Bodenradar 284

Zur Messung von Reflexionen elektromagnetischer Impulse an Grenzflächen im Salz wurde das PC-basiertes EMR-Registriergerät Bodenradar 284 entwickelt.

Die Messeinrichtung besteht aus den folgenden drei Komponenten:

  • Erfassungs / Steuerungs-Hardware und PC-Einheit, eingebaut in ein staubdichtes Spezialgehäuse
  • Drei-Achsen-Bewegungskopf für die Empfangs-Richtantenne
  • Transporteinrichtung für die Gesamtanlage mit 12V-Akku für eine Messdauer von ca. 10 Stunden

Radaraufbau_komplett_284.jpgBodenradar 286
Gesamtanlage

Für den Messbetrieb wird zusätzlich ein frei laufender Impulssender mit Dipolantenne benötigt (nicht im Bild enthalten). Der Sender arbeitet vollständig unabhängig von der Empfangsanlage. Die Datenerfassung gewinnt den Triggerimpuls aus dem Antennensignal.

Die Erfassungseinheit ist für den Frequenzbereich von 10 bis 300MHz ausgelegt. Die Abtastrate liegt fest bei 4 GHz. Die Erfassungszeit ist auf 16µs begrenzt (Speichertiefe 64000 Samples). Der mit 50MHz betriebene Analog-Digital-Wandler bietet eine Auflösung von 12 Bit. Über das Zeitfenster können 6 frei wählbare Dämpfungsfenster gelegt werden.


Erfassungseinheit

Die Erfassungseinheit für die Bedienung wird für den Transport über den Bildschirm geklappt. Beide Einheiten liegen dann geschützt im Inneren vom Gehäuse.

Alle Anschlussstecker sind auf der linken Seite der Erfassungseinheit angeordnet. Die Erfassungseinheit beeinhaltet folgende Bedienungselemente:

  • TFT-Bildschirm hintergrundbeleuchtet mit einer Diagonale von 31 cm (mit Schutzscheibe)
  • Tastatur auf Basis einer Silikonkautschuk-Matte (staubdicht)
  • Industrie-Maus staubdicht
  • Hauptschalter Ein-Aus
  • Zusatzschalter für 12V-Ausgabe über den HF-Eingang (deaktiviert)
  • Deckelklappe (arretierbar)
  • Seitentür für Service-Arbeiten (Entnahme der Datenträger, Sicherungswechsel)

Die linke Seite der Erfassungseineit nimmt die folgenden Anschlussstecker auf:

  • Zwei Bananenstecker für die Versorgungsspannung 12V (Ein- und Ausgang).
  • Schaltbau-Buchse für den externen Trigger vom Senders (per Glasfaser). Der Opto-Empfänger der Glasfaserstrecke ist im Anschlussstecker eingebaut. Er wird über die Buchse mit 5V versorgt.
  • Schaltbau-Buchse für den Netzwerk-Anschluss des Systems (2 x Twisted-Pair über Trafo).
  • Schaltbau-Buchse für den Anschluss der drei Schrittmotoren des Bewegungssystems. Für jeden Motor werden zwei Phasen bereitgestellt (Vollbrücke, Annäherung an ein sinusförmiges Drehfeld).
  • Schaltbau-Stecker für die Einspeisung von Netz 220V und 12V= vom Akku.
  • BNC-Buchse für den analogen Eingang.
  • BNC-Buchse für den analogen Ausgang. Über diesen Ausgang kann die analoge Eingangsspannung hinter Verstärker, Abschwächer und Filter (für Abgleich und Prüfung) ausgegeben werden.
  • BNC-Buchse für den externen Trigger. Der externe Trigger von z. B. einer Hilfsantenne kann an Stelle des internen Triggers eingesetzt werden. Der externe Trigger ist auch auf den Schaltbau-Stecker für den externen Trigger vom Sender geführt (keine Parallelbelegung beider Stecker möglich).
  • BNC-Buchse für den Testimpuls. Der Testimpuls muss über ein BNC-Kabel auf den analogen Eingang geschaltet werden. Über den Testimpuls ist eine Überprüfung der Erfassungshardware möglich.

Die Tür an der rechten Seite dient dem Service und der Datenentnahme. Hinter der Tür befindet sich das Diskettenlaufwerk des PC-Moduls und das IOMEGA ZIP-Drive zur Sicherung der Messdaten. Am oberen Rand der Tür sind die drei Gerätesicherungen angebracht. Der Akku ist zweipolig abgesichert, da der Minuspol am Gehäuse anliegt (Verbindung des Pluspols mit dem Gehäuse muss die Sicherung auf der Masse-Seite auslösen).

Als PC-Betriebssystem kommt Windows 98 zum Einsatz. Die PC-Seite dient als Front-End-System zum Benutzer. Hinter dem PC-System steht ein Mikroprozessorsystem auf C167-Basis, das die eigentlichen Erfassungs- und Steuerungsaufgaben in Echtzeit wahrnimmt.

Alle internen Versorgungsspannungen des Erfassungssystems werden über DC-DC-Wandler aus der Akkuspannung 12V gewonnen. Die Stromaufnahme liegt im Mittel um 2,2A. Sie kann zwischen 1,7 und 2,5A schwanken, da die Energiesparfunktionen des PC-Moduls zwischendurch einzelne Teilgruppen außer Betrieb nehmen. Die Kapazität des Akkus von 40Ah reicht für eine Aufnahmezeit von mindestens 10 Stunden aus.

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