طراحی و ساخت سامانه تصویربرداری صوتی از تاسیسات زیرزمینی

از تاسیسات مخفی زیرزمینی برای کاربرد­های مختلف استفاده می­شود. در نتیجه وجود سامانه­های تصویربردار که اقدام به کشف این تاسیسات کند یکی از نیازمندی­ها می­باشد. در این مقاله تصویربرداری به­وسیله انتشار امواج مکانیکی در خاک بررسی می­شود. می­توان غالب تاسیسات زیرزمینی را محفظه­های هوا فرض کرد که در میانه خاک قرار گرفته­اند. هوا و خاک تفاوت فاحشی در میزان مقاومت صوتی دارند، بنابراین تاسیسات زیرزمینی می­توانند سیگنال بازتابی بزرگی را تولید کند چرا که دامنه سیگنال بازتابی به تفاوت مقاومت دو ماده وابسته است. سامانه­های لرزه­نگاری و تست غیرمخرب بتن نیز از فرایند انتشار امواج مکانیکی در ماده بهره می­گیرند، هرچند سامانه­های لرزه­نگاری، عملکرد موفقی برای کشف داشته­اند اما نیاز به چند ده متر فضا برای چیدمان تجهیزات و پیچیدگی حمل ­و نقل از مشکلات آنها است. آنها برای فضای شهری نامناسب هستند چرا که ذاتا برای تشخیص منابع آب در عمق چند صد متری خاک طراحی و ساخته شده­اند. از طرفی تجهیزاتی مانند سامانه آزمون غیرمخرب بتن، هر چند دارای ابعاد کوچکی هستند، اما عمق نفوذ پایینی و برای این موضوع عملا کاربردی ندارند. سامانه­های لرزه­نگاری و تست غیرمخرب بتن به ترتیب در محدوده فرو صوت و فراصوت عمل می­کنند، در این طرح تحقیقاتی، فرکانس کاری مابین دو سامانه نامبرده انتخاب می­شود، با این ایده می­توان به تجهیزاتی با ابعاد کوچک تر از سامانه لرزه­نگاری رسید، درحالی که عمق تصویربرداری بهتر از سامانه­های تست غیرمخرب است. این تحقیق در مطالعه موردی خود توانسته از فضای خالی احداث شده در زیرزمین (به صورت استوانه­ای با قطر ۱ متر و در عمق ۴ متری سطح زمین) تصویربرداری کند. دقت مکان­یابی وابسته به دانستن سرعت انتشار صوت در ماده است. از آنجا که روابط دقیقی برای سرعت انتشار صوت در هوا وجود دارد قطر استوانه با دقت حدود ۴ درصد تخمین زده شد ولی به دلیل ابهام در میزان سرعت انتشار صوت در خاک (عدم امکان اندازه­گیری در این طرح تحقیقاتی) از اعداد موجود در مراجع مختلف استفاده شد که دقت ۴ الی ۲۰ درصد را نتیجه می­دهد.

کلیدواژه ها:

مقاومت صوتی ، تصویربرداری صوتی ، تابع همبستگی