GPR 파동 속도는 직간접적인 이점을 제공합니다. 첫째, 속도를 아는 것은 GPR 데이터 섹션에 나타나는 물체의 깊이를 계산하는 데 필수적입니다. 둘째, 덜 일반적으로 알려진 GPR 속도는 속도와 다른 물리적 속성 간의 경험적 관계가 개발되었을 때 다른 물리적 속성을 추론하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, GPR 속도는 종종 재료의 수분 함량을 측정하는 데 사용됩니다. 농업 및 벌목과 같은 많은 산업에 대한 중요한 정보.
원칙적으로 재료 샘플의 GPR 속도를 측정하는 것은 비교적 간단합니다. 먼저, 샘플의 바닥이 샘플과 전기적 특성이 완전히 다른 재료 위에 놓여 있는지 확인합니다. 금속판이 잘 작동합니다.
둘째, GPR 안테나와 샘플 간의 좋은 결합이 필요하므로 샘플에 평평한 표면을 만드는 것이 최적입니다. 샘플 중간에있는 GPR 안테나를 사용하여 몇 개의 GPR 트레이스를 수집하고 단일 트레이스로 평균화합니다. 샘플 바닥에서 반사 이벤트의 도착 시간 (t)을 측정합니다. 알려진 수신기 / 송신기 분리 (s)와 진공 상태에서의 빛의 속도 (c) 및 샘플 두께 (d)를 사용하여 그림 1의 방정식을 사용하여 속도를 계산합니다.
신뢰할 수있는 결과를 얻기 위해 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다. 측정 된 이동 시간이 정확한 속도를 제공하고 유한 샘플 크기가 측정 된 이동 시간에 영향을 미치지 않도록하려면 샘플이 충분히 커야합니다.
(Redman et al 2016에서 논의 됨).
일반적으로 GPR이있는 샘플의 표면 크기 (직경 또는 너비)가 안테나 간격의 두 배 이상이면 이동 시간에 미치는 영향이 적습니다. 반사 된 이벤트의 진폭은 샘플 크기에 훨씬 더 민감합니다. 샘플 바닥의 반사는 어수선하거나 진폭이 낮기 때문에 식별하기 어려울 수 있습니다. 다음 예제는보다 명확하게 식별 가능한 반사 이벤트를 제공하는 간단한 방법을 보여줍니다.
pulseEKKO® PRO TR1000 GPR은 목재 칩 샘플에 대한 데이터를 수집하는 데 사용되었습니다 (그림 2). 용기 바닥에 금속판이있는 목재 칩에서 흔적을 얻은 다음 용기를 플라스틱 상자 (본질적으로 공기)에 직접 올려 놓았습니다. 트레이스는 평균을 내고 차이 트레이스를 생성했습니다.
그림 3에서 샘플 하단의 반사 이벤트는 두 경우 모두 왼쪽 플롯에서 볼 수 있지만 하단 반사의 정확한 시간을 결정하는 것은 어렵습니다. 두 트레이스의 차이 (그림 3, 오른쪽)는 명확하게 식별 가능한 반사 이벤트를 보여줍니다. 이 접근 방식은 원하는 반사를 보는 능력을 크게 향상시키고 도착 시간 및 결과적으로 측정 된 속도를 결정하는 데 더 나은 정확도를 제공합니다.
샘플의 속도를 측정하면 수분 함량과 같은 샘플의 관련 속성을 추정 할 수 있습니다. 이 경우 다른 신뢰할 수있는 방법 (예 : 습식 및 건조 후 샘플 무게 측정)에서 수분 함량이 알려진 샘플의 속도를 측정해야합니다.
그런 다음 GPR 측정 속도와 알려진 수분 함량 사이의 경험적 관계를 결정합니다. 종종 속도는보다 기본적인 재료 특성 인 상대 유전율로 변환됩니다. Kr = (c / v) 2 여기서 c는 빛의 속도입니다. 토양과 같은 일부 재료에 대한 경험적 관계가 이미 존재하며, Topp 관계는 일반적으로 수분 함량을 추론하는 데 사용됩니다. 수분 함량이 다양한 목재 칩 샘플에 적용되는이 방법론의 예가 그림 4에 나와 있습니다.
요약하면, GPR 속도는 샘플의 물리적 특성을 간접적이고 빠르게 측정 할 수 있습니다. 이와 동일한 방법을 사용하여 시간 경과에 따른 샘플의 물리적 특성 (예 : 수분 함량)의 변화를 모니터링 할 수 있습니다.
