GPR 누수탐지 기술 — 원리, 기존 방식과의 차이, 국제특허출원
당사가 독자 개발한 GPR A-스캔 기반 누수탐지 국제 원천기술 — 작동 원리와 기존 방식과의 차이를 소개합니다.
GPR(지표투과레이더) 누수탐지란?
GPR(Ground Penetrating Radar)은 지표면에서 지중으로 전자파를 투과시키고, 지층·매설물·수분에서 반사되어 돌아오는 신호를 분석해 지반 내부를 영상화하는 지구물리 탐사 기술입니다. 수도배관에서 누수가 발생하면 배관 주변의 수분 분포가 달라지는데, GPR은 이 변화를 굴착 없이 지표면에서 확인할 수 있습니다.
당사 국제특허출원 기술: 자기참조형 수분분포장 분석
GPR A-스캔 기반 누수탐지 국제 원천기술 — B-scan 화면 판독이 아닌 A-스캔 원시파형 정량분석으로 누수를 판별하는 이 방법론은 당사가 독자 개발하여 국제특허출원 3건으로 보호하고 있는 원천기술입니다.
일반적인 GPR 탐사는 B-scan 화면의 반사파 형상을 육안으로 판독하는 방식이 많아, 지반 조건(토질·다짐 상태·포장 종류)에 따라 해석이 달라질 수 있습니다. FORENSIS™의 국제특허출원 기술은 화면 판독이 아니라 A-스캔 원시파형을 직접 정량 분석합니다. 외부 기준값이나 사전 학습 데이터 없이 동일 현장의 정상구간 데이터 분포를 스스로 기준(자기참조)으로 삼아 각 측정점의 수분 이상도를 산출하므로, 재료·시공조건이 다른 현장에서도 일관된 판정이 가능합니다. 반사강도·전파속도·주파수·도달시간 등 복수의 물리량을 융합한 통합 수분 이상지수(MPI)를 사용하며, 물리량들의 변화 방향이 수분 증가와 일치할 때만 이상으로 판정(물성 일치성 검증)하여 금속관 강반사 등에 의한 오탐을 억제합니다. 이 기술을 지중배관 전반, 구조물 층간바닥, 상수관망에 각각 적용한 3건의 특허를 출원했습니다.
현장에서 바로 확인하는 데이터
탐사와 동시에 현장에서 A-스캔 데이터를 확인하고, 분석 소프트웨어로 층위별 수분 이상 구간을 판독합니다. 모든 측정값은 좌표와 함께 기록되어 보고서의 근거 자료로 남습니다.
청음·가스식 · 상관식 · GPR-FORENSIS™ 비교
| 구분 | 청음식 · 가스식 | 상관식 (누수음 상관법) | 레이더파방식 (당사 포렌시스시스템) |
|---|---|---|---|
| 측정 원리 | 누수음 청취 / 추적가스 표면 검출 | 두 접점 센서로 수신한 누수음의 도달시간차를 교차상관(cross-correlation) 분석 | 전자파 반사 A-스캔 원시파형의 다중 물리량 정량분석 (자기참조형) |
| 적용 조건 | 소음·매설 심도·되메움 상태에 민감, 가스식은 단수·가스 주입 필요 | 누수 구간을 사이에 둔 밸브·소화전 등 노출 접점 2개소 필수 — 접점이 없으면 적용 불가, 범용성 낮음 | 지표면 접근만 가능하면 적용 — 포장·잔디·콘크리트 무관, 단수 불필요 |
| 관 재질 | 비금속관(PE·PVC)에서 누수음 전달 약화 | 금속관 중심 — 비금속관은 음파 감쇠로 신뢰도 급락 | 관 재질 무관 |
| 탐지 심도 (가탐 심도) | 심도에 따라 누수음이 급격히 감쇠(attenuation) — 마사토 기준 약 1m를 넘으면 청취 곤란. 가스식은 아스콘·콘크리트 포장에서 추적가스가 표면으로 올라오지 못해 검출 불가 | 심도가 깊어질수록 신호 대 잡음비(SNR)가 낮아져 심부 매설관에서는 신뢰도 저하 | 저주파 안테나 운용 시 가탐 심도(penetration depth) 최대 7~8m — 아스콘·콘크리트 등 표층 마감재와 무관하게 조사 |
| 조사 생산성 (탐사 속도) | 도보·지점별 청취로 선형 조사속도 낮음 | 접점 탐색과 센서 이설·재설치를 구간마다 반복 | 차량 견인식 연속 측선 취득 — 도보 지점식 대비 10배 이상(한 자릿수 승수)의 선형 조사속도(line-km/일) |
| 탐지 신뢰도 (정확성) | 조사원 숙련도에 의존하는 정성적 판정 — 미발견·오탐 빈발 | 관로 제원(재질·구경·연장) 입력 오차와 접점 조건에 민감 | 다중 물리량 융합 MPI와 물성 일치성 검증으로 탐지확률(POD)을 높이고 허위양성(오탐)을 억제 — 당사 현장 비교 기준 음향식 대비 약 5배 수준의 누수 발견율 |
| 결과물 | 청취 판단(정성적) | 두 접점 사이 1차원 위치 추정치 | 좌표·심도층별 수분분포 지도 + 등급·굴착 우선순위 보고서 |
※ 조사 생산성·발견율은 당사 현장 운용 비교 기준이며, 지반·매설 조건에 따라 달라질 수 있으며, 가탐 심도는 토질·함수율 등 지반의 전기적 특성에 따라 변동될 수 있습니다. 현장에 따라 기존 방식을 보조적으로 병행해 정확도를 높이기도 합니다.
특허출원 현황 (심사중)
| 출원번호 | 발명의 명칭 | 출원일 | 적용 분야 |
|---|---|---|---|
| 10-2026-0119035 | GPR 기반 자기참조형 수분분포장 생성 및 누수탐지 시스템 및 그 방법 | 2026-06-30 | 지중매설 배관 전반 |
| 10-2026-0125484 | GPR 기반 자기참조형 구조물 층간바닥 누수탐지 시스템 및 그 방법 | 2026-07-08 | 건축물 층간·바닥 배관 |
| 10-2026-0126858 | GPR 기반 자기참조형 상수관망 누수탐지 시스템 및 그 방법 | 2026-07-10 | 상수관망·유수율 사업 |
※ 위 3건은 특허청 심사 진행중인 특허출원이며, 등록 완료 시 본 페이지에 갱신됩니다. 아울러 GPR 기반 누수탐지 기술로 NET 신기술인증을 신청하여 심사중입니다.
기술 관련 자주 묻는 질문
GPR로 어느 깊이까지 탐사할 수 있나요?
안테나 주파수와 지반 조건에 따라 다르며, 저주파 안테나 운용 시 가탐 심도 최대 7~8m까지 조사할 수 있습니다. 일반적인 수도배관 매설 심도는 충분히 커버되며, 현장 조건을 알려주시면 사전에 적용 가능 여부를 안내해 드립니다.
아스팔트나 콘크리트 포장 위에서도 탐사가 되나요?
네. GPR은 아스팔트, 콘크리트, 보도블록, 흙·잔디 등 다양한 지표면 위에서 탐사할 수 있습니다. 포장을 훼손하지 않습니다.
탐사 결과는 어떤 형태로 받아볼 수 있나요?
누수 의심 구간을 표시한 지중 영상 데이터와 위치도, 판독 의견을 포함한 탐사 결과 보고서로 제공합니다. 공공기관 용역 성과품 양식에도 대응합니다.
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