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Tomografia sonica e ultrasonica
Descrizione del metodo
Il metodo della tomografia sonica consente di determinare la distribuzione della velocità sonica su sezioni piane dell'oggetto indagato. Il grado di risoluzione del metodo dipende dalle distanze tra trasmettitori e ricevitori, che possono variare da qualche metro a qualche decina di metri, dal passo di misura, che normalmente è dell'ordine del metro, e dalla "copertura angolare" dei percorsi sulla sezione investigata.
Principi di base
La tomografia sonica di velocità (travel time) consiste nell'esecuzione di un elevato numero di misure del tempo di propagazione delle onde soniche (fase P) lungo percorsi a diversa inclinazione che mutuamente si incrociano su sezioni piane della struttura. Scopo di questa fitta rete di misure è quello di ottenere la distribuzione della velocità sonica (campo di velocità) in tali sezioni.
Noti i tempi di percorso, per la determinazione del campo di velocità nelle sezioni indagate, viene utilizzato un programma di calcolo messo a punto da ISMES. Tale programma, partendo da un modello di velocità sonica iniziale, ricostruisce iterativamente il campo di velocità con un procedimento numerico S.I.R.T. (Simultaneous Iterative Reconstruction Technique), riducendo progressivamente lo scarto fra i tempi misurati lungo i diversi percorsi ed i tempi calcolati, questi ultimi ottenuti considerando il campo di velocità del modello determinato ad ogni iterazione.
Il programma considera, per il calcolo dei tempi di percorso fra trasmettitore e ricevitore, gli effetti della rifrazione sul percorso dei raggi sonici, utilizzando un procedimento di "ray-tracing" che ricostruisce l'andamento di tali raggi in funzione del campo di velocità.
Descrizione della strumentazione ed esecuzione delle misure
Per i rilievi di tomografia sonica sono normalmente utilizzati dei trasmettitori e dei ricevitori. I trasmettitori sono di tipo a scintilla (sparker), piezoelettrico, elettromeccanico o meccanico.
I ricevitori utilizzati, invece, possono essere degli accelerometri, dei trasduttori piezoelettrici, degli idrofoni.
Sulla base di esperienze consolidate nel corso degli anni, a seconda delle caratteristiche costruttive e geometriche della struttura da indagare, delle ubicazioni e del tipo di indagini da eseguire, tra i vari tipi di trasduttori disponibili vengono di volta in volta scelte le coppie trasmettitore-ricevitore che sono più idonee alla specifica indagine da svolgere.
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