JP3068866B2 - 埋設ケーブル位置測定方法 - Google Patents

埋設ケーブル位置測定方法

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JP3068866B2
JP3068866B2 JP1939991A JP1939991A JP3068866B2 JP 3068866 B2 JP3068866 B2 JP 3068866B2 JP 1939991 A JP1939991 A JP 1939991A JP 1939991 A JP1939991 A JP 1939991A JP 3068866 B2 JP3068866 B2 JP 3068866B2
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正雄 野坂
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、埋設されたケーブルや
金属管路(以下、単にケーブルと言う)に送信コイルか
ら間接的に所定周波数の信号電流を流し、該ケーブルか
ら発生する交番磁界を地表面で受信コイルにて検出する
ことによりケーブルの埋設位置を探索及び埋設深度を測
定する埋設ケーブル位置測定器及び測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の埋設ケーブル位置測定器では送信
器と受信器が分離しており、ケーブルを探索する際は、
まず送信器を探索しようとする埋設ケーブル直上の地上
位置に設置した後、送信器から離れた場所において受信
器によりケーブルからの磁界を探知して位置測定を行っ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最初、
送信器を置く位置は目的のケーブル位置が不明であるこ
とから、直上と思われる位置に仮に設置した後、受信器
による探索結果から送信器を適当な位置に移動させると
言う作業が行われていた。これは例えば送信器を仮設置
した後、受信器で最大感度となる点を探索し、そこえ送
信器を設置するか、或いは、受信器で最大感度となる点
を探索した後、送信器を移動し、更に受信感度が高くな
る所に設置する等の方法によるもので、他の埋設物を誤
って探索しないためには不可欠な作業であった。又、通
常のケーブル位置測定ではケーブルのルートを地上から
追跡していく場合が多く、測定者は送信器から離れざる
を得ないため送信器の見張り人として、或いは、測定途
中における送信出力の変更等に送信器のそばに人員が必
要であった。更に、目的のケーブルと並行する埋設物、
例えばガス管等金属管路の有無や位置も地面開削前に調
べておく必要のある場合が多く、それらを含めた探索を
迅速、正確に行うことは、条件が相当に整っていない限
り極めて難しいと言う欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の埋設ケー
ブルの位置測定方法は、それぞれの中心が同一高さに位
置するとともに間隔をあけて平行に配設され、且つ差動
接続された二つの送信コイルと、前記二つの送信コイル
の合成磁界がゼロとなる位置に中心が位置するとともに
前記二つの送信コイルと一体的に配設された受信コイル
とを、前記二つの送信コイルの各中心を結ぶ直線を回転
中心軸として所定角度回転させた場合に前記受信コイル
で受信された磁界に基づいて埋設ケーブルの埋設深度を
測定することである。
【0005】
【作用】請求項1記載の発明によれば、二つの送信コイ
ルと受信コイルとが一体的に配設されているため、一人
で埋設ケーブルの位置を容易に測定することができる。
また、受信コイルは、二つの送信コイルから発生する磁
界の直接的な影響を受けないため、埋設ケーブルに流れ
た電流に基づく磁界のみを受信することが可能であり、
埋設ケーブルの埋設深度を正確に測定することができ
る。
【0006】
【実施例】次に、本発明の一実施例の構成を図面によっ
て説明する。2組の送信コイル3a、3bは差動接続さ
れて発信回路5に接続され、受信コイル4は受信回路6
を介して演算回路7に接続され、演算回路7には演算結
果の数値等を表示する表示器8及び演算時に必要な特定
数値等を設定する入力部9が接続されている。この場合
において、送信コイル3a、3bは、図2に示すように
大地面2に対して垂直に距離dの間隔をあけて配置され
地中に埋設されているケーブル1と相対している。差動
接続されている送信コイル3a、3bに発信回路5の出
力が入力されると、送信コイル3a、3bは大きさが等
しく向きが逆の磁界を発生し、合成された磁界10によ
りケーブル1に誘導電流iが流れる。誘導電流iによっ
て生じた磁界11により受信コイル4に誘起した電圧は
受信回路6でノイズ信号等が適宜カットされた状態で選
択・増幅され演算回路7で数値化され表示器8で表示さ
れる。
【0007】次に、送信コイル3a、3bによってケー
ブル1地点に発生する磁界をケーブル1の直上位置から
両方の送信コイル3a、3bまでの距離が等しい場合に
ついて説明する。図3は一方の送信コイル3aによって
ケーブル1の地点に発生する磁界Hを示すものである。
送信コイル3aの両端に発生する磁極の大きさをそれぞ
れ+qm、−qm、送信コイル3aの長さをl、送信コ
イル3aの下面とケーブル1との垂直距離をh、送信コ
イル3aとケーブル1の水平距離をd/2とすると、磁
界Hは+qmによって発生する磁界H1 と−qmによっ
て発生する磁界H2 とが合成したものとなる。
【0008】
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】 図4は他方の送信コイル3bによってケーブル1の地点
に発生する磁界H’を示すものである。送信コイル3b
の両端に発生する磁極のそれぞれの大きさ+qm、−q
m、送信コイル3bの長さをl、送信コイル3bとケー
ブル1との垂直距離をh、送信コイル3bとケーブル1
の水平距離は送信コイル3aの場合と同じ値であり、こ
れによって発生する磁界H’は送信コイル3bの+qm
によって発生する磁界H1 ’と−qmによって発生する
磁界H2 ’とが合成したものとなる。
【0009】
【数6】
【数7】
【数8】
【数9】
【数10】
【数11】 ここでケーブル1の地点に発生する磁界H0 は磁界Hと
磁界H’を合成したものであり、ここで前記磁界H2 と
磁界H1 ’のy方向成分は互いに等しく向きが逆となる
ため打ち消される。同様にして前記磁界H1 及び磁界H
2 ’についてもy方向成分が打ち消されるため、磁界H
0 はX方向成分のみの磁界である。上記磁界H0 によ
り、ケーブル1には磁束Φが鎖交するためファラデーの
法則により
【0010】
【数12】 なる電圧eが誘起され、電流iが流れる。次に、送信コ
イル3a、3bの各磁極から等しい距離にあるA点に発
生する磁界について説明する。図5は一方の送信コイル
3aによってA点に発生する磁界Hを示すものである。
送信コイル3aの両端に発生する磁極の大きさをそれぞ
れ+qm、−qm、各磁極からA点までの距離をrとす
ると、磁界Hは+qmによって発生する磁界H1 と−q
mによって発生する磁界H2 とが合成したものとなる。
【0011】
【数13】
【数14】
【数15】 図6は他方の送信コイル3bによってA点に発生する磁
界H’を示すものである。送信コイル3bの両端に発生
する磁極のそれぞれの大きさ+qm、−qm、各磁極か
らA点までの距離rは送信コイル3aの場合と同じ値で
あり、これによって発生する磁界H’は送信コイル3b
の+qmによって発生する磁界H1 ’と−qmによって
発生する磁界H2 ’とが合成したものとなる。
【0012】
【数16】
【数17】
【数18】
【数19】 ここでケーブル1の地点に発生する磁界H0 は磁界Hと
磁界H’を合成したものであり、ここで前記磁界H1 と
磁界H2 のx方向成分及びz方向成分は互いに等しく向
きが逆となるため打ち消され、y方向成分のみとなる。
又、同じことが前記磁界H1'及び磁界H2'についても言
えるため、磁界H’はy方向成分のみとなる。更に磁界
HとH’は互いに大きさが等しく向きが逆となって打ち
消されるため、A点には送信コイル3a、3bによって
生じた磁界は存在しない。
【0013】このような点は送信コイル3a、3bの各
中心を含む水平面上の直線上に存在する。そこでコイル
軸が前記直線に直交し、大地に平行でかつコイルの中心
が前記直線上となるように受信コイル4が配置された場
合、差動接続された送信コイル3a、3bはケーブル1
に誘導電流を流すことができ、受信コイル4は送信コイ
ル3a、3bからの直接の磁界を受けることなく、ケー
ブル1からの磁界により検知してケーブル1位置を測定
することが可能である。これにより受信信号が最大とな
る地点を求めることによりケーブル1直上位置を見出す
ことができ、又、このように構成された埋設ケーブル位
置測定器では、送信コイル3a、3bと受信コイル4が
ケーブル1に対して同時に移動するためケーブル1に近
い位置では送信コイル3a、3bがケーブル1位置に発
生する磁界が強まり、その結果、ケーブル1に流れる誘
導電流が増えケーブル1から発生する磁界も強くなる。
又、その状態では受信コイル4もケーブル1に近ずいて
いるため受信信号も大きくなると言う、送受信相乗効果
で測定器の移動による受信信号の大小が強調されるた
め、位置検出が容易確実となる効果がある。
【0014】次に、この測定器を使用して、ケーブル1
の埋設深度を測定する方法について説明する。図8は側
面から見た図である。図3で示した各コイル間の位置関
係を変えずに両方の送信コイル3a、3bの中心を通る
直線を軸として送信コイル3a、3bと受信コイル4を
一体で図の時計方向に角度θだけ回転させたもので、こ
の状態で送信コイル3a、3bの下面からケーブル1ま
での垂直方向の距離をhとすると、各磁極がケーブル1
の位置に発生する磁界はそれぞれ
【0015】
【数20】
【数21】
【数22】
【数23】
【数24】
【数25】
【数26】
【数27】 これをケーブル断面方向からの図に示したのが図9であ
る。このときl Sinθとケーブル1の埋設深度hとの関
係が
【0016】
【数28】 とすると、ケーブル1の地点における磁界H0 は
【0017】
【数29】 となり、図2の場合と同様にX方向のみの磁界となる。
この磁界H0 に対応した誘導電流iがケーブル1に流
れ、受信コイル4には
【0018】
【数30】 なる電圧E1 が誘起する。次に図10に示すように図の
反時計方向に送信コイル3a、3bと受信コイル4を一
体で角度2θ回転させる。その結果、送信コイル3a、
3bの軸は大地に垂直な直線に対しθの角度を成す。こ
のときの断面図が図11であるが、ケーブル1の位置に
送信コイル3a、3bの各磁極が発生する磁界は図10
及び図11から明らかなように
【0019】
【数31】
【数32】
【数33】
【数34】 従って、その合成磁界H0 ’も
【0020】
【数35】 となる。磁界H0 ’によってケーブル1には誘導電流i
が流れ、それにより受信コイル4には
【0021】
【数36】 Kは比例定数なる電圧E2 が誘起する。先に測定したE
1 とこのE2 によりhは次のようにして求められる。
【0022】
【数37】 このhによってケーブル1までの埋設深度を算出するこ
とが可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明の埋設ケーブル位置測定器によれ
ば、従来分離されていた送信器と受信器とを一体化する
ことができることから、送受操作を一人の測定者で行う
ことができ、その結果、埋設ケーブルの位置測定を迅速
かつ正確に行うことができ、しかも、ケーブル誘導電流
を変化させることなく、ケーブルからの磁界を2水準で
測定することにより、埋設ケーブルの深度をも容易に測
定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の埋設ケーブル位置測定器の
構造を示すブロックダイアグラムを含む斜視図である。
【図2】本実施例の埋設ケーブル1と送信コイル3a、
3bと受信コイル4との関係を説明する断面図である。
【図3】本実施例の送信コイル3a、3bの各磁極がケ
ーブル1の位置に発生する磁界を説明する断面図であ
る。
【図4】本実施例の送信コイル3a、3bの各磁極がケ
ーブル1の位置に発生する磁界を説明する断面図であ
る。
【図5】本実施例の各送信コイル3a、3bの磁極から
等しい距離の位置に発生する磁界を説明する斜視図であ
る。
【図6】本実施例の各送信コイル3a、3bの磁極から
等しい距離の位置に発生する磁界を説明する斜視図であ
る。
【図7】本実施例の送信コイル3a、3bと受信コイル
4の位置関係を示す平面図である。
【図8】本実施例の深度測定時の埋設ケーブル1と送信
コイル3a、3bと受信コイル4との関係を説明する横
断面図である。
【図9】本実施例の深度測定時の送信コイル3a、3b
の各磁極がケーブル1の位置に発生する磁界を説明する
横断面図である。
【図10】本実施例の深度測定時の埋設ケーブル1と送
信コイル3a、3bと受信コイル4との関係を説明する
横断面図である。
【図11】本実施例の深度測定時の送信コイル3a、3
bの各磁極がケーブル1の位置に発生する磁界を説明す
る横断面図である。
【符号の説明】
1 ケーブル 2 大地面 3a 送信コイル 3b 送信コイル 4 受信コイル 5 発信回路 6 受信回路 7 演算回路 8 表示回路 9 入力部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれの中心が同一高さに位置すると
    ともに間隔をあけて平行に配設され、且つ差動接続され
    た二つの送信コイルと、前記二つの送信コイルの合成磁
    界がゼロとなる位置に中心が位置するとともに前記二つ
    の送信コイルと一体的に配設された受信コイルとを、前
    記二つの送信コイルの各中心を結ぶ直線を回転中心軸と
    して所定角度回転させた場合に前記受信コイルで受信さ
    れた磁界に基づいて埋設ケーブルの埋設深度を測定する
    埋設ケーブル位置測定方法。
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GB0013620D0 (en) 2000-06-06 2000-07-26 Howell Mark I A technique for finding the position and depth of any buried pipeline or cable accurately, even where it may be lying close to other long buried conductors
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