JP3112490U - 線状埋設金属物体探査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 線状埋設金属物体の埋設深度が変動している場合にも、その地点における埋設深度を確実に測定でき、又、埋設位置を特定する作業を容易にして、探査作業に要する労力と時間を大幅に軽減できる線状埋設金属物体探査装置を提供する。
【解決手段】 線状埋設金属物体１に交流信号を流すことによって発生した磁界を捕捉する複数の探査コイル２１，２２と、捕捉した磁界を検出信号として出力する信号出力手段と、複数の出力信号を同時に演算処理して信号受信強度並びに埋設位置及び深度を算出すると共に、表示画面に算出結果である信号受信強度及び埋設深度を同時に表示する探査装置本体と、から線状埋設金属物体探査装置を構成する。探査装置本体の表示画面には、信号受信強度の最大値を保持する機能を保有させる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、ガス管、水道管等の埋設金属管、電力ケーブル、通信ケーブル等の埋設ケーブル等の線状埋設金属物体に微小な交流電流を流通させ、線状埋設金属物体に沿って発生する磁界を検出することによって、線状埋設金属物体の埋設位置及び深度を探査する線状埋設金属物体探査装置に関する。

無限長直線状導体を流通する交流電流によって発生する磁界は、無限長直線状導体を中心として同心円状に形成され、その強さは無限長直線状導体からの距離に反比例することが知られている。
このような性質を利用して、従来、埋設金属管、埋設ケーブル等の線状埋設金属物体の探査方法が種々提案され、かかる探査方法を適用する埋設金属物体探査装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３０６５２４２号

埋設金属物体探査装置は、従来、発生した磁界を捕捉する探査コイルと、捕捉した磁界を検出信号として出力する信号出力手段と、出力信号を演算処理すると共に、その結果を画面表示する探査装置本体と、から構成されている。

埋設金属物体を探査する場合には、先ず、探査装置本体の表示画面に探査信号受信強度が数値及びグラフで表示される状態にしておき、図２に示すように、探査コイル１０２が埋設金属物体１０１の直上に位置した時に、測定ボタンを押下し、探査コイル１０２に発生した起電力ｅｌを測定する。次に、探査コイル１０２を所定距離引き上げて（Δｙ）、又は水平移動させて（Δｘ）、再度、測定ボタンを押下し、探査コイルに発生した起電力ｅｈを測定する。
そして、切替ボタンを押下し、探査装置本体の表示画面に位置及び深度測定結果が数値及びグラフで表示される状態に切り替えた後、演算ボタンを押下し、出力信号を演算処理して、その結果を表示画面に数値及びグラフで表示する。

又、埋設金属管、埋設ケーブル等の線状埋設金属物体を探査する場合には、線状埋設金属物体１０１に沿って探査コイル１０２を地表面上で移動させ、適宜距離間隔で測定地点を決定し、測定地点毎に上記の如き操作を実行して、線状埋設金属物体１０１に沿ってその埋設位置及び深度を測定している。

しかし、埋設金属管、埋設ケーブル等の線状埋設金属物体は、既設の埋設物体が存在している場合や、地形が起伏している場合には、その近傍の地中においては、直線状に埋設できない場合がある。そのような場合には、その近傍の地中においては、線状埋設金属物体の埋設深度を変動させなければならなかった。

従来の埋設金属物体探査装置によって探査を実施すると、適宜距離間隔をおいた測定地点においてのみ埋設位置及び深度を測定することになるから、隣接する測定地点間で線状埋設金属物体１０１の埋設深度が変動している場合にも、測定地点間においても埋設深度は同一であると誤認する虞がある。
ここで、実際の埋設深度よりも深く埋設されていると誤認した場合に、保守、修理等のために、その間の地面を掘削機によって掘削した時、線状埋設金属物体１０１を破損してしまう虞があった。

又、上記の如く、埋設金属物体１０１を探査する場合、探査コイル１０２が埋設金属物体１０１の直上に位置した時に、探査コイル１０２が受信する信号強度は最大となり、その位置が埋設金属物体１０１の埋設位置となる。

しかし、従来の埋設金属物体探査装置においては、探査装置本体の表示画面に表示される信号受信強度の数値は探査コイル１０２を移動させると共に変化するから、作業者はそれまでの最大の受信強度値を記憶しつつ埋設位置を特定している。
よって、作業者は、それまでの最大の受信強度値と現時点における受信強度値とを常に比較しつつ作業をしなければならず、探査作業には大変な労力と時間を要した。

本考案は、上記問題点に鑑みて為されたものであって、線状埋設金属物体の埋設深度が変動している場合にも、その地点における埋設深度を確実に測定でき、掘削時に線状埋設金属物体を破損することがなく、又、作業者がそれまでの最大の受信強度値を記憶しつつ埋設位置を特定するという行為を不要とし、探査作業に要する労力と時間を大幅に軽減できる線状埋設金属物体探査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案の線状埋設金属物体探査装置は、線状埋設金属物体に交流信号を流すことによって発生した磁界を捕捉する複数の探査コイルと、捕捉した磁界を検出信号として出力する信号出力手段と、複数の出力信号を同時に演算処理して信号受信強度及び埋設深度を算出すると共に、表示画面に算出結果である信号受信強度及び埋設深度を同時に表示する探査装置本体と、から構成されることを特徴とする。

ここで、線状埋設金属物体の埋設位置をより容易に特定することができるように、前記探査装置本体の表示画面は、信号受信強度の最大値を保持する機能を有することが好ましい。

又、前記探査装置本体の表示画面は、信号受信強度及び埋設深度を数値及びグラフで表示することが好ましい。

さらに、探査作業と同時に、埋設深度の変動地点で使用している継手部材について確認できるように、線状埋設金属物体のインピーダンスを測定すると共に、前記探査装置本体の表示画面にインピーダンスを数値又はグラフで表示できるようにしてもよい。

以下、本考案の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
ここで、図１は、埋設金属物体探査装置における探査コイルと埋設金属管との位置関係を模式的に示す説明図である。

本考案の埋設金属物体探査装置は、発生した磁界を捕捉する複数の探査コイル２１，２２と、捕捉した磁界を検出信号として出力する信号出力手段と、出力信号を演算処理すると共に、その結果を画面表示する探査装置本体と、から構成される。

探査コイル２１，２２は、従来の埋設金属物体探査装置に採用されているものと同様の構成のものであるが、図１に示すように、上下方向に２ｌの間隔をもって並行に配設してある。

図１に示すように、探査コイル２１，２２の中間位置から垂直距離ｙの位置に、直線状に充分長い金属管１が埋設されており、金属管１には電流Ｉｓｉｎ（ωｔ）が流れているとする。この金属管１の直上付近に、地表面に平行に探査コイル２１，２２を配置した場合、探査コイル２１，２２に発生する起電力ｅｌ，ｅｈは、次の式で与えられる。
ｅｌ＝ｋ（１／ｙ−ｌ）Ｉωｓｉｎ（ωｔ） ・・・（１）
ｅｈ＝ｋ（１／ｙ＋ｌ）Ｉωｓｉｎ（ωｔ） ・・・（２）
ここで、ｋは探査コイル２１，２２によって定まる定数である。

式（１），（２）を連立方程式として解くと、
ｙ＝（（ｅｌ＋ｅｈ）／（ｅｌ−ｅｈ））ｌ ・・・（３）
となる。
式（３）から、探査コイル２１，２２に発生する起電力ｅｌ，ｅｈを測定すれば、金属管１の埋設深度ｙを測定することができる。

本考案の埋設金属物体探査装置は、探査コイル２１，２２に発生した起電力ｅｌ，ｅｈを検出信号Ｓ１，Ｓ２として信号出力手段によって出力する。
そして、上記検出信号Ｓ１，Ｓ２を探査装置本体に同時に送信し、探査装置本体内に配設された増幅器によって電圧増幅し、フィルタによって雑音を除去し、多入力端子を有するＡ／Ｄ変換器に入力して、ディジタル信号Ｓ１′，Ｓ２′に変換する。
さらに、探査装置本体に配設された中央処理装置によって信号Ｓ１′，Ｓ２′を演算処理して、信号受信強度及び埋設深度を算出し、探査装置本体の表示画面に信号受信強度及び埋設深度を同時に数値及びグラフで表示する。

以上の如く、本考案の埋設金属物体探査装置は、複数の探査コイル２１，２２からの検出信号を探査装置本体に同時に送信し、探査装置本体において同時に演算処理するようにしたから、探査装置本体の表示画面に信号受信強度及び埋設深度を同時に表示することができ、作業者がそれまでの最大の受信強度値を記憶しつつ埋設位置を特定するという行為は不要となり、探査作業に要する労力と時間を大幅に軽減できる。

又、探査装置本体の表示画面に信号受信強度及び埋設深度を同時に表示することができるから、線状埋設金属物体１に沿って探査コイル２１，２２を地表面上で移動させ、連続的に埋設位置及び深度を測定することができ、線状埋設金属物体の埋設深度が変動している場合にも、その地点における埋設深度を確実に測定することができる。よって、掘削時に線状埋設金属物体を破損することがない。

本考案の埋設金属物体探査装置は、又、探査装置本体内の中央処理装置において、過去の信号Ｓ１′，Ｓ２′と現在の信号Ｓ１′，Ｓ２′とを比較し、信号受信強度のより大きな数値を一時記憶させて、探査装置本体の表示画面に信号受信強度の最大値を保持する機能を保有させている。

これによって、作業者は、探査装置本体の表示画面に表示される信号受信強度の最大値を確認しながら、探査コイル２１，２２を地表面上で移動させ、埋設位置を特定すればよいから、この点でも、探査作業に要する労力と時間を大幅に軽減できる。

尚、埋設金属管、埋設ケーブル等の線状埋設金属物体は、継手部材によって連結されているが、この継手部材は、電蝕を防止し、耐震構造にするため、電気的に絶縁している場合がある。
しかし、電気的に絶縁された継手部材であっても、交流電圧を印加した場合には、等価的にコンデンサとなるので、交流電流が流れることになる。

等価的にコンデンサと看做せる継手部材にはインピーダンスがあり、印加する交流電圧の周波数が高くなれば、継手部材のインピーダンスは小さく、交流電圧の周波数が低くなれば、継手部材のインピーダンスは大きくなる。
又、継手部材の種類によってインピーダンスは異なるので、印加する交流電圧の周波数と埋設金属物体探査装置により測定されたインピーダンスとによって、線状埋設金属物体に連結された継手部材の種類及び個数を推定することができる。

よって、埋設金属物体探査装置により線状埋設金属物体のインピーダンスを測定すると共に、表示画面にインピーダンスを数値又はグラフで表示するようにすれば、探査作業と同時に、埋設深度の変動地点で使用している継手部材について確認することもでき、極めて便利である。
尚、線状埋設金属物体のインピーダンスは、複数の四角形よりなるインジケーターを適宜点灯させて大小を表示してもよく、他のキャラクタによって表示してもよい。

本考案の埋設金属物体探査装置における探査コイルと埋設金属管との位置関係を模式的に示す説明図である。 従来の埋設金属物体探査装置における探査コイルと埋設金属管との位置関係を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 埋設金属管
２１ 探査コイル
２２ 探査コイル

Claims (4)

1. 線状埋設金属物体に交流信号を流すことによって発生した磁界を捕捉する複数の探査コイルと、捕捉した磁界を検出信号として出力する信号出力手段と、複数の出力信号を同時に演算処理して信号受信強度及び埋設深度を算出すると共に、表示画面に算出結果である信号受信強度及び埋設深度を同時に表示する探査装置本体と、から構成される線状埋設金属物体探査装置。
2. 前記探査装置本体の表示画面は、信号受信強度の最大値を保持する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の線状埋設金属物体探査装置。
3. 前記探査装置本体の表示画面は、信号受信強度及び埋設深度を数値及びグラフで表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の線状埋設金属物体探査装置。
4. 線状埋設金属物体のインピーダンスを測定すると共に、前記探査装置本体の表示画面にインピーダンスを数値又はグラフで表示できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の線状埋設金属物体探査装置。

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