Detection of cylindrical inhomogeneities in plane-layered media
Abstract
A comparative analysis of different approaches and methods of detection and positioning of subsurface inhomogeneities is carried out. It’s showed that among of the non-invasive (non-destructive) methods of the assessment of the current state of industrial products and building structures, wave methods based on the use of ultra- wideband (UWB) impulse signals have the greatest prospects. To determine the direction of the cylindrical extended inhomogeneity, it is suggested to use phenomena associated with a change in the polarization state of the sensing signal and the resulting change in the polarization of the diffracted waves for different directions of the inhomogeneity. To further develop this method, laboratory experiments were conducted to record UWB pulse signals reflected from cylindrical inhomogeneities both in free space and in one of the layers of a plane-layered medium.
Downloads
References
Li, Z. & Meng, Z.. A Review of the Radio Frequency Non-destructive Testing for Carbon-fibre Composites. Measurement Science Review, 16(2), 2016, pp. 68-76. Retrieved 17 Jan. 2018, doi:10.1515/msr-2016-0010
Nunez-Nieto X. Three-dimensional ground-penetrating radar methodologies for the characterization and volumetric reconstruction of underground tuneling./ X. Nunez-Nieto, M. Solla, A. Novo, H. Lorenzo. // Construction and Building Materials 71, 2014, 551-560.
Non-Destructive Techniques for the Evaluation of Structures and Infrastructure. /Belen Riveiro and Mercedes Solla (Editors) – CRC Press, Taylor and Francis Group, A BAKELMA BOOK, 2016, London, UK, 398 P. DOI 10.1201/b19024-1,
Ground penetrating radar, theory and applications / [Jol Harry M. (Editor)]. – Amsterdam : Elsevier B.V., 2009. – 508 р.
Saarenketo T. Road evaluation with ground penetrating radar / T. Saarenketo, T. Scullion // Journal of Applied Geophysics. – 2000. – Vol. 43. – P. 119–138.
Владов М.Л. Введение в георадиолокацию : учеб. пособие [для студ. висш. уч. завед.] / Владов М.Л., Старовойтов А.В. – М. : МГУ, 2004. – 153 с.
Вопросы подповерхностной радиолокации : коллективная монография / [под ред. А.Ю. Гринева]. – М. : Радиотехника, 2005. – 416 с.
Колтон, Дэвид. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния/ Д. Колтон, Р. Кресс// Перевод с англ. Ю. А. Еремина, Е. В. Захарова; Под ред. А. Г. Свешникова.- М. : Мир, 1987, 311 с.
Jin J. The Finite Element Method in Electromagnetics/J. Jin // 3rd ed. Wiley-IEEE Press, 2014, 876 P. ISBN 1118571363 9781118571361
Батраков Д.О. Дифракция плоской Е-поляризованной волны на цилиндрическом включении в плоскослоистой среде./ Д.О. Батраков, Д.В. Головин // Физические основы приборостроения. 2012 Том 1, № 1, с.16-22
Форсайт Дж. Машинные методы математических вычислений / Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер // М.: Мир, 1980. — 280 с.
Батраков Д.О. Дифракция цилиндрических волн на плоскослоистой структуре с цилиндрическим включением ./ Д.О. Батраков, Д.В. Головин // Известия ВУЗов – Радиофизика, Н.Новгород, 2013, том 56, №5, с. 337-348.
Батраков Д.О. Исследование рассеивающих свойств включений в плоскослоистых средах / Д.О. Батраков, Д.В. Головин // Вестник ХНУ – Радиофизика и электроника. – №513 – 2001. – C.12-16.
Батраков Д.О. Использование дробных цилиндрических функций для анализа рассеяния электромагнитных волн двумерными включениями в плоскослоистых средах / Д.О. Батраков, Д.В. Головин // Вестник ХНУ – Радиофизика и электроника. – №544 – 2002. – С. 80-82.
Batrakov D.O. Null-Field method enhancement technique for the investigation of scattering from inclusions in plane-layered media / D.O. Batrakov, D.V. Golovin // Proceedings of MMET’06 Conference, Kharkiv, Ukraine, June 26-29, – 2006, p.507-509.
Batrakov D.O. Application of Tikhonov regularization technique to investigation of the electromagnetic field scattered by inclusion in multilayered media / D.O. Batrakov, D.V. Golovin // Proceedings of MSMW’2010, Kharkov, Ukraine, June 21-26, – 2010, p. 1-3.
патент RU 2213826 C2 "Способ обнаружения дефектов асфальтобетонного покрытия", МПК7 E01C23 / 01 G01N27 / 00, 10.10.2003.
патент EP 0519045 B1 "Non-destructive materials testing apparatus and technique for use in the field" МПК7 G01N 3/30, G01N 3/06, G01N 3 / 02 G01N 29/12, G01N 29/04, G01N 3/04, 11.09.1996.
Diamanti N., Redman D., Giannopoulos A. A Study of GPR vertical crack responses in pavement using field data and numerical modelling // Proc. of the XIII International Conference "Ground penetrating radar" (Lecce, Italy) - 2010. - P.224-228. ISBN: 978-1-4244-4605-6.
Bavusi M., Loperte A., Lapenna V., Soldovieri F. Rebars and defects detection by a GPR survey at a L'Aquila school damaged by the earthquake of April 2009 // Proc. of the XIII International Conference "Ground penetrating radar" (Lecce, Italy) - 2010. - P.245-249. ISBN: 978-1-4244-4605-6,
Ahmad, N., Lorenzl, H., and Wistuba, M . Crack detection in asphalt pavements, how useful is GPR? // 6th Int. Workshop on "Advanced ground penetrati ng radar ", (Aachen, Germany) – 2011.
Пат. 108136 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Спосіб виявлення підповерхневих тріщин у асфальтобетонному покритті дороги під час руху діагностичної лабораторії в транспортному потоці / Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г.; заявник та патентоутримувач Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г. – u201511193; заявл. 13.11.2015; опубл. 11.07.2016, Бюл. № 13/2016 http://base.ukrpatent.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=225043
Пат. 121483 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Спосіб виявлення та визначення
напрямку у тому числі і підповерхневих тріщин в асфальтобетонному покритті / Батраков Д.О., Батракова А. Г., Почанін Г.П., Орленко О.А.; заявник та патентоутримувач Харківський національний автомобільно-дорожній університет; Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна; Батраков Д.О., Батракова А. Г., Почанін Г.П., Орленко О.А. – u201705440; заявл. 02.06.2017; опубл. 11.12.2017, Бюл. № 23/2017 http://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=search
патент RU 2414779 C1 "Микрополосковая антенна с переключаемой поляризации "МПК6 H01Q 9/00 (2006.01). Рег. номер заявки: 2009145547/09. Опубликовано: 20.03.2011 Бюл. № 8 http://www.freepatent.ru/images/patents/46/2414779/patent-2414779 .pdf
Ваганов Р.Б. Каценеленбаум Б.З. Основы теории дифракции М .: Наука. Главная редакция физико- математической литературы, 1982. - (Современные физико-технические проблемы). - 272 с.
