전기방식 이야기
전기방식에서 배관의 직상부 탐측은 매우 중요하다. DCVG, CIPS 조사는 직상부에서 측정하여야 정확도를 높이 수 있다. 배관탐사의 기본 원리를 알아보자
지하매설물 탐측 기본 원리
전기장 위치탐사 이론
역사적 배경
전기기장의 유도 원리는 Faraday에 의해 발견,
Michael Faraday 1791 - 1867
도선에 주파스를 가진 전류가 흐르면 도선 주면에 자기장이 발생한다. 이 교번 자기장은 케이블의 절연이나 토양에 영향을 받지 않는다.
코일이 있는 곳에 자석을 위아래로 움직이면 코일에 전압이 유기된다. 발전기의 원리와 같다.
배설된 전도체(강관)에 교류신호를 보내면 배관주면에 자기장이 발생한다. 송신기에서 전류를 AC로 보냄으로 자장도 AC와 같은 주파수로 변화한다. 즉 자장이 변하는 곳에 코일을 근접시키면 전압이 유도된다. 이 전압을 측정하고 증폭해서 보여 주는 것이 배관탐사의 원리다.
매설된 전도체에 형성된 자계를 지상에서 수신기 안테나(코일)로 유도는 작은 전압을 증폭하여 시각화하여 보여 준다.
그런데 배관에 인가한 전압은 코팅으로 절연이 되어 있는데 어떻게 절연을 뚫고 나올 수 있는가?
이것은 송신기에 신호를 AC로 주고 코팅이나 대지가 콘덴서의 역할 을 하기 때문이다. 콘덴서는 주파수가 커지면 저항이 작아지는 특성이 있다. 저항이 작아져 신호가 외부로 넘을 수 있다.
그림과 같이 콘데서가 연결된 것과 같은 등가회로로 나타 낼 수 있다. 콘덴서에서는 주파수가 높을수록 용량성 저항 Xc가 작아져서 높은 신호를 외부로 보낼 수 있다. 따라서 높은 주파수 신호가 더 효과적으로 좀 더 정확하게 탐사할 수 있다.
그러나 주파수가 높으면 그림과 같이 멀리 까지 탐사가 되지 않는다. 파장이 짧으며 장애물을 잘 통과하지 못하기 때문이다. 그러므로 배관탐사 시 최적의 주파수가 필요하다.
신호(Signals)
정적신호
기존 상용으로 운용중인 신호
동적신호
송신기에 의해 생선돈 신호를 매설 전도체에 신호를 인가하여 수신기로 위치를 탐사하기 위한 신호
동적신호
-직접접속법
-간접법
-클램프법
신호탐지 및 위치확인
공간에 있는 코일에 교차하는 자기장이 통과하면 전자유도의 원리에 의해 전압기 유도된다.
2가지 형태의 안테나
수평안테나
도체에 직각 방향으로 가장 가깝게 근접할 때 즉상부에서 최대의 반응을 나타낸다.
수직안테나
도체의 지상부에서 가장 작은 값(Null)을 가진다.
안테나 2개설치
정확도 향상을 위하여 수평안테나를 400mm 간격으로 2개 설치하여 운영하면 다음과 같은 장점이 있다.
- 정확도 향상
- 간섭 배제
- Radio 작동 모드
- 깊이산정
깊이산정
하단에 설치한 안테나와 상단에 설치된 안테나에서 수신된 신호를 비교한다. 수신기는 이 신호를 계산하여 깊이를 산정한다.
전류측정
전류측정은 깊이 측정관 동일한 원리이다. 위아래 안테나의 두 값을 계산하여 전류량을 구한다.
전류측정의 필요성
탐지의 문제점
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