전자유도 탐사법에 대하여 설명하시오.

 

전자유도 탐사법에 대하여 설명하시오.

 

1) 탐사의 원리
전도체에 전기가 흐르면 도체 주변에 자장이 형성되는 원리를 이용한 것으로서 전류가 흐르는 도선은 동심원의 형태로 자장을 형성하여 수신기로 증폭시켜 음향이 검류계에 나타나도록 함으로써 지하시설물을 탐사한다.

2)탐지기의 구성
전자 유도 탐사 장비는 [그림1]에 나타난 것처럼 송신기, 수신기, 시그널 크램프, 공관로 탐사용 탐침과 부속품인 접지종, 접지선 등으로 구성되어 있다.
송신기는 탐사하려는 케이블이나 금속전도체에 전류를 보내기위해 사용되는 장치로서 전류를 보내는 방법은 목표물의 재질에 따라 유도법, 직접연결법, 외부코일법 중에서 자동으로 선택한다.
수신기는 탐사하고자 하는 케이블 또는 금속관으로부터 발생되는 자기장을 수신하여 매설물의 위치와 깊이를 탐지하는 장치이다.
시그널 크램프는 외부연결코일(38㎑)의 소형 발신장비로서 케이블이나 금속관의 일부분이 땅위로 노출되어 직접 부착될 수 있을 경우에 효과적이다.
탐침은 공관로나 비금속관로의 탐사를 위해 사용되며 강선의 끝부분에 장착해 관에 직접 삽입하여 위치를 탐사하는 소형 발신장비이다.
이밖에도 접지선쪾접지봉은 직접연결방법 사용시 활용되고 먼지덮개는 트랜스미터 또는 수신기를 먼지나 물로부터 보호한다.

3)탐사법의 종류
전자 유도 탐사법은 자장의 발생방법에 따라 [그림2]와 같이 간접법, 직접법, 크램프 접속법, 탐침에 의한 방법 등으로 구분된다.

① 간접법
유도법(Induction Method)이라고 부르기도 하는데 매설되어 있는 지하매설물과 지상의 송신기를 평행하게 놓고 탐지하는 방법이다.
간접법의 탐사는 먼저 수신기 주파수와 송신기 주파수를 중파(Medium Frequency)에 놓고 탐사를 진행하고 만약 다른 지하시설물이 유도되면 작용 스위치를 저주파(Low Frequency)에 놓고 신호 조절키로 조작하여 탐사한다.
송신기로부터 주파수의 직접 신호를 받지 않고 매설물에 유도되는 자장을 탐지하기 위해서는 적어도 10m이상을 떨어져서 탐지해야 한다.
이 기법은 수신기에 표시되는 고유 자장수를 이용하므로 장거리 탐지가 가능하고 작업 방법이 간편하여 가장 많이 사용되고 있다.
그러나 매설물이 복잡한 경우 송신기로부터 발신된 교류자장이 탐사하고자 하는 관 이외에도 영향을 주는 전류를 유도하여 위치 측정의 정확도가 낮다.


② 직접법
탐지하고자 하는 지하시설물에 두 개의 단자 중 송신기 단자를 한쪽(붉은색)에 연결시키고 다른 한쪽 단자(검은색)를 지하시설물과 직각 방향으로 약 5～7m지점의 땅에 접지시키는 방법으로서 정확도는 높으나 작업조건이 까다로운 단점이 있다.
직접법에는 1점법과 2점법이 있는데 1점법은 송신기의 출력단자와 목적관의 노출부를 접속코드에 연결시켜 송신기의 접지단자를 대지에 접지시키고 송신기-목적관-대지-접지-송신기로 회로를 반복시키며 신호전류를 인가하여 목적관에 자장을 발생시키는 방법이다.
상수도와 같이 목적관의 관로 이음부분이 절연상태로 있을 때 회로가 형성되지 않아 본 방법으로 탐사가 불가능할 때는 2점 접속법을 이용한다.
2점법은 목적관의 노출부를 이용하여 가스관 계량기의 입상관인 경우에는 집게로 송신기의 출력단자를 접속코드로 한쪽의 노출부와 접속시키고 송신기-목적관-송신기의 직접 신호전류로 인가하는 방법이다.

③ 크램프 접속법
외부 코일의 집게를 사용하여 송신기를 연결하며 케이블 탐지에 적합한 방법이다.

④ 통선법
통선법은 목적관이 공관의 경우에 이용되는데 공관 위에 옥외선 또는 접지선 등을 배선시켜 회로를 형성시키고 신호전류를 인가시키는 방법으로 접지법과 루프법이 있다.

․접지법
송신기의 출력단자와 도선의 한쪽을 접속시켜 송신기의 접지단자를 대지에 접지시킨후 도선의 다른 한쪽을 대지에 접지시켜서 송신기-도선-접지-대지-접지-송신기의 회로에 신호전류를 흐르게 하는 방법으로 접지는 관로와 직각 방향으로 충분한 거리를 확보하는 것이 필요하다.

․루프법
송신기의 출력단자에 도선의 한쪽을 접속시키고 도선의 다른 한쪽을 크게 우회하여 송신기의 접지단자와 접속시켜 송신기-도선-송신기의 회로에 신호전류를 흐르게 하는 방법으로 리드선을 될 수 있는 한 멀리 떨어진 곳에 설치한다.

⑤ 탐침에 의한 방법
전자유도 탐사법은 전도체만 탐지할 수 있어 비금속관로나 하수관로 탐사를 위해 특수한 센서인 탐침(Sonde)이 필요하다.
이 방법은 탐침을 강선(Flex-rod)에 연결시켜서 관로에 밀어 넣거나 손으로 직접 가지고 들어가서 측정할 지점에 고정시켜 위치와 깊이를 측정할 수 있는데, 사람이 들어갈 수 없는 곳은 자주차에 탐침을 장착하여 공관로나 비금속관로에 삽입시켜 지상에서 수신기로 위치나 깊이를 측정한다.

4)측정 방법
①평면 위치 측정

․최대법
수신기를 전류가 흐르는 전도체에 대하여 수평으로 이동시키면 자력선은 코일의 방향에 따라 진행하므로 전도체 위에서는 최대 신호(Peak Signal)가 발생한다.
그리고 매설물의 양단 끝에서는 자력선이 코일 축의 방향으로 진행하므로 자력선은 점점 작아져서 신호가 감소되고 매설된 전도체에 근접한 곳에서 직각을 이루어 정확한 배열일 때에는 전류가 가장 높은 반응을 나타낸다.

․최소법
수직 안테나(Vertical Ante-nna)의 수신기를 전류가 흐르는 매설물에 대하여 수직으로 이동시키면 코일의 축 방향으로 진행하는 자력선(Magnetic Force Line)이 없기 때문에 매설물 위에서는 최소의 신호(Null Sig-nal)가 발생하게 된다.

이와 같이 매설물 양단의 강한 신호와 매설물 위에서 약한 신호의 대비를 이용해 매설물의 위치를 확인할 수 있다.
중심부와 연결되는 전기의 흐름이 정확하게 전도체 중심위에 도달할때는 Null(0)로 나타나기 때문에 안테나의 수직 방향 표정은 전혀 다른 현상을 나타낸다.
Null(0) 신호는 최대법보다 감지하기 쉽기 때문에 수직 안테나는 대단히 정확하게 지하시설물을 감지할 수 있지만 혼선의 경향이 있으므로 수평 안테나보다 다소 정확도가 떨어지며 지하시설물의 방향에 대한 표시가 없기 때문에 정확한 위치선정이나 출처 조사업무에는 다소 부적합하다.
그러므로 수평 안테나로 위치와 깊이를 탐사할 경우 정확도를 점검하는데 수직 안테나가 이용되고 있으며 이 방법은 최소전류반응을 나타낼 때의 위치와 깊이를 탐사하므로 최소법이라 한다.

② 매설깊이 측정
최대법에 의하여 정밀한 위치를 측정한 후에 깊이 측정용 보턴을 누르면 수신기에 부착된 안테나에 의하여 깊이가 측정된다.
지하에 매설되어 있는 단일 전도체를 탐사하는 경우에는 단일 안테나(Single Aerial Ante-nna)를 사용하여 쉽게 찾을 수 있지만 매설된 파이프나 케이블은 보통 다른 전도체와 인접해 있는 경우가 많이 있고 그 위에 전력선이 놓이거나 다른 전원이 있을 때 전파의 간섭을 받게 된다.
전파유도 탐사 수신기는 동일 신호를 탐사하기 위해서 두 개의 수평 안테나가 약 400mm정도 떨어져 있는 이중 안테나를 사용한다.