معادن - GPR یا رادار نفوذ به زمین چیست؟

معادن - GPR یا رادار نفوذ به زمین چیست؟

دستگاه gpr چیست؟

رادار های نفوذی در زمین با انتشار امواج مختلف به داخل زمین و ثبت بازگشت یا انعکاس ناشی از اجسام زیر سطحی کار می کند. دستگاه های GPR نیز تغییرات در ترکیب مواد اولیه در زیر سطح را به وضوح حتی در کمترین مقادیر را تشخیص و نشان می دهند.

رادار نفوذ به زمین (GPR) یک روش ژئوفیزیکی است و یک تحلیل کاربردی بر اساس اطلاعات ژئوفیزیکی داخلی زمین بر اساس پالس های دریافتی از رادار های تصویربرداری از سطح زیر زمین است.

*** رادارهای نفوذی می تواند در مواد معدنی  مختلف از جمله مواد سنگی ، خاکهای دارای مواد معدنی فلزی و غیر فلزی کاربرد داشته باشد.

***در شرایط مناسب ، در مواد صنعتی حتی مواد مصرفی پزشکان می توانند از GPR برای تشخیص اجسام زیر سطحی ، تغییرات در خواص مواد و خلأها و ترکها استفاده کنند.

***هنگامی که موج ارسالی با یک جسم مدفون یا مرز بین موادی که دارای ترکیبات متفاوت هستند برخورد می کند ، ممکن است منعکس شده یا شکسته شود یا به سطح پراکنده شود. سپس یک دستگاه دریافت کننده می تواند تغییرات سیگنال بازگشت را کاملا ثبت کند.

***رسانایی الکتریکی زمین در فرکانس های مختلف مرکز و انتقال به اطراف و توان تابشی مواد گوناگون و ترکیبات عمیق زمین می تواند محدوده عمق موثر تحقیقات GPR را محدود کنند. افزایش هدایت الکتریکی با وجود مواد معدنی متفاوت باعث کاهش موج الکترومغناطیسی در مواد معدنی می شود و بنابراین عمق در مواد نفوذ کاهش می یابد. مواد معدنی یا مواد خشک عظیم مانند توده های گرانیت، سنگ آهک و بتن بیشتر مقاوم هستند تا رسانا می توان گفت نا رسانا هم محسوب می شوند عمق نفوذ می تواند تا 15 متر باشد.

***در علوم زمین و معدن برای مطالعه و پژوهش بر روی سنگ بستر ، انواع خاک ، آبهای زیرزمینی و یخ  کاربرد فراوان دارد. در جستجوی  توده ها و قطعات طلا و الماس در بسترهای ماسه ای آبرفتی به صورت پلاسری، با یافتن تله های طبیعی در بسترهای مدفون رودخانه که قابلیت تجمع ذرات سنگین تر را دارند، بسیار کاربردی و مفید است.

***کاربردهای مهندسی GPR  در آزمایش های غیرمخرب سازه ها و روسازی ها ، مکان یابی سازه های مدفون و خطوط آب و برق و پژوهش و مطالعه خاک و سنگ بستر است. در اصلاح محیط زیست ، GPR  ها برای تعریف محل های دفن زباله، توده های آلاینده و ضایعات و دیگر مکانهای اصلاح، در حالی که در باستان شناسی از آن برای نقشه برداری های حرفه ای از ویژگی های باستان شناسی و گورستان های قدیمی استفاده می شود.

***کاربردهای نظامی متفاوت شامل شناسایی معادن، مین های کار نکرده، مهمات منفجر نشده و تونل های باستانی و حفره های اکتشافی است.

***رادارهای گمانه با استفاده از GPR برای نقشه برداری از سازه های مختلف زیر سطحی از قبیل شافت و دبل  در کاربردهای معدن زیرزمینی استفاده می شوند.

***رادارهای نفوذی در زمین ، مکان یابی تاسیسات زیرزمینی در گدشته و حال موثر است.

*** از آنجا که GPR تغییرات در سطح زیزین را بر اساس ویژگی های دی الکتریک در زیر سطح را تشخیص می دهد ، می تواند بهترین امکانات را برای مکان یابی ابزارهای غیر رسانا  در عمق داشته باشد.

*** برای تعیین منطقه مناسب برای بررسی پژوهش و تحقیقات بیشتر معدنی و صنعتی با استفاده از حفاری استفاده کرد.

مفهوم رادار برای اغلب مردم آشنا بوده و دور از ذهن نیست عملکرد رادار نفوذ به زمین به این صورت است که، سیگنال رادار یک موج الکترومغناطیسی به داخل زمین هدایت می کند بعد ازآن اجسام زیر سطحی و چینه شناسی (لایه بندی) باعث بازتاب هایی مختف از هر سطح به صورت جداگانه می شوند که توسط گیرنده دیتا جمع آوری می شوند. زمان سفر موج منعکس شده عمق  و داده های مختلف از هر برداشت معانی مختلف از جمله مواد گوناگون حفره های زیریزن مواد جامد موجود در لایه ها را نشان می دهد.

خطوط جداگانه داده های GPR  بر روی پروفایل های بدست آمده بر روی لاگهای سطحی یک دید کلی از سطح زیرین و موادمعدنی متشکل شده را نشان می دهد. از تجمیع خطوط داده ها به طور سیستماتیک در یک منطقه جمع آوری شده برای ترسیم رخنمون های زیرزمینی مواد معدنی و حوادث گذشته استفاده می شود.  حتی می توان برای ساخت تصاویر سه بعدی هم استفاده کرد . از تجمیع این داده ها در اصل نقشه های نمای کلی مواد معدنی بدست می اید. که عمق های خاصی از هم را جدا می شوند.

معایب و مزایای استفاده از دستگاه های رادار نفوذ :

معایب اصلی GPR این است که به دلیل شرایط محیطی کمتر از ایده آل محدود می شود. رسوبات دانه ریز اغلب مشکل ساز بوده و نتایج را تا حدودی تغییر می دهد  زیرا هدایت الکتریکی بالای آنها باعث از بین رفتن قدرت امواج ساطع شده از دستگاه می شود. رسوبات سنگی یا ناهمگن مثل کنگلومراها سیگنال GPR را کلا پراکنده می کند، در حالی که سیگنال مفید را تضعیف می کند.

در برداشت های ژئوفیزیکی از مواد معدنی امروزه از روشهایی مانند مقاومت الکتریکی و روشهای القایی الکترومغناطیسی استفاده می کنند. پلیس برای شناخت محل جرم  و مورخان و باستان شناسان برای جستجوی محل های دفن عتیقه جات مردگان و اصلت اشیا پیدا شده از آن استفاده می کنند. در موارد مربوط به میراث فرهنگی GPR با آنتن فرکانس بالا همچنین برای بررسی بنای های تاریخی، تشخیص ترک های زیر پوستی و پوسیدگی ستون ها و سر ستون ها و جدا شدن نقاشی های دیواری شناخت حفره های پنهان استفاده می شود.

سایر معایب سیستم های GPR موجود عبارتند از:

بزرگترین معضل در عملکرد GPR در مواد با رسانایی بالا مانند خاکهای رسی و خاکهای نمکی است.

***تفسیر گرم های راداری برای تازه کاران غیرقابل تفهیم دارد.  

*** برای طراحی ، نظارت و اجرا و انجام تفسیر های موثر در نظرسنجی های GPR ، تخصص قابل توجهی از شناخت هایی از جمله معدنی رسوبات زمین و عکس العمل لایه ها لازم است.

طرز استفاده از دستگاههای GPR

رادار ها قابلیت های متفاوت دارند و به تغییرات در ترکیب مواد معدنی گوناگون حساس هستند،  برای تشخیص بهتر در تغییرات نیاز به حرکت بر روی سطح زمین دارد. هنگام مشاهده  ثبات در اقلام پردازش شده  با استفاده از رادار های نفوذی سطح تجهیزات راداری  باید جابجا شوند تا رادار متقاضی با جستجوی متفاوت در ترکیب مواد ، منطقه مشخص شده را بررسی و واکاوی کند. در حالی که رطوبت موجود در زمین می تواند نشانه ها و علائم داخلی زمین را تغییر و تضعیف تا حدی که حتی اشتباه گرفته شود .

 *.سرعت حرکت انواع موج راداری بستگی به ترکیب مواد معدنی دارد که در آن صادر می شود.

*ازسرعت امواج می توان برای شناختن یک جسم و برای تعیین سرعت خاص برخورد موج و برگشت آن و سپس کالیبره کردن محاسبات عمق استفاده شود.

* این امواج نمی تواند مواد معدنی و صنعتی خاصی مانند طلا و سنگهای قیمتی را شناسایی کند

***در لوله های نفوذ کننده رادار (IPPR)

***در لوله فاضلاب

***کاربردهای فناوری GPR در لوله های غیر فلزی

***رادار نفوذ به دیوار می تواند ساختارهای غیر فلزی را بخواند

***، توده های فلزی که ممکن است سلاح باشند را مشاهده کنید. GPR

***حتی می تواند به عنوان سنسور حرکت برای نگهبانان نظامی و پلیس