埋設物探査の原理

埋設物探査(地中レーダ)の仕組みとプロセス

  • 電磁波の放射と反射地表にある探査機から地面に向かって電磁波を発信します。電磁波は土壌中を進み、電気的性質(比誘電率)が異なる物体(この場合は埋設管)に当たると跳ね返ってくる性質を持っています。
  • 移動と連続計測(A地点〜D地点)探査機を水平方向に動かしながら、一定の間隔で電磁波の送受信を繰り返します。
    • A地点: 埋設管がまだ送受信範囲の外、あるいは非常に遠いため、反射波が戻ってこないか、非常に微弱な状態です。
    • B地点: 埋設管が範囲内に入り、反射波を検知し始めます。この時の経路 L1 は斜めなので、距離は長くなります。
    • C地点: 探査機が埋設管の真上に位置する状態です。反射経路 L2 は最短となり、この地点が埋設管の水平位置および実際の深さを特定する基準となります。
    • D地点: 埋設管から遠ざかるため、再び反射経路 L3 は長くなります。
  • 往復時間の計測探査機は「電磁波を発信してから反射して戻ってくるまでの時間」を記録しています。光速に近い速度で移動するため、ナノ秒(10億分の1秒)単位の極めて短い時間を計測しています。
  • 「時間」から「深さ」への変換土壌の種類(砂、粘土、水分量など)によって電磁波が伝わる速さが異なるため、その土壌に適した速度設定を行うことで、計測した時間を「深さ(メートル)」に換算します。$$深さ = \frac{電磁波の速度 \times 往復時間}{2}$$
  • データの可視化(山形波形:ハイパーボラ)イラストのように A→B→C→D と移動しながら計測データを並べると、反射経路が「長→短→長」となるため、画像データ上では**「山なり(放物線状)」の模様**として現れます。この山の頂点が、埋設管の正確な位置を示していると判断します。

適用範囲(周波数と探査能力)

下表はエスパー機種ごとに地中探査の深度、コンクリート壁での深度をグラフ化したものです。

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