Trong khi hầu hết các công cụ định vị hạ tầng kỹ thuật chỉ đơn giản là muốn biết vị trí của đường ống, đôi khi cần có thông tin chi tiết hơn. Một ví dụ là biết được đường kính của một đường ống đã được chôn ngầm dưới đất.
Để ước tính đường kính ống, cần có ba điều kiện quan trọng:
- Đường ống phải là phi kim loại – vì sóng GPR sẽ không xuyên qua kim loại nên sẽ không bao giờ nhìn thấy phản xạ từ đáy của đường ống.
- Bạn phải nhận được phản xạ từ đỉnh và đáy của đường ống (Hình 1) – ngay cả khi ống là phi kim loại, điều đó không chắc chắn là bạn sẽ nhận được phản xạ từ đáy ống. Nguyên nhân cho điều này bao gồm đường kính ống quá nhỏ (do đó thời gian di chuyển trong ống quá nhanh) hoặc phản xạ quá yếu để được GPR phát hiện. Để xác nhận rằng 2 hypebol là nằm ở đỉnh và đáy của cùng một đường ống, hãy tìm hai điều sau:
» Hai hypebol (từ trên đỉnh và đáy) phải có đỉnh nằm chính xác trên cùng 1 vị trí (Hình 2).
» Hyperbola dưới cùng có phân cực ngược lại với hyperbol trên cùng. Trong Hình 2, phản xạ hyperbol từ đỉnh ống là do sóng GPR truyền từ đất sang nước, dẫn đến các dải có màu đen-trắng-đen. Sự phản xạ từ đáy ống là do sóng GPR đi từ nước vào đất, vì vậy các dải có cực tính đối lập: trắng-đen-trắng. Điều này liên quan đến hệ số phản xạ, chuyển từ hằng số điện môi thấp hơn đến cao hơn trong trường hợp đầu tiên, và sau đó, ngược lại.
- Thông tin đã biết của đường ống – thông thường nhất, nó sẽ rỗng (không khí hoặc khí) hoặc chứa đầy nước.
Khi bạn đáp ứng tất cả các tiêu chí trên, chúng ta có thể tính toán đường kính ước tính. Hãy bắt đầu với phương trình thời gian – độ sâu quen thuộc:
Depth=Velocity x (Time/2)
Khi đó chúng ta chỉ quan tâm tới những gì xảy ra trong ống, công thức trên có thể suy luận thành:
Diameter = Velocity x (ΔT/2)
Trong đó:
Diameter là đường kính ống
ΔT là sự thay đổi thời gian được đo giữa đỉnh và đáy của ống
Velocity là vận tốc truyền sóng GPR của vật liệu bên trong ống
Hình 2 cho thấy một hình ảnh phóng to của một ống nước, nơi có thể nhìn thấy rõ đỉnh và đáy của ống.
 |
 |
| Hình 1 | Hình 2 |
| Biểu diễn giản đồ của sự thay đổi theo thời gian, ΔT, được đo giữa phản xạ đỉnh và đáy của ống có đường kính d. | Phản xạ từ đỉnh và đáy của một ống nhựa chứa đầy nước. |
Đầu tiên, chúng ta cần xác định giá trị của ΔT. Từ hình trên, chúng ta có thể thấy rằng chênh lệch thời gian giữa hyperbol từ đỉnh ống và hyperbol từ đáy ống là 6 ns.
Tiếp theo, chúng ta cần biết vận tốc mà sóng GPR truyền trong vật liệu bên trong đường ống. Chúng tôi biết rằng đường ống này chứa đầy nước, vì vậy vận tốc GPR trong nước là 0,033 m/ns. Thay các giá trị này vào phương trình:
Diameter = 0.033 x (6 ns/2)
Diameter = 0.099m ≈ 10 cm
Các đường ống phi kim loại chứa đầy nước dễ dàng ước tính đường kính hơn vì nước làm chậm sóng GPR, làm cho hyperbol phía dưới (bắt nguồn từ đáy ống) có thể phân biệt rõ ràng với đường ống hyperbol phía trên. Với các đường ống rỗng (chứa đầy không khí) hoặc đường ống có đường kính rất nhỏ, phản xạ đáy xảy ra quá gần với phản xạ hypebol trên cùng, do đó không thể phân biệt được.
Hãy nhớ rằng phép tính này, mặc dù tiện dụng đôi khi chỉ là ước tính và yêu cầu có thông tin trước về đường ống. Nó cũng giả định rằng đường ống hoàn toàn chứa đầy vật liệu đó, điều này không phải luôn luôn như vậy. Cắt đường trên mặt đất sẽ là cách duy nhất để có được đường kính chính xác của đường ống và GPR chỉ nên được sử dụng để ước tính kích thước.
Nguồn: https://www.sensoft.ca/blog/tips-determining-pipe-diameter-from-gpr-data/