JPS629286A - 地下埋設物の探知方法及びその装置 - Google Patents
地下埋設物の探知方法及びその装置Info
- Publication number
- JPS629286A JPS629286A JP60147954A JP14795485A JPS629286A JP S629286 A JPS629286 A JP S629286A JP 60147954 A JP60147954 A JP 60147954A JP 14795485 A JP14795485 A JP 14795485A JP S629286 A JPS629286 A JP S629286A
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- Japan
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- magnetic field
- sensor
- depth
- underground
- pipe
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
・産業上の利用分野
本発明は地中に埋設された埋設物（金属管、ケーブル等
）に交流電流を流し、この電流により発生する磁場から
埋設物の位置、深度を探知する方法及びその装置に関す
るものである。
）に交流電流を流し、この電流により発生する磁場から
埋設物の位置、深度を探知する方法及びその装置に関す
るものである。
・従来技術とその問題点
地中に埋設された埋設物に交流電流を流し、この電流に
より発生する磁場から地中の埋設物の位置を探知する方
法として、特公昭５８−２２７１２号公報に記載のもの
が公知である。
より発生する磁場から地中の埋設物の位置を探知する方
法として、特公昭５８−２２７１２号公報に記載のもの
が公知である。
この公知例は、第１図（イ）、（ロ）に示すように素子
コイル０２を埋設管路Ｏ１から生ずる磁界φに対して平
行にセットして行なう方法であり、他の一つは第２図に
示すように素子コイル０３を埋設管路０１からの磁界φ
に対して直角にセットして行なう方法であるが、どの両
方とも埋設物０１を中心として、同心円状に発生する磁
場のＸ成分、或いはＺ成分のみで埋設物の位置を判断す
るものである。
コイル０２を埋設管路Ｏ１から生ずる磁界φに対して平
行にセットして行なう方法であり、他の一つは第２図に
示すように素子コイル０３を埋設管路０１からの磁界φ
に対して直角にセットして行なう方法であるが、どの両
方とも埋設物０１を中心として、同心円状に発生する磁
場のＸ成分、或いはＺ成分のみで埋設物の位置を判断す
るものである。
また、その深度を知る方法としては第３図に示すように
、埋設物に送信された時に実際に発生している磁場とは
無関係にいかなる場合でも埋設物を中心とした同心円の
磁界ができることを前提として、ビオ・サバールの法則
に基づく受信レベルできることを前提にしている。しか
し、地上から埋設物に至る土中には磁場が同心円になる
のを阻害する障害物もあり、土中の条件は千差万別であ
る。したがって、前記従来方法の場合、ある程度の誤差
は避けられない宿命にある。又、従来におけるこの種の
探知作業は、作業者がセンサを手に持ちながら移動する
ため、センサの傾斜による探知誤差も生じている。
、埋設物に送信された時に実際に発生している磁場とは
無関係にいかなる場合でも埋設物を中心とした同心円の
磁界ができることを前提として、ビオ・サバールの法則
に基づく受信レベルできることを前提にしている。しか
し、地上から埋設物に至る土中には磁場が同心円になる
のを阻害する障害物もあり、土中の条件は千差万別であ
る。したがって、前記従来方法の場合、ある程度の誤差
は避けられない宿命にある。又、従来におけるこの種の
探知作業は、作業者がセンサを手に持ちながら移動する
ため、センサの傾斜による探知誤差も生じている。
・本発明の目的
本発明は斯かる点に鑑みて提案されるもので、高精度に
より埋設物の位置及びこの深度の探査を行なうことので
きる方法とこの装置を提案するのが目的である。
より埋設物の位置及びこの深度の探査を行なうことので
きる方法とこの装置を提案するのが目的である。
φ本発明の構成
本発明は上記目的を達成する手段として、１、地下埋設
物に対して複数の周波数からなる交流電流を同時に送信
して地上から複数の磁場分布を検出し、この得られた複
数の磁場分布データと送信した複数の周波数から正しい
磁場を求めるデータ処理を行なうことにより地下埋設物
の位置とその深度を求める地下埋設物の探知方法及び、
２、地下埋設物に複数の周波数の交流電流を定電流で同
時に送信するとともに、埋設物の電気特性を演算処理に
より求める機能を備えたことを特゛徴とする送信器と、
埋設物に送信された電流により発生する磁場の三次元分
布を測定するための３軸磁気センサと、センサを駆動機
構により自動で水平移動させるとともにセンサの傾斜が
探知誤差になることを補正するための傾斜計、センサの
位置を測定するためのエンコーダを具備したことを特徴
とするセンサ移動機構と、センサ受信信号から磁場分布
を求め演算処理を行うデータ処理部を有し、埋設物の位
置深度を表示することを特徴とする受信器と、からなる
地下埋設物の探知装置を提案する。
物に対して複数の周波数からなる交流電流を同時に送信
して地上から複数の磁場分布を検出し、この得られた複
数の磁場分布データと送信した複数の周波数から正しい
磁場を求めるデータ処理を行なうことにより地下埋設物
の位置とその深度を求める地下埋設物の探知方法及び、
２、地下埋設物に複数の周波数の交流電流を定電流で同
時に送信するとともに、埋設物の電気特性を演算処理に
より求める機能を備えたことを特゛徴とする送信器と、
埋設物に送信された電流により発生する磁場の三次元分
布を測定するための３軸磁気センサと、センサを駆動機
構により自動で水平移動させるとともにセンサの傾斜が
探知誤差になることを補正するための傾斜計、センサの
位置を測定するためのエンコーダを具備したことを特徴
とするセンサ移動機構と、センサ受信信号から磁場分布
を求め演算処理を行うデータ処理部を有し、埋設物の位
置深度を表示することを特徴とする受信器と、からなる
地下埋設物の探知装置を提案する。
上記本発明は、送信器により埋設物に複数の周波数から
成る交流電流を送信し１発生する磁場分布をセンサ移動
機構により自動で検出し、その検出出力を電気回路によ
り測定データとなし、複数の送信周波数に対して得られ
た複数の磁場分布測定データを用いてデータ処理を行な
うことにより最適の磁場を推定して埋設位置を求めるも
のである。
成る交流電流を送信し１発生する磁場分布をセンサ移動
機構により自動で検出し、その検出出力を電気回路によ
り測定データとなし、複数の送信周波数に対して得られ
た複数の磁場分布測定データを用いてデータ処理を行な
うことにより最適の磁場を推定して埋設位置を求めるも
のである。
・実施例
第４図は本発明の実施例を示し、１は探知目的管、２は
送信器にして、この送信器２からは複数の周波数から成
る交流電流が同時に探知目的管１に対して送信される。
送信器にして、この送信器２からは複数の周波数から成
る交流電流が同時に探知目的管１に対して送信される。
なお、送信器２は探知目的管ｌの電気特性を演算処理に
より求めることができる。
より求めることができる。
３は地上に配置したセンサ移動機構にして、この内部に
は探知目的管に対する送信により発生した磁場の三次元
分布を測定するための３軸磁気センサ４と、センサ４を
ガイド６により水平方向に往復駆動する駆動機構（モー
タ）５と、センサ４の傾斜誤差を補正するための傾斜計
７と、センサ４の位置を測定するためのエンコーダ８が
主力装置として内蔵されている。
は探知目的管に対する送信により発生した磁場の三次元
分布を測定するための３軸磁気センサ４と、センサ４を
ガイド６により水平方向に往復駆動する駆動機構（モー
タ）５と、センサ４の傾斜誤差を補正するための傾斜計
７と、センサ４の位置を測定するためのエンコーダ８が
主力装置として内蔵されている。
９はセンサ４の受信信号から磁場分布を求めるための演
算処理を行なうデータ処理部１０と、この処理部から送
られた信号にもとすいて探知目的管１の位置と深度を表
示する表示部１１と、から成る受信器である。
算処理を行なうデータ処理部１０と、この処理部から送
られた信号にもとすいて探知目的管１の位置と深度を表
示する表示部１１と、から成る受信器である。
更に詳しく各部の構成とその作用を説明する。
送信器２の構成を第５図に示す。
第５図において、まず水晶発振器１２で高安定性の原振
動を得て、それを分周器１３で分周することにより送信
に必要な周波数 １１、を得る。それらを加えあわせ
てパワーアンプ１４で増幅し、探知目的管ｌに送信する
。他方、基準電圧１５と探知目的管ｌに直列に入れた抵
抗１６とを比較することにより、それらが等しくなるよ
うに加算器１７の入力電圧を電圧制御アンプ１８により
夫々調整し、探知目的管ｌに一定の交流電流が流れるよ
うにする。さらに、探知目的管ｌの各周波数での電気特
性を知るために入力電圧を整流器１９により整流後、Ａ
／Ｄ変換器２０によりＡ／Ｄ変換してＣＰＵで演算処理
をする。
動を得て、それを分周器１３で分周することにより送信
に必要な周波数 １１、を得る。それらを加えあわせ
てパワーアンプ１４で増幅し、探知目的管ｌに送信する
。他方、基準電圧１５と探知目的管ｌに直列に入れた抵
抗１６とを比較することにより、それらが等しくなるよ
うに加算器１７の入力電圧を電圧制御アンプ１８により
夫々調整し、探知目的管ｌに一定の交流電流が流れるよ
うにする。さらに、探知目的管ｌの各周波数での電気特
性を知るために入力電圧を整流器１９により整流後、Ａ
／Ｄ変換器２０によりＡ／Ｄ変換してＣＰＵで演算処理
をする。
次に探知目的管ｌに送信した時に発生する磁場分布デー
タを受信器９からの指示により自動で取得するセンサ移
動機構について第６図（側面図）により説明する０作業
者によりセンサ移動機構が設置された後、センサ初期位
置をフォトインタラプタ２１により検知後、駆動機構５
の回転運動が３軸磁気センサ４を引っ張るためのワイヤ
ー２２を巻きつけたプーリー２３の回転軸に伝えられて
３軸磁気センサ４はガイドレール２４に沿って自動掃引
されて３次元磁場分布が取得される。この時、センサ４
の傾斜は傾斜計７により測定され。
タを受信器９からの指示により自動で取得するセンサ移
動機構について第６図（側面図）により説明する０作業
者によりセンサ移動機構が設置された後、センサ初期位
置をフォトインタラプタ２１により検知後、駆動機構５
の回転運動が３軸磁気センサ４を引っ張るためのワイヤ
ー２２を巻きつけたプーリー２３の回転軸に伝えられて
３軸磁気センサ４はガイドレール２４に沿って自動掃引
されて３次元磁場分布が取得される。この時、センサ４
の傾斜は傾斜計７により測定され。
センサ４の位置はエンコーダ８により測定される。
さらに、受信器９の構成図を第７図により説明する。セ
ンサ４でｘ、ｙ、ｚ３次元の磁場分布が検知され、受信
器９に入力される。その後６チヤンネル分のデータをマ
ルチプレクサ２５で分配して各々バンドパスフィルタ２
６〜２９に通す、これを整流器３０で整流した後、別の
マルチプレクサ３１で周波数別に分配してＡ／Ｄ変換器
３２によりＡ／Ｄ変換する。位相情報はＢｘ （ｘ方向
の磁場）に対するＢｙ（ｙ方向の磁場）、Ｂｚ（ｚ方向
の磁場）の位相差を位相比較器３３により検出し、ヤル
チプレクサ３１．Ａ／Ｄ変換器３２を経てＡ／Ｄ変換さ
れる。又、エンコーダ８からのセンサ位置信号をわり込
みによりＣＰＵにとり入れる０以上の測定データからＣ
ＰＵが演算処理した結果をプリンタ、ディスプレイ（表
示部１１）に出力する。
ンサ４でｘ、ｙ、ｚ３次元の磁場分布が検知され、受信
器９に入力される。その後６チヤンネル分のデータをマ
ルチプレクサ２５で分配して各々バンドパスフィルタ２
６〜２９に通す、これを整流器３０で整流した後、別の
マルチプレクサ３１で周波数別に分配してＡ／Ｄ変換器
３２によりＡ／Ｄ変換する。位相情報はＢｘ （ｘ方向
の磁場）に対するＢｙ（ｙ方向の磁場）、Ｂｚ（ｚ方向
の磁場）の位相差を位相比較器３３により検出し、ヤル
チプレクサ３１．Ａ／Ｄ変換器３２を経てＡ／Ｄ変換さ
れる。又、エンコーダ８からのセンサ位置信号をわり込
みによりＣＰＵにとり入れる０以上の測定データからＣ
ＰＵが演算処理した結果をプリンタ、ディスプレイ（表
示部１１）に出力する。
第８図は埋設物の位置、深度を求めるための理論説明図
にして、地上の任意の位置に原点を持ち、磁場を考えよ
うとしている点Ａを（ａ、０１Ｃ）で表示する直交座標
系ｘ、ｙ、ｚを考える。
にして、地上の任意の位置に原点を持ち、磁場を考えよ
うとしている点Ａを（ａ、０１Ｃ）で表示する直交座標
系ｘ、ｙ、ｚを考える。
ここでＣ：＃！面から点Ａまでの距離
直線上にのびたパイプがＸ−Ｚ平面と交わる点をＢとす
る。パイプがｘ−ｙ平面となす角をφ、パイプのｘｙ平
面への斜影が２軸となす角をθとする。
る。パイプがｘ−ｙ平面となす角をφ、パイプのｘｙ平
面への斜影が２軸となす角をθとする。
この時、点Ｂは（ｂ、ｏ、−ｈ）
ここでｂ：位置 ｈ：深さ
以上の設定をもとにパイプに流れる電流Ｉのつくる磁場
を考える０点Ａからパイプにおろした垂線の足をＰとす
る。又、パイプ上に点Ｂから単位長さ離れた点Ｃをとる
。
を考える０点Ａからパイプにおろした垂線の足をＰとす
る。又、パイプ上に点Ｂから単位長さ離れた点Ｃをとる
。
すると、
ＡＢ＝ａ ＝ （ｂ−ａ、ｏ、−ｈ −ｃ ）ＡＣ＝ｂ
＝ （ｂ −ａ ＋ｃｏｓ φｓｉｎ θ、ｃｏｓ
φＣＯＩ θ、−ｈ −ｃ ＋ｓｉｎφ） これらを用いて磁場Ｂは 一？ ）４ｏＩ １ ａＸｐＢ＝−□
・□ ４π ｌｐｌ １ａｌｘｌ”ｉ；’１この式を各成分
について解くと。
＝ （ｂ −ａ ＋ｃｏｓ φｓｉｎ θ、ｃｏｓ
φＣＯＩ θ、−ｈ −ｃ ＋ｓｉｎφ） これらを用いて磁場Ｂは 一？ ）４ｏＩ １ ａＸｐＢ＝−□
・□ ４π ｌｐｌ １ａｌｘｌ”ｉ；’１この式を各成分
について解くと。
Ｂｘ ｈ＋ｃ ｈ＋ｃ
座標）を変えてＢｘ、Ｂｙ、Ｂｚを求めることによりり
、ｂ、θ、φが求まる。
、ｂ、θ、φが求まる。
第９〜１２図には送信周波数がＩＫＨｚ、８ＫＨｚ、１
ＯＫＨｚの時に得られる磁場分布特性図である。これら
の図から磁場分布は送信周波数により変化し、一定の傾
向があることがわかる。これらの磁場分布をデータ処理
した結果を第１３図に示す。これらの結果を探知目的管
の位置、深度を求める演算式に適用したのが表１である
。この表１によると、本発明による装置を用いることに
より、単一周波数だけの情報による従来方式の深度誤差
が１３．８％〜２．７％に対して、本方式では０゜６％
という高精度探知が可能となった。
ＯＫＨｚの時に得られる磁場分布特性図である。これら
の図から磁場分布は送信周波数により変化し、一定の傾
向があることがわかる。これらの磁場分布をデータ処理
した結果を第１３図に示す。これらの結果を探知目的管
の位置、深度を求める演算式に適用したのが表１である
。この表１によると、本発明による装置を用いることに
より、単一周波数だけの情報による従来方式の深度誤差
が１３．８％〜２．７％に対して、本方式では０゜６％
という高精度探知が可能となった。
以下余白
表１
但し、真価 位置＝ ０．９５層 深度−１，２Ｂ
醜・本発明の効果 本発明は以上のように、埋設物に対して複数の周波数か
ら成る交流電流を同時に送信し、この周波数ごとに発生
した磁場分布を検出し、この得られた複数の磁場分布デ
ータと送信した複数の周波数から正しい磁場を求めるデ
ータ処理（演算）を行なうことにより、地下埋設物の位
置とその深度を求めるようにしたので、真価に非常に接
近した誤差が僅か０．８％のデータを得ることができる
。
醜・本発明の効果 本発明は以上のように、埋設物に対して複数の周波数か
ら成る交流電流を同時に送信し、この周波数ごとに発生
した磁場分布を検出し、この得られた複数の磁場分布デ
ータと送信した複数の周波数から正しい磁場を求めるデ
ータ処理（演算）を行なうことにより、地下埋設物の位
置とその深度を求めるようにしたので、真価に非常に接
近した誤差が僅か０．８％のデータを得ることができる
。
又、センサは地上において駆動機構と傾斜計により水平
に移動させることができるように構成したので、センサ
の傾斜に基づく誤差の発生原因も排除される。
に移動させることができるように構成したので、センサ
の傾斜に基づく誤差の発生原因も排除される。
第１図、第２図は従来の位置探知方法の説明図、第３図
は従来の深度探知方法の説明図、第４図は本発明を実施
した装置とこの使用例の説明図、第５図は送信器の説明
図、第６図はセンサ駆動機構の説明図、第７図は受信器
の説明図、第８図は本発明の理論説明図、第９〜１２図
は位置及び深度を求めるための解析座標系の説明図、第
１３図はデータを処理した結果の座標説明図である。 ｌ・・・・・・探知目的管、 ２・旧・・送信器、
３・・・・・・センサ移動機構、４・・・・・・センサ
、５・・・・・・センサ駆動機構、７・・・・・・傾斜
計、８・・・・・・エンコーダ、 ９・旧・・受信
器、１０・・・データ処理部、 １１・・・表示部
。 特許出願人 東京瓦斯株式会社 Ｆ＋Ｊ （イ）・ （イ） 第９図 第１０図 第１１図 第１２図
は従来の深度探知方法の説明図、第４図は本発明を実施
した装置とこの使用例の説明図、第５図は送信器の説明
図、第６図はセンサ駆動機構の説明図、第７図は受信器
の説明図、第８図は本発明の理論説明図、第９〜１２図
は位置及び深度を求めるための解析座標系の説明図、第
１３図はデータを処理した結果の座標説明図である。 ｌ・・・・・・探知目的管、 ２・旧・・送信器、
３・・・・・・センサ移動機構、４・・・・・・センサ
、５・・・・・・センサ駆動機構、７・・・・・・傾斜
計、８・・・・・・エンコーダ、 ９・旧・・受信
器、１０・・・データ処理部、 １１・・・表示部
。 特許出願人 東京瓦斯株式会社 Ｆ＋Ｊ （イ）・ （イ） 第９図 第１０図 第１１図 第１２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、地下埋設物に対して複数の周波数からなる交流電流
を同時に送信して地上から複数の磁場分布を検出し、こ
の得られた複数の磁場分布データと送信した複数の周波
数から正しい磁場を求めるデータ処理を行なうことによ
り地下埋設物の位置とその深度を求める地下埋設物の探
知方法。 ２、地下埋設物に複数の周波数の交流電流を定電流で同
時に送信するとともに、埋設物の電気特性を演算処理に
より求める機能を備えたことを特徴とする送信器と、埋
設物に送信された電流により発生する磁場の三次元分布
を測定するための３軸磁気センサと、センサを駆動機構
により自動で水平移動させるとともにセンサの傾斜が探
知誤差になることを補正するための傾斜計、センサの位
置を測定するためのエンコーダを具備したことを特徴と
するセンサ移動機構と、センサ受信信号から磁場分布を
求め演算処理を行うデータ処理部を有し、埋設物の位置
深度を表示することを特徴とする受信器と、からなる地
下埋設物の探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147954A JPS629286A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 地下埋設物の探知方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60147954A JPS629286A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 地下埋設物の探知方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629286A true JPS629286A (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=15441836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60147954A Pending JPS629286A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 地下埋設物の探知方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS629286A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0221289A (ja) * | 1988-07-09 | 1990-01-24 | Tokyo Gas Co Ltd | 埋設管の検知方法 |
| JP2002055087A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Non-Destructive Inspection Co Ltd | 配管検査方法 |
| JP2016191627A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 大阪瓦斯株式会社 | 埋設金属の探知用の送信信号の設定方法及びこの設定方法を用いた探知装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564010A (en) * | 1979-06-22 | 1981-01-16 | Komatsu Ltd | Pipe detector |
| JPS5622509A (en) * | 1979-07-31 | 1981-03-03 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Calbe detecting system |
| JPS56140276A (en) * | 1980-04-02 | 1981-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measuring device of buried position of underground cable |
| JPS5940287A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-05 | Anritsu Corp | 金属検出装置 |
| JPS5960277A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Anritsu Corp | 金属検出装置 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP60147954A patent/JPS629286A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0555833B2 (ja) * | 1988-07-09 | 1993-08-18 | Tokyo Gas Co Ltd | |
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| JP2016191627A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 大阪瓦斯株式会社 | 埋設金属の探知用の送信信号の設定方法及びこの設定方法を用いた探知装置 |
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