JJF(陕) 131-2025 地质雷达校准规范

　　陕西省地方计量技术规范

　　JJF(陕)131-2025

　　地质雷达校准规范

　　Calibration Specification for Ground Penetrating Radar

　　2025-05-14发布2025-11-14实施

　　归口单位：陕西省市场监督管理局

　　主要起草单位：西安计量技术研究院

　　西安煤科检测技术有限公司

　　参与起草单位：武汉波动科技有限公司

　　本规范由陕西省市场监督管理局负责解释

　　地质雷达校准规范

　　Calibration Specification for

　　Ground Penetrating Radar

　　JJF (陕)131-2025

　　JJF(陕)131-2025

　　本规范主要起草人：

　　韩赞(西安计量技术研究院)

　　黄炯力(西安计量技术研究院)

　　沈军(西安煤科检测技术有限公司)

　　参加起草人：

　　孙培强(西安计量技术研究院)

　　薛琴(西安煤科检测技术有限公司)

　　杨红幸(武汉波动科技有限公司)

　　胡畅(西安计量技术研究院)

　　JJF(陕)131-2025

　　I

　　目录

　　引言.........................................................................................................................................(Ⅱ)

　　1 范围.......................................................................................................................................(1)

　　2 引用文件...............................................................................................................................(1)

　　3 术语.......................................................................................................................................(1)

　　4 概述.......................................................................................................................................(1)

　　5 计量特性...............................................................................................................................(2)

　　5.1 空气中雷达波速测量相对误差.........................................................................................(2)

　　5.2 厚度测量误差.....................................................................................................................(2)

　　5.3 厚度测量重复性.................................................................................................................(2)

　　6 校准条件...............................................................................................................................(2)

　　6.1 环境条件.............................................................................................................................(2)

　　6.2 校准项目、标准器及配套设备.........................................................................................(2)

　　7 校准方法...............................................................................................................................(3)

　　7.1 空气中雷达波速测量相对误差...........................................................................................(3)

　　7.2 厚度测量误差.......................................................................................................................(5)

　　7.3 厚度测量重复性...................................................................................................................(7)

　　8 校准结果表达........................................................................................................................(7)

　　9 复校时间间隔........................................................................................................................(7)

　　附录A 地质雷达校准原始记录(参考)格式......................................................................(8)

　　附录B 校准证书内页格式(参考) ......................................................................................... (10)

　　附录C 空气中雷达波速测量相对误差不确定度评定示例................................................(12)

　　附录D 厚度测量相对误差不确定度评定示例....................................................................(16)

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　　II

　　引言

　　本规范依据JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用

　　计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》等基础性系列规范文

　　件进行制定。

　　本规范校准方法及计量特性等参考JJG(交通)124-2023《公路断面探伤及结构层

　　厚度探地雷达》、JT/T 940-2014《公路断面探伤及结构层厚度探地雷达》、JT/T 1060-2016

　　《桥梁隧道结构用工程雷达》等相关技术文件。

　　本规范为首次发布。

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　　1

　　地质雷达校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于工作频率范围为(400 MHz～2 GHz)的地质雷达校准。

　　2 引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JT/T 940 《公路断面探伤及结构层厚度探地雷达》

　　JT/T 1060 《桥梁隧道结构用工程雷达》

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，

　　其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3 术语

　　地质雷达ground penetrating radar

　　向被探测目标发射高频电磁波，通过观测反射电磁波的时间滞后及强弱特征研究目

　　标特性的电磁勘探装置。

　　4 概述

　　地质雷达通常用于地质勘探、工程质量检测和考古等行业，由控制单元、发射天线

　　和接收天线组成。发射天线按照控制单元的指令向介质中发射特定频率范围的电磁波，

　　电磁波在传播过程中遇到物性变化的介质时将发生反射和折射，反射的电磁波被接收天

　　线所接收并传送回控制单元，从而探测出需要的目标或界面信息。地质雷达工作原理示

　　意图如图1 所示。

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　　2

　　5 计量特

　　1──控制单元;2——发射天线;3——接收天线。

　　图1 地质雷达工作原理示意图

　　性

　　5.1 空气中雷达波速测量相对误差

　　空气中雷达波速测量最大允许误差：±5%。

　　5.2 厚度测量误差

　　厚度测量最大允许误差见表1。

　　表1 厚度测量最大允许误差

　　天线类型

　　厚度测量最大允许误差

　　厚度≤100 mm 厚度>100mm

　　空气耦合±3.0 mm ±3.0%

　　地面耦合±10.0 mm ±10.0%

　　注：以上技术指标不用于合格性判定，仅供参考。

　　5.3 厚度测量重复性

　　厚度测量重复性变异系数(Cv)不大于5.0 %。

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　环境条件及要求如下：

　　a) 环境温度为(23±5)℃;

　　b) 环境湿度不大于85%RH;

　　c) 周围无影响仪器正常工作的电磁干扰和机械振动。

　　6.2 校准项目、标准器及配套设备

　　校准项目、标准器及配套设备见表2。

　　表2 校准项目、标准器及配套设备

　　序号校准项目方法校准用标准器及配套设备

　　1

　　空气中雷达

　　波速测量相

　　对误差

　　内径千分尺法

　　内径千分尺：测量范围(0～1000)mm，

　　最大允许误差±4 μm～±22 μm;

　　手持式激光测距仪：1 级;

　　波速测量高精度位移支架：其中金属板的长、宽应分别不小

　　于天线底面长、宽的2 倍。

　　2

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　　3

　　钢卷尺法

　　钢卷尺：量程≥1 m，Ⅰ级;

　　手持式激光测距仪：1 级;

　　波速测量辅助装置：其中金属板或金属镀膜反射板的长、宽

　　应分别不小于天线底面长、宽的2 倍。

　　2 厚度测量误

　　差/

　　游标、数显或深度卡尺：量程≥700 mm，最大允许误差：±0.02

　　mm～±0.07 mm;

　　厚度试样或厚度试样组：

　　a) 覆盖被校地质雷达工作频率范围对应的厚度;

　　b) 厚度试样的长、宽分别不小于天线底面的长、宽;

　　c) 均匀、稳定、无磁的非金属材料;

　　d) 20 个测试点边缘厚度测量结果的最大值与最小值之差不大

　　于表1 规定的地质雷达厚度测量最大允许误差的1/4。

　　注：允许使用其他满足不确定度要求的标准器进行校准。

　　7 校准方法

　　校准前，检查地质雷达及天线的外观，开启地质雷达，通电预热不少于10 min。

　　7.1 空气中雷达波速测量相对误差

　　7.1.1 雷达波长计算

　　按公式(1)计算雷达波长：

　　0 c

　　f

　　 

　　(1)

　　式中：

　　 ——雷达波长，mm;

　　0 c ——空气中电磁波波速， 0 c =300 mm/ns;

　　f ——天线中心频率，GHz。

　　7.1.2 内径千分尺法

　　当雷达波长λ≤500 mm，将地质雷达放置在波速测量高精度位移支架上，移动金

　　属板，使其中心与地质雷达底面距离L0 大于600 mm，且不小于两倍被检雷达波长λ。

　　利用手持式激光测距仪调整金属板使其与地质雷达底面平行。使用内径千分尺测量L0，

　　取3 次测量结果的算术平均值作为地质雷达天线底面与金属板距离标L，见图2。

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　　4

　　1—地质雷达;2—波速测量高精度位移支架;3—金属板;4—可调节升降架;5—可调节垫脚

　　图2 采用内径千分尺和波速测量高精度位移支架进行校准

　　7.1.3 钢卷尺法

　　板或金属镀膜反射板，使其中心与地质雷达底面距离

　　当雷达波长λ>500 mm，将地质雷达固定在波速测量辅助装置的支架上，移动金属

　　L0 不小于两倍被检雷达波长λ。利

　　用手持式激光测距仪调整金属板或金属镀膜反射板使其与地质雷达底面平行。用钢卷尺

　　测量L0，取3 次测量结果的算术平均值作为地质雷达天线底面与金属板或金属镀膜反射

　　板距离L，见图3。

　　l—支架;2—地质雷达;3—地质雷达底面;4—金属板或金属镀膜反射板

　　图3 采用钢卷尺和波速测量辅助装置校准

　　7.1.4 雷达波速计算

　　测量数据稳定后，采集数据1 min，从采集的雷达波双程走时数据中随机取5 道测

　　4

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　　5

　　试数据，按公式(2)计算空气中的雷达波速v。

　　i t

　　  2L (2)

　　式中：

　　 ——雷达波速，mm/ns;

　　L——被校地质雷达天线底面与金属板或金属镀膜反射板的距离，mm;

　　i t ——雷达波双程走时平均值，i =1，…，5 ，ns。

　　7.1.5 雷达波速测量相对误差计算

　　按公式(3)计算空气中雷达波速测量相对误差。

　　- 100%

　　0

　　 0 

　　c

　　 c

　　 (3)

　　式中：

　　 ——空气中雷达波速测量相对误差;

　　 ——雷达波速，mm/ns;

　　0 c ——空气中电磁波波速， 0 c =300 mm/ns。

　　7.2 厚度测量误差

　　7.2.1 厚度试样或厚度试样组选取

　　根据地质雷达天线频率按表3 选取厚度试样或厚度试样组。

　　表3 厚度试样或厚度试样组选取表

　　序号地质雷达天线中心频率厚度试样或厚度试样组标称尺寸

　　1 400 MHz≤f <800 MHz 300 mm、500 mm、700 mm

　　2 800 MHz≤f <1. 6 GHz 100 mm、250 mm、400 mm

　　3 1. 6 GHz≤f≤2 GHz 50 mm、200 mm、350 mm

　　7.2.2 厚度测量误差

　　7.2.2.1 根据地质雷达天线中心频率选择表3 厚度试样或厚度试样组标称尺寸中的中间尺

　　寸厚度试样或厚度试样组作为波速标定试样，用游标、数显或深度卡尺测量波速标定试

　　样的边缘厚度，测试点≥20 点，均匀分布，各测试点边缘厚度应满足表2 的要求，取

　　测量结果的平均值作为波速标定试样的标准厚度Hc。

　　7.2.2.2 将地质雷达置于波速标定试样上，采集波速标定试样的雷达波数据，测量数据

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　　6

　　稳定后，采集数据1 min，从采集的数据中随机取10 道测试数据，读取10 道测试数据

　　中雷达波双程走时，并计算其平均值�