下物体的位置、形状、材质等特征。
最后，探地雷达还会利用时间域分析的原理来处理接收到的信号。
时间域分析是指通过观察信号在时间上的变化来分析地下物体的特性。
例如，如果地下存在一个金属物质，那么它会对电磁波产生反射，因此在接收到的信号中可以观察到一个明显的回波。
通过分析这个回波的幅值、相位、时间，就可以获取地下物体的一些信息。
探地雷达的应用十分广泛。
在勘探领域，探地雷达可以用于寻找地下矿藏、石油、地下水等资源，通过分析地下物体的特性来判断其类型、储量等。
在地质调查上，探地雷达可以用于检测地下的地层结构、地下洞穴、断层等地质特征。
在环境监测方面，探地雷达可以用于检测地下污染物、地下管线等，以保护环境和预防灾害。
此外，探地雷达还可以用于考古学研究、土壤研究、地震预警等领域。
总之，探地雷达是一种基于电磁波传播的原理，通过发射脉冲信号、多通道接收和时间域分析等方法来探测地下物体。
其在勘探、地质调查、环境监测等领域具有重要的应用价值，为科学研究和社会发展提供了关键的技术手段。
探地雷达的工程应用及原理简介
探地雷达的工程应用及原理简介一、探地雷达的检测原理探地雷达检测的基本原理是通过发射天线发射高频电磁波，当高频电磁波遇到介电常数不同的界面时，产生反射回波；根据接收天线接收到反射回波的时间和形式，确定反射界面距顶面的距离及判定反射体的可能性质。
如图1示：实际检测时，雷达天线沿测线从左向右移动，如图2a；发射天线不断发射雷达电磁波，接收天线接收到一条条雷达回波。
将雷达回波按顺序排列展开，便可准确、形象地反映出地下探测目的体及反射界面的位置（见图2b示）。
a b图2、探测目的体、界面的雷达波反射示图二、探地雷达的工程应用根据前述工作原理，探地雷达被广泛应用于：1、混凝土、沥青板厚检测，包括公路、机场、隧道衬砌等板厚的快速、无损检测。
2、板后有无脱空的质量检测，检测成果可预测砼板是否可能破裂，对脱空处及时采用注浆处理，可避免面板裂损后的大面积翻修，节省大量维修资金3、地下管线、空洞、埋设物探测，包括市政管线位置、埋深探测；堤坝、建筑场地空洞探测；地下埋设物探测。
4、抛填体厚度、边坡滑动面检测，检测堤坝的落底界面深度；吹填区吹填沙厚度；路基抛填厚度等。
三、试验、应用实例我站于05年上半年购置了目前世界最先进的美国SIR3000型探地雷达，配置了多种发射频率的探测天线。
应用该设备已对市政地下管线、公路混凝土板厚、软土路基填筑界面等项目进行了十分成功的试验、应用检测。
例1、柠溪路市政地下管线探测试验。
管线埋设时，我们曾目击其开挖、埋设过程。
雷达探测试验时，地面新浇灌混凝土带表明了地下管线位置，见图3照片。
雷达探测云图如图4所示，随意探测天线跨越管线位置，仪器接收到来自管线的强烈反射波（云图中箭头所指）；设定雷达波速后可以判断，管线顶面距地面约1.6m。
图3、柠溪路地下管线探测地面照片图4、柠溪路地下管线雷达探测云图例2、珠海平沙某道路工程，路基场地为深达20多米的软基。
路基施工采用抛填、铺反滤砂层、打塑料排水板、分层填压施工。
探地雷达在道路工程检测的应用
探地雷达在道路工程检测的应用道路作为交通运输的重要基础设施，其质量和安全性直接关系到人们的出行和经济的发展。
为了确保道路的良好性能和可靠性，需要采用有效的检测技术对其进行评估和监测。
探地雷达作为一种先进的无损检测技术，在道路工程检测中发挥着越来越重要的作用。
一、探地雷达的工作原理探地雷达是一种利用高频电磁波来探测地下介质分布的设备。
它通过向地下发射高频电磁波脉冲，这些电磁波在地下传播过程中遇到不同电性介质的界面时会发生反射和折射。
探地雷达接收并记录这些反射波的时间、振幅和相位等信息，通过对这些数据的处理和分析，可以推断地下介质的结构、性质和分布情况。
在道路工程检测中，探地雷达通常使用的电磁波频率在几百兆赫兹到数吉赫兹之间。
电磁波在道路结构层中的传播速度取决于介质的电性参数，如介电常数等。
通过测量电磁波在不同层位的传播时间，可以计算出各层的厚度；而反射波的振幅和相位变化则可以反映介质的电性差异，从而判断道路结构层中是否存在缺陷、空洞、含水区域等异常情况。
二、探地雷达在道路工程检测中的应用领域1、道路结构层厚度检测准确测量道路结构层的厚度对于评估道路的承载能力和使用寿命至关重要。
探地雷达可以快速、无损地检测出沥青面层、水泥稳定基层、底基层等各层的厚度，与传统的钻孔取芯检测方法相比，具有效率高、代表性强、不破坏路面等优点。
2、道路病害检测道路在使用过程中可能会出现各种病害，如裂缝、松散、脱空、沉陷等。
探地雷达能够探测到这些病害的位置、形态和大小，为道路的养护和维修提供准确的依据。
例如，对于裂缝病害，探地雷达可以检测出裂缝的深度和走向；对于脱空病害，能够确定脱空区域的范围和程度。
3、道路基层和路基含水量检测含水量是影响道路基层和路基稳定性的重要因素。
探地雷达可以通过测量电磁波在介质中的传播特性来间接推算出含水量的分布情况，帮助工程人员及时发现潜在的水损害问题，并采取相应的措施进行处理。
4、地下管线探测在道路改扩建或维护工程中，需要了解地下管线的分布情况，以避免施工对管线造成破坏。
探地雷达的原理与应用
探地雷达的原理与应用1. 简介探地雷达是一种利用电磁波探测地下物体的仪器设备。
它通过发送电磁波并接收它们的反射波来获取地下物体的位置和性质信息。
探地雷达广泛应用于地质勘探、地下管线检测、考古学研究等领域。
本文将介绍探地雷达的工作原理和应用。
2. 工作原理探地雷达的工作原理基于电磁波在介质中的传播特性。
当电磁波传播到介质边界时，会发生折射、反射和透射现象。
探地雷达利用这些现象，通过测量反射波的时间、强度和频率等参数来获取地下物体的信息。
2.1 发射与接收探地雷达通过天线向地下发送电磁波，然后接收反射波。
发射天线通常是一个高频振荡器，它产生一系列特定频率的电磁波。
接收天线将接收到的反射波转化为电信号，并送入信号处理模块进行处理。
2.2 反射波信号处理探地雷达接收到的反射波信号包含了地下物体的信息。
信号处理模块通过分析接收到的信号的强度、时间延迟和频率等特征，将其转化为地下物体的位置、形状和性质等信息。
2.3 电磁波与地下物体的相互作用电磁波与地下物体的相互作用是探地雷达的核心。
当电磁波遇到地下物体时，会发生三种主要的相互作用：散射、吸收和传导。
•散射：地下物体会使入射的电磁波发生散射，即波的传播方向改变。
散射波将被接收天线接收到，并用于测量地下物体的位置和形状。
•吸收：地下物体会吸收一部分电磁波的能量，导致反射波的强度减弱。
通过测量反射波的强度，可以推测地下物体的性质，如材料类型和含水量等。
•传导：地下物体也可以通过传导方式传播电磁波。
通过测量传导波的时间延迟，可以推测地下物体的深度。
3. 应用领域探地雷达在多个领域具有重要的应用价值。
3.1 地质勘探在地质勘探中，探地雷达被用于探测地下矿藏、岩层结构、地下水位和地下水质等信息。
通过分析反射波的特征，地质学家可以推测地下的地质构造，为资源勘探提供指导。
3.2 地下管线检测在城市建设和基础设施维护中，探地雷达被广泛应用于地下管线的检测。
通过探测地下管线的位置和深度，可以避免在施工或维护过程中损坏地下管线，提高工作的安全性和效率。
探地雷达的简述及在各领域中的应用
圈 ２探 地 富 达 探 测 剖 面 不 恿 图
２２ 探 地 雷达 天 线 类 型及 其 适 用 范 围 ．
天 线 是 探 地 雷 达 的主 要 工 作 器 件 ，天线 的 频 率 与结 构 形 式 决 定 雷 达 的适 用 范 围 。 天线 类 型 以 发射频率划分 为低频 、 中频 、 高频 。 一 般 １０ＭＨ ０ ｚ 以下 的 天 线 为 低 频 天 线 ，频 率 在 １０ １０ ０ＭＨ ０ ０ ｚ 范 围 内的天 线 称 为 中频 天 线 ， 率 大 于 １００ＭＨ 频 ０ ｚ
测技术 ， 以其快 速 、 续 检 测 、 破 坏 性 等 优 点 ， 连 无 有 着 极 其 广 阔 的应 用 前 景 。 目前 市 场 上 比较 成 熟 的
有美 国 Ｇ Ｓ Ｓ Ｉ的 ＳＲ 系 列 ， 加 拿 大 Ｓ Ｉ的 Ｐ ｌ Ｉ Ｓ ｕｓ ｅ
异越 大 ， 电磁波反射效果越 明显 ， 位于地面上的接 收 天线 在 接 收 到 反射 波 后 ， 接 传 输 到 接 收 机 ， 直 信 号 在接 收机经过 整形 和放大等处 理后 ，经电缆传 输 到雷达主机 ， 经处理后 ， 传输到微机 。在微机 中 对信 号依 照幅度 大小进行 编码 ，并 以伪 彩色电平 图／ 灰色 电平 图或 波 形 堆 积 图 的方 式 显 示 出来 ， 经 事 后处理 ， 可用来判 断地下 目标 的深度 、 大小和方 位 等特 性 参数 。图 １ 电 磁波 反 射 路径 示 意 图 ， 为 图 ２为信 号 经 过 处理 后 的探 地 雷达 探 测 剖 面示 意 图 。
２１ 探 地 雷达 工 作 的 基本 原 理 ． 探 地 雷 达 主要 由控 制 器 、发 射 和接 收 天 线 组 成 。控 制 器 是 雷达 的核 心 部 分 ， 在 计算 机 的基 础 它 上 配合 信 号 发 生 触 发器 、 数转 换 器 共 同组 成 。模 模
论探地雷达现状与发展
论探地雷达现状与发展探地雷达现状与发展：从技术到应用的探索探地雷达（GPR）是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术。
由于其具有无损、高效、准确等优点，GPR技术在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用。
本文将介绍探地雷达的现状、优缺点以及未来的发展方向。
一、探地雷达的现状1、技术特点探地雷达作为一种非侵入性探测方法，具有以下技术特点：（1）高分辨率：GPR可以获得高分辨率的图像，能够准确区分不同性质的目标体。
（2）无损性：GPR不会对探测对象造成损伤，适用于各种材质的探测。
（3）快速性：GPR数据采集速度快，可以实现大面积扫描。
（4）抗干扰能力强：GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、应用领域探地雷达在以下领域有广泛应用：（1）考古学：GPR可以用于确定遗址的分布、结构和年代等。
（2）环境保护：GPR可用于探测地下管线、污染源等，为环境治理提供依据。
（3）地质调查：GPR可用于研究地质构造、矿产资源分布等。
（4）建筑工程：GPR可以检测建筑物的地下基础、地下管线等，确保施工安全。
二、探地雷达的优缺点1、优点（1）高分辨率：GPR可以获得高分辨率的图像，能够准确区分不同性质的目标体。
探地雷达是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术，具有无损、高效、准确等优点，在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用（2）无损性：GPR不会对探测对象造成损伤，适用于各种材质的探测。
（3）快速性：GPR数据采集速度快，可以实现大面积扫描。
（4）抗干扰能力强：GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、缺点然而，探地雷达也存在一些缺点：（1）对环境和地形要求较高。
由于电磁波的传播特性，GPR在复杂地形和恶劣环境下的探测效果会受到一定影响。
（2）成本相对较高。
探地雷达设备及数据解析成本较高，对于一些需要大面积探测的项目来说，可能会增加额外的成本。
（3）技术门槛较高。
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１５８1、探地雷达技术的概述雷达法检测技术是新兴的建设工程无损检测技术。
1985年，美国采用线性调频脉冲雷达技术检测具有近80年历史的纽约地铁通道结构完整性，发现雷达可穿透6－8层、厚约28～31cm 的水浸饱和砖，探出原隧道的钢铁护套，还能发现混凝土地板下的空洞。
从此，将微波检测技术引入了工程建设领域。
1994年，美国地球物理公司发明了SIR 地质雷达仪，同时也适用于公路路面检测。
20世纪90年代日本雷达仪器公司（JRC ）研制开发了一系列混凝土内部雷达探测仪。
20世纪90年代，我国亦开始了地质雷达（或称探地雷达）的应用研究。
上海同济大学采用地质雷达探测地下管线、旧建筑混凝土桩、古河道、暗河等，取得良好效果；交通部门引进了多台SIR-10H 地质雷达仪，用于公路路面检测，90年代国内多家单位从日本JRC 公司引进了JEJ-60BF 雷达仪，用于探测钢筋混凝土结构内部钢筋和缺陷的分布。
雷达波是频率为300MHz-300GHz 的微波，属于电磁波，其真空中相应的波长为1m ～1mm ，在电磁波谱上处于远红外线至无线电短波之间。
当波长远小于物体尺寸时，微波的传导和几何光学相似，即在各向同性均匀介质中具有直线传播、反射折射的性质。
当波长接近物体尺寸时，微波又有近于声波的特点。
雷达法检测技术就是以微波作为传递信息的媒介，根据微波传播特性，对材料、结构和产品的性质、缺陷进行非破损检测与诊断技术。
微波对电磁衰减大的非金属材料具有较强的穿透能力，不穿透导电性好的材料。
由于雷达波对物体的电磁特性敏感，因此其主要用途在于探测被测物的结构组成、内部缺陷等，例如市政建设中可采用雷达波技术查明地下管线（如水管、煤气管等）的分布，探测浅层的地层结构，用于高速公路、机场跑道、铁路路基、桥梁、隧道及大坝等混凝土工程的质量验收和日常维护，探测混凝土结构中的孔洞、剥离层和裂缝等缺陷损伤的位置和范围。
这类探测深度可达3～10m ，有较高的分辨率。
雷达波检测具有如下技术特点：（1）对混凝土有很强的穿透能力，可测较大深度；（2）可实现非接触探测，可作实时检测，探测速度快；（3）以减小波长和增大频率宽度，实现高分辨率的探测。
（IRIS 属于生产地质雷达的一家法国公司的缩写）；（4）微波有极化特性，可确定缺陷的形状和取向。
当前，IRIS 型路面雷达的速度80km/h ，作50～100次/秒扫描，连续4h 工作可检测路面320km,采样速率达40kHz ，可实时直接数字化存盘，能作实时包括检测数据，分析程序以彩色剖面图、三维厚度剖面、波形、剥离层等显示，可作告诉行驶下非破损非接触，不受气候气温限制的探测。
2、探地雷达的工作原理探地雷达是最早应用于工程检测的雷达检测技术。
探地雷达简称GPR ，也称地质雷达，是一种对地下的或物体内不可见的目标或界面进行定位的电磁技术。
其工作原理为，高频电磁波以宽频带脉冲形式，通过发射天线被定向送入地下，经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面。
由接收天线接收。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电磁特性和几何形态而变化，所以对接收信号进行分析处理，可判断地下的结构或埋藏物等。
探地雷达的检测原理如图：根据发射信号与接收信号的时间差，以及电磁波在地下的传播速度，可以算出反射所处的深度D ：D=1/2v×1等于布儒斯特角1=21+1、１５９3.3路面与路基裂缝调查。
路面与路基微裂缝的存在是公路老化的标志，微裂缝的存在形成了雨水通道，渗入路面下的水流会加速路面的损坏，因此调查路面微裂缝及其延伸情况也是公路无损检测的一个重要内容。
根据美国、加拿大所做的检测工作，微裂缝主要存在于细粒状路基介质中，少部分渗到路面介质中，特别是在退出坡道处出现大面积裂缝密集区，在慢车道出现斑状裂隙带，而外车道和内车道稍好。
3.4工程地质勘查。
由于不同的地层介电常数不同，对雷达波反射强度也不同，因而具有各自的雷达波形特征，可以利用雷达波探测地层分类，了解地下基岩等持力层的位置。
特别是在基岩面起伏剧烈、破碎带又相对发育的地区，单纯依靠工程钻探显然不能满足工程设计的要求。
结合钻探、探地雷达能给出整个地层的剖面图，查找出基岩破碎带。
在软土地基工程勘察中，探地雷达可以用来确定地层中暗河、古河道等特殊地质现象。
3.5城市顶管工程和隧道施工。
随着市政建设的发展，非开挖施工（如顶管工程、盾构施工）愈来愈多。
迅速、紧缺地查清施工前方的暗河、管线（特别是较深的污水管）、旧基础等地下障碍物的分布具有重要意义。
这是因为暗河多为淤泥沉积物，液化态势高，在地下顶管施工中受到扰动，饱和孔隙水释放使淤泥塌陷造成地面变形、路面破损；在施工中打断管线，会造成停水、断电、污水横流等事故；大量的旧基础会造成施工中断，延误工期。
可以说，除了探地雷达，目前尚无别的有效方法来确定地下障碍物的位置。
3.6桥梁施工中的应用。
我国桥梁施工中，桥墩均使用桩基础，大口径钻孔灌注桩作为高层建筑基础和桥墩基础越来越引起重视。
由于钻孔灌注桩截面积大，承受荷载大，且多为一柱一桩直接影响其上部结构，故对其质量要求严格。
在桥梁建设中，桩基础的质量问题常常造成桥梁隐患。
3.7在防治地质灾害方面的应用。
土木工程施工过程中，经常会遇到各种不同类型的地质灾害，这一方面是由于人们对地质情况不了解或不完全了解，另一方面是由于对地质问题处理不当而造成的。
地质灾害所导致的后果将会对社会和经济产生严重的影响，因此必须对施工过程中地质灾害的防治引起足够的重视。
常见的地质灾害主要有：滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷、水土流失和特殊土灾害等。
利用哪种方法来预报和防治这些地质灾害一直是相关领域的研究人员所密切关注的问题。
3.8金属矿化带的勘察。
对于浅表的金属矿化带、断层蚀变带，可以利用探底雷达进行探测，矿化带金属及氧化物、硫化物富集，电磁性质差异明显，电磁波反射明显，可以为寻找隐伏矿体提供参考。
3.9地表水资源调查。
利用探地雷达调查水的深度、流速，评估水资源是现在西方使用较多的一种水资源调查方法。
这种探测不使用船，而是将雷达用钢索吊在河面上，横跨河流断面移动，测量河床界面反射，确定河流断面水深度分布，同时可以利用10GHz频率天线测量河面水流速度，计算水流量，现场检验效果相当的不错。
目前，探地雷达方法已经在该领域内取得了一定的进展，相信随着工作的逐步开展和研究的进一步深入，探地雷达方法必将在该领域内发挥越来越重要的作用。
【参考文献】[1]许绛垣.岩爆灾害及其防治[J].地质勘探安全，1998.1[2]周德培、洪开荣.太平驿隧洞岩爆特征及防治措施[J].岩石力学与工程学报，1995.6.[3]胡夏嵩,赵法锁.低地应力区碎裂结构围岩基本特征研究[J].工程地质学报，2004.12.[4]李攀峰,张倬元,陶连金.某大型地下洞室群围岩稳定性分析和研究[J].工程地质学报，2004.3.[5]刘源昆,罗超文,尹健民.西部地应力测量与岩爆分析[J].岩土力学，2003.3.[6]李大心.探地雷达方法及应用[M].北京：地质出版社，1994.[7]李志顺.地质雷达探测技术在铁路工程质量检测中的应用[J].北京：铁道勘察，2004.[8]刘勇.桩底岩溶的地质雷达探测[J].勘察科学技术，2003.4.[9]赵明.高分辨率地震反射波法探测岩溶的应用[J].广东地质，1997.12.（上接第157页）统的人机对话界面要求简单明了，宜于操作，实时性好，开发周期短，便于修改、扩充、升级，在本空压站监控系统中，采用了西门子组态软件WINCC提供的完善的开发工具，构建了能够保障空压机安全稳定运行的空压站自动控制的计算机监控系统，实现了空压机的远程操作和管理以及系统运行情况的动态显示、报警管理、历史运行数据的查询和曲线分析、工况的自动切换等功能，如图2—4所示为空压站自控系统的主界面。
3、空压站自控系统的功能及应用⑴完善的显示功能。
本监控系统以图形方式显示空压站系统的流程，直观的显示当前的工况和运行状态，相应的参数显示在对应的位置上，如图2—4所示，使运行管理人员能及时了解空压机及空压站其他系统的运行情况；⑵实时报警功能。
监控系统对空压机的排气压力、温度、油温、油压超过报警限值时，实现声音报警和指示灯闪烁报警，通过对报警记录查询，方便进行故障判断和分析；⑶参数设定及工况自动切换功能。
用本系统可以对空压机联控、各系统主要控制参数进行设定，设定值可以依不同工况、不同工艺要求进行设定；⑷报表及归档管理功能。
监控系统建立实时数据库作为整个系统的数据处理、组织和管理的核心，记录实时过程的历史数据，用于过程存档、历史数据查询、事故分析、经验学习等；⑸设备远程操作与管理用户可通过监控系统对空气压缩机进行远程启/停控制（设备的远程控制开关必须置为有效状态），数据库记录设备的累计运行时间，使长期运行的设备交替运行，避免某台设备长期运行，提高设备使用寿命。
4、结束语本课题利用基于工业以太网及MODBUS通讯协议，利用WIN-CC组态软件构建了功能强大的空压站自控系统，实现了空压站的远程操作与智能管理，使7台空压机运转达到最优状态，延长了使用寿命。
该监控系统已在公司投入使用，运行情况表明，该系统运行可靠，维护方便，监控过程显示形象直观，不但满足了这些关键设备的监控要求，而且也保证了厂区的安全生产，使系统的整体能耗下降12.5％，全年节约用电100万KWH，经济效益明显。