臺灣博碩士論文加值系統

本研究應用1GHz之透地雷達對標準砂內含不同深度之含水層，以及標準砂內含管線漏水之實驗進行探討，實驗均以1GHz之透地雷達進行非破壞性掃描，以電磁波基本理論及波速基本理論為基礎並配合數位訊號擷取技術，探討標準砂內含不同深度之含水層及標準砂內含管線漏水情況下，根據電磁波反射訊號能、波形、時間差、頻譜特性、波速、相對介電常數等解析相關漏水訊號特徵及變化，以此判定透地雷達電磁波與標準砂內漏水之相對應關係，並提出利用透地雷達電磁波波速之時間差進行乾/溼砂界面的分離，建立出漏水範圍及漏水源的判定方法。

This study applied Ground Penetrating Radar of 1GHz against standard sand (Ottawa sand) with moisture that contained the bearing layer in different depths, and that contained pipeline leak’s experiment for the exploration. Based on the basic theory of electromagnetic wave (EM) and wave speed in connection with digital signal mining technique, the experiment processed non-destructive scanning with Ground Penetrating Radar of 1GHz to explore standard sand (Ottawa sand) with moisture that contained the bearing layer in different depths, and that contained pipeline leak. According to analysis of the relevant leak signal’s feature and change in electromagnetic wave (EM) reflected signal, waveform, time difference, frequency spectrum properties, wave speed and relative permittivity constants, etc. of electromagnetic wave (EM), it is concluded that the corresponding relationship between electromagnetic wave (EM) of Ground Penetrating Radar and leak in the standard sand, suggesting to detach dry-wet sand interface by using time difference in electromagnetic wave (EM) speed of Ground Penetrating Radar, and establishing a judgment method for leak range and leak source.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 前言 4
2.2 透地雷達文獻回顧 4
第三章 基本理論 11
3.1透地雷達檢測之原理 11
3.2電磁波基本理論 11
3.3電磁波基本電性參數 13
3.3.1相對介電常數 13
3.3.2導電率 13
3.3.3衰減度 15
3.3.4頻率與波速關係 16
3.3.5反射係數及穿透係數 17
3.3.6功率反射係數 17
3.3.7電磁波波傳反射能量範圍 17
3.3.8電磁波解析能力與穿透能力 18
3.3.9標準砂內含水之乾/濕介面分析 20
3.4透地雷達基本介紹 23
3.4.1透地雷達資料擷取 23
3.4.2透地雷達剖面圖像產生方式 24
3.4.3試驗設定參數之探討 25
第四章 實驗與分析過程 28
4.1儀器設備介紹 28
4.2實驗規劃與設計 30
4.3透地雷達儀器參數設定 34
4.4 訊號擷取與分析方法 36
第五章 結果與討論 37
5.1標準砂內含不同深度含水層試驗 37
5.1.1標準砂內含不同深度含水層之透地雷達剖面圖比較 37
5.1.2標準砂內含不同深度含水層之波速、相對介電常數探討 39
5.1.3標準砂內含不同深度含水標準砂之乾溼界面分析 41
5.2標準砂內含管線漏水於不同深度之透地雷達掃瞄試驗 42
5.2.1標準砂內含管線漏水於不同深度之透地雷達掃瞄之透地雷達剖面圖比較 42
5.2.2標準砂內含管線漏水於不同深度之透地雷達掃瞄之波速、相對介電常數探討 44
5.2.3標準砂內不同漏水深度之透地雷達掃瞄之乾溼界面分析 47
5.3 標準砂內漏水之透地雷達雙向測線掃瞄試驗 49
5.3.1 標準砂內漏水之透地雷達雙向測線掃瞄之透地雷達剖面圖比較 49
5.3.2 標準砂內漏水之透地雷達雙向測線掃瞄之波速、相對介電常數探討 56
5.3.3標準砂內漏水之透地雷達雙向測線掃瞄之乾溼界面分析 73
第六章 結論與建議 80
6.1結論 80
6.2 建議 81
參考文獻 82

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