KR102295246B1

KR102295246B1 - 매설금속의 탐지 방법 및 그 탐지 장치

Info

Publication number: KR102295246B1
Application number: KR1020167022561A
Authority: KR
Inventors: 마사루 아미사키; 켄시 쿠보타
Original assignee: 후지 테콤 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2021-08-27
Also published as: US9939546B2; JP2015175786A; CA2941016A1; AU2015232585A1; KR20160134654A; AU2015232585B2; CA2941016C; JP6359846B2; CN106104306A; WO2015141568A1; US20170082769A1; CN106104306B

Abstract

본 발명은 지중에 매설되어 있는 금속관이나 통신 케이블, 전력 케이블 등의 수평 방향 및 수직 방향의 특이점을 탐지할 수 있는 매설금속의 탐지 방법 및 그 탐지 장치를 제공할 것으로서, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서에 의해, 매설금속에 유기한 자장의 자계를 검출한다. 이들의 자계 성분을 동기 검파하고, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 구함과 함께 화상 처리하여 표시기에 출력한다. 이들의 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별한다.

Description

매설금속의 탐지 방법 및 그 탐지 장치{BURIED-METAL DETECTION METHOD, AND DETECTION DEVICE THEREFOR}

본 발명은, 지중이나 콘크리트 등에 매설되어 있는 금속관이나 케이블 등과 같이, 어느 정도의 길이를 가짐과 함께, 도전성을 갖는 금속을 탐지하기 위한 매설금속의 탐지 방법 및 그 탐지 장치에 관한 것으로, 특히, 지중에 매설되어 있는 금속관이나 통신 케이블 등의 수평 방향 및 수직 방향으로 굴곡하고 또는 분기되는 특이점을 탐지할 수 있는 매설금속 등의 탐지 방법 및 그 탐지 장치에 관한 것이다.

통상, 지중에는 수도관이나 가스관, 하수관 등의 많은 금속관, 또는 통신 케이블, 전력 케이블 등의 케이블이 다수 매설되어 있다(이하, 종래예 부분을 제외하고, 이들을 총칭하여, 단지, 매설금속이라고 기재한다). 이들의 매설금속은, 단순하게 수평 방향 및 수직 방향 모두 직선적으로 매설되어 있는 것이 아니고, 필요에 응하여 수평 방향으로, 또는, 수직 방향으로 굴곡되고, 또는 분기(分岐)되어, 서로 복잡하게 교차, 폭주(輻輳)한 상태로 매설되어 있다.

이와 같이, 지중에는 많은 매설금속이 있기 때문에, 타 기업의 공사에 의한 사고 방지 및 자사의 매설금속의 효율적인 유지 관리의 필요성 때문에, 비굴착으로, 지중의 매설금속의 바로위(眞上)의 위치나 그 매설 깊이를 탐지하기 위한 기술이 제안되어 있다. 일반적인 종래의 기술로서는, 지중 레이더와, 통칭, 파이프 로케이터라고 불리는 전자유도식 관로 탐지기가 있다.

지중 레이더의 탐지 원리는, 전파를 지중에 방사하고, 지중에 매설되어 있는 금속관으로부터의 반사파를 수신하여, 신호 처리, 영상화를 행함에 의해, 지중의 금속관의 탐지를 행하는 것이다. 전파는 물성이 변화하는 면에서 반사하기 때문에, 금속관, 비금속관, 공동(空洞) 등의 지중의 구조물도 이 방법으로 탐지할 수 있다.

한편, 비특허 문헌 1에 나타내는 전자유도식 관로 탐지기(상품명 : 파이프 로케이터)의 탐지 원리는, 도 6(a)∼(c)에 도시하는 바와 같이, 교류 전류를 지중(50)에 매설되어 있는 금속관(51)에 흘리면, 이 금속관(51)을 중심으로 하여 동심원형상의 자장(자계(H)로 한다)이 발생한다(도 6(b)). 이 자계(H)를 지상에 있는 수신기의 자기 센서(52a)로 검출함과 함께, 그 자계(H)를 산출하고, 또한, 유기전압을 산출한다. 이 유기전압이 최대가 되는 위치로부터, 금속관(51)의 위치를 탐지할 수 있다(도 6(c)). 또한, 이 유기전압으로부터 금속관(51)의 매설 깊이를 산출하고 있다. 따라서, 탐지되는 대상물은, 도전성을 갖는 금속관으로 한정된다.

이와 같이, 파이프 로케이터는, 금속관에 전류를 흘리기 위한 송신기와, 전류가 흐름에 의해 발생한 자장의 자계(H)를 검출하는 자기 센서를 구비한 수신기에 의해 구성되어 있다. 또한, 송신기로부터 금속관에 전류를 흘리는 방법으로서는, 직접법과 유도법의 2종류가 있다.

직접법은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 금속관(51)이 지상에 노출하고 있는 부분에 송신기(53)를 접속하고, 또는, 지중(50)에 매설되어 있는 금속관(51)에 리드 선(54)을 통하여 송신기(53)를 접속하고, 전류를 흘리는 방법이다. 또한, 금속관(51)으로부터 지중(50)에 흐르는 누설 전류는, 어스(55)를 통하여 송신기(53)에 귀환하도록 구성되어 있다.

또한, 유도법은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 지상에 설치한 송신기(53a)로부터 지중(50)을 향하여 전파를 방사하여 자장을 발생시키고, 지중(50)의 금속관(51)에 비접촉으로 전자유도에 의한 전류를 흘리는 방법으로, 발생한 유도전류에 의한 자계를, 지상에 있는 자기 센서(53a)를 구비한 수신기(53)로 수신하고, 그 자계 성분의 진폭으로부터 매설되어 있는 금속관의 위치 및 매설 심도 등을 탐지하고 있다.

일반적으로, 도 7에 도시하는 바와 같이, 직접법은, 탐지 대상의 금속관에만 전류를 흘리기 때문에, 발생하는 자장의 자계(H)의 값도 커지고, 유도법에 비하여 탐지 정밀도는 좋다. 그러나, 직접법은 송신기를 금속관에 직접 접속하여야 하기 때문에, 지상에 노출 부분이 없는 금속관에는 적용하기 어렵다.

한편, 도 9에 도시하는 바와 같이, 발명자 등은, 앞서 봉형상 매설금속 물체(61)에 교류 전류를 흘리고, 이에 의해 발생한 자장의 자계(H)의 변화를 탐사 코일(62)에 의해 검출하고, 봉형상 매설금속 물체(61)의 매설 위치 및 심도를 탐사하는 방법으로서, 적어도 2개의 매설 탐사 측정 방법을 채용하고, 그들에 의한 측정 결과에 의거하여 탐사 측정치를 보정 하도록 한 발명을 출원하였다(특허 문헌 1).

이하, 이에 관해 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 탐사 코일(62)로부터 수직 거리(y)의 위치에, 직선형상으로 충분히 긴 선형상 매설금속 물체(61)가 매설되어 있고, 이 선형상 매설금속 물체(61)에는, Isin(ωt)의 전류가 흐르고 있다고 한다. 그래서, 이 선형상 매설금속 물체(61)의 직상(直上) 부근에, 지표와 평행한 탐사 코일(62)을 배치한 경우, 탐사 코일(62)에 유기되는 기전력(E_h)은, 일반적으로, 하기 식(1)으로 표시된다.

E_h = k{(y)/(x²+y²)}Iωsin(ωt) …… (1)

여기서, x는 선형상 매설금속 물체(61)의 직상부터 탐사 코일(62)까지의 수평 거리, k는 탐사 코일(62)에 의해 정해지는 정수이다. 상기 식(1)으로부터, 기전력(E_h)은, 선형상 매설금속 물체(61)의 직상 위치에서 최대가 되고, 그 값은 선형상 매설금속 물체(61)를 흐르는 전류에 비례하고, 수직 심도(y)에 반비례한다.

그래서, 선형상 매설금속 물체(61)의 매설 심도(y)를 측정하는 방법으로서는, 탐사 코일(62)을, 선형상 매설금속 물체(61)의 직상 위치(x=0)로부터 수평 방향으로 이동시킨 경우, 탐사 코일(62)에 유기되는 기전력(E₀)은, 상기 식(1)에, x=0을 대입하면 좋고, 하기 식(2)으로 표시된다.

E₀ = k{(1/y)}Iωsin(ωt) …… (2)

뒤이어, 선형상 매설금속 물체(61)의 직상 위치(x=0)로부터 수평 방향(x방향)으로 거리(x)만큼 이동시켜, 탐사 코일(62)에 유기되는 기전력(E_y)이, 상기 식(2)으로 표시된 기전력(E₀)의 1/2이 되는 점을 구하면, 선형상 매설금속 물체(61)의 직상 위치(x=0)로부터의 수평 이동 거리(x)는, 매설 심도(y)와 동등하게 된다. 따라서, 탐사 코일(62)을 이동시킨 수평 이동 거리(x)를 측정함에 의해, 선형상 매설금속 물체(61)의 매설 심도(y)를 구할 수 있다.

또한, 선형상 매설금속 물체(61)의 매설 심도(y)를 측정하는 다른 방법으로서는, 이산적(離散的)으로 심도 측정 신호를 검출하고, 소정 시간 내에서의 최고치와 최저치를 제거한 후, 잔존하는 그 밖의 검출치를 평균하여, 구하는 심도 측정치로 하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2006-284386호 공보

비특허 문헌 1 : 일본 국내잡지 「배관·장치·플랜트 기술」, Vol. 31, No. 6, page. 4-6, 타이틀 「매설 탐사 기술의 현재의 상태」 나가시마신고 저

비특허 문헌 1에 기재된 것은, 매설된 금속관이 무한길이이며, 또한, 직선형상의 물체인 것을 전제로 하는 것이기 때문에, 매설된 금속관이 유한길이이고, 또한, 굴곡부분이나 분기부분이 존재하는 경우, 또한, 매설된 금속관과 다른 매설된 금속관 등이 지중에서 교차한 상태나 폭주한 상태인 경우에는, 다른 매설된 금속관에 의한 영향에 의해, 2차·3차 유도자장이 발생하고, 이것이 측정 오차의 원인이 되어, 목적으로 하는 매설된 금속관의 위치를 정확하게 측정할 수가 없다는 문제가 있다.

또한, 발명자 등이 출원한 특허 문헌 1에 기재된 선형상 매설금속 물체 탐사 방법은, 상기 비특허 문헌 1에 기재된 것과 마찬가지로, 매설금속 물체(61)가 무한길이이면서 직선형상의 물체인 것을 전제로 하는 것이지만, 측정 오차의 원인이 되는 매설금속 물체(61)가 유한길이이고, 또한, 굴곡부분이나 분기부분이 존재한 경우, 또한, 매설금속 물체(61)가 지중에서 교차한 상태나 폭주한 상태인 경우에도 2개의 매설 심도 측정 방법을 채용함에 의해, 다른 매설금속 물체에 의한 영향에 의한 유도자장의 발생을 억제하여, 측정 오차의 원인을 저감하고 있지만, 반드시는 충분하지가 않았다.

게다가, 매설금속 물체(61)에, 특이점인 굴곡부분이나 분기부분이 존재한 경우, 이들의 특이점에서는, 매설금속 물체(61)의 중심축이 변화하기 때문에, 자계(H) 방향도 변화하게 되고, 그들이 합성된 자계 성분의 진폭으로 판단하고 있기 때문에, 지표 방향(y방향)으로 상향한 상월((over-crossing) 상태인지, 또는 y방향으로 하향한 하월(under-crossing) 상태인지, 또는 분기부분이 있는지 등의 특이점을 판별할 수가 없다는 문제가 있다.

또한, 매설금속 물체(61)가 통신 케이블이나 전력 케이블 등의 경우에는, 이들의 케이블에 흐르고 있는 각종의 전류에 의한 자장이 발생하고, 이것이 측정 오차의 원인으로 되어 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 지중의 매설금속의 위치 및 특이점(굴곡부분이나 분기부분)을 탐지함과 함께, 그 특이점이, 수직 방향으로 상항하고 있는 상월 상태인지, 또는, 하향하고 있는 하월 상태인지, 또는 분기부분인지도 판별할 수 있는 매설금속의 탐지 방법 및 그 탐지 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

청구항 제1항에 관한 발명은, 송신기로부터 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 매설금속에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계를 수신기의 자기 센서로 검출함에 의해, 매설금속을 탐지하는 매설금속의 탐지 방법에 있어서, 수신기는, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서와, 자기 센서에 의해 각각 검출한 3축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 검파기와, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상의 신호 처리를 행하는 기능을 갖는 CPU와, 이 CPU로 신호 처리한 결과를 표시하는 표시기로 이루어지고, 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 각각 구하고,

각 진폭으로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 각 위상으로부터, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법이다.

청구항 제2항에 관한 발명은, 청구항 제1항에 기재된 발명에 있어서, 검파기는, 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 위상을 각각 구하도록 한 것이다.

청구항 제3항에 관한 발명은, 청구항 제1항∼청구항 제2항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, CPU는, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성함과 함께, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하고, 이들의 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별하도록 한 것이다.

청구항 제4항에 관한 발명은, 청구항 제1항∼청구항 제3항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며, 검파기는, 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 검파를 행하고, CPU는, 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상을 각각 구함과 함께, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 특이점의 심도를 구하고, 표시기는, 특이점의 심도를 표시하도록 한 것이다.

청구항 제5항에 관한 발명은, 송신기로부터 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 매설금속에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계를 수신기의 자기 센서로 검출함에 의해, 매설금속을 탐지하는 매설금속의 탐지 장치에 있어서, 수신기는, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서와, 자기 센서에 의해 각각 검출한 3축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 검파기와, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상의 신호 처리를 행하는 기능을 갖는 CPU와, 이 CPU로 신호 처리한 결과를 표시하는 표시기로 이루어지고, CPU의 신호 처리 기능은, 적어도 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 각각 구하는 기능과, 각 진폭으로부터, 특이점의 위치를 구하는 기능과, 각 위상으로부터, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별 가능하게 하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 장치이다.

청구항 제6항에 관한 발명은, 청구항 제5항에 기재된 발명에 있어서, 검파기는, 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 위상을 각각 구하는 기능을 갖도록 한 것이다.

청구항 제7항에 관한 발명은, 청구항 제5항∼청구항 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, CPU는, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성하는 기능과, 이들의 화상 데이터를 표시기에 출력하는 기능을 가지며, 이들의 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별 가능하게 하는 기능을 갖도록 한 것이다.

청구항 제8항에 관한 발명은, 청구항 제5항∼청구항 제7항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며, 검파기는, 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 기능을 가지며, CPU는, 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상을 각각 구하는 기능과, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 특이점의 심도를 구하는 기능을 가지며, 표시기는, 특이점의 심도를 표시하는 기능을 갖도록 한 것이다.

청구항 제1항 및 청구항 제5항에 관한 발명은, 상기한 바와 같이 구성하였기 때문에, 특이점의 위치를 특정할 수 있음과 함께, 이 특이점이 상월 상태인지, 또는, 하월 상태인지, 또는, 분기된 상태인지를 판별할 수 있다.

청구항 제2항 및 청구항 제6항에 관한 발명은, 청구항 제1항 또는 청구항 제5항에 기재된 발명에 있어서, 상기한 바와 같이 구성하였기 때문에, 청구항 제1항 및 청구항 제5항에 기재된 발명과 같은 효과를 얻을 수 있다.

청구항 제3항 및 청구항 제7항에 관한 발명은, 청구항 제1항∼청구항 제2항 중 어느 한 항 또는 청구항 제5항∼청구항 제6항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기한 바와 같이 구성하였기 때문에, 청구항 제1항∼청구항 제2항 및 청구항 제5항∼청구항 제6항에 기재된 발명과 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 특이점의 위치나, 특이점이 상월 상태인지, 또는, 하월 상태인지, 또는, 분기된 상태인지를 일목요연하게 표시할 수 있기 때문에, 특이점의 위치의 특정이나 판별이 더욱 용이해진다.

청구항 제4항 및 청구항 제8항에 관한 발명은, 청구항 제1항∼청구항 제3항 중 어느 한 항 또는 청구항 제5항∼청구항 제7항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기한 바와 같이 구성하였기 때문에, 청구항 제1항∼청구항 제3항 및 청구항 제5항∼청구항 제7항에 기재된 발명과 같은 효과가 있다. 또한, 특이점의 심도를 측정 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)의 수신기(2)의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 상월 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면으로, (a)는 X축방향의 자계 성분의 분포, (b)는 Y축방향의 자계 성분의 분포, (c)는 Z축방향의 자계 성분의 분포를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 하월 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면으로, (a)는 X축방향의 자계 성분의 분포, (b)는 Y축방향의 자계 성분의 분포, (c)는 Z축방향의 자계 성분의 분포를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 분기된 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면으로, (a)는 X축방향의 자계 성분의 분포, (b)는 Y축방향의 자계 성분의 분포, (c)는 Z축방향의 자계 성분의 분포를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, (a)∼(c)는, X, Y, Z축 성분의 각 위상에 관해, 각각 그래프화한 것으로, (a)는 상월 상태이고, Y=0.58인 경우, (b)는 하월 상태이고, Y=0.8인 경우, (c)는 분기된 상태의 위상의 변화를 도시하는 도면.
도 6은 종래예를 도시하는 것으로, 전자유도식 관로 탐지기(파이프 로케이터)의 탐지 원리를 도시하는 모식도.
도 7은 종래예를 도시하는 것으로, 전자유도식 관로 탐지기(파이프 로케이터)의 직접법에 의한 전류의 송신 방법을 도시하는 모식도.
도 8은 종래예를 도시하는 것으로, 전자유도식 관로 탐지기(파이프 로케이터)의 유도법에 의한 전류의 송신 방법을 도시하는 모식도.
도 9는 종래예를 도시하는 것으로, 앞서 발명자가 출원한 매설금속 물체 탐사 장치의 모식도이다.

송신기로부터 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 매설금속에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계를 수신기의 자기 센서로 검출함에 의해, 매설금속을 탐지하는 매설금속의 탐지 방법에 있어서, 수신기는, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서와, 자기 센서에 의해 각각 검출한 3축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 검파기와, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상의 신호 처리를 행하는 기능을 갖는 CPU와, 이 CPU로 신호 처리한 결과를 표시하는 표시기로 이루어지고, 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 위상을 각각 구하고, 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성함과 함께, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하고, 이들의 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법.

실시예 1

본 발명의 실시예를, 도 1∼도 4에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1∼도 4는, 본 발명의 실시예를 도시하는 것으로, 도 1은, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)의 수신기(2)의 블록도이다. 도 2는, 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 상월 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면, 도 3은, 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 하월 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면이고, 도 4는, 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 매설관로가 분기된 상태인 부분을 측정한 때의 자계 분포를 도시하는 도면이다. 이 도 2∼도 4에서, 각각 (a)는 X축방향의 자계 성분(이하, X축 성분이라고 기재한다.)의 자계 분포, (b)는 Y축방향의 자계 성분(이하, Y축 성분이라고 기재한다.)의 자계 분포, (c)는 Z축방향의 자계 성분(이하, Z축 성분이라고 기재한다.)의 자계 분포를 도시하는 도면이다. 도 5(a)∼(c)는, X, Y, Z축 성분의 각 위상에 관해, 각각 그래프화한 것으로, (a)는 상월 상태이고, Y=0.58인 경우, (b)는 하월 상태이고, Y=0.8인 경우, (c)는 분기된 상태이고, Y=0인 경우의 위상의 변화를 도시하는 도면이다.

도 1에서, 매설금속의 탐지 장치(1)는, 지중에 매설된 수도관이나 가스관, 하수관, 통신 케이블, 전력 케이블 등의 금속제의 매설관로(이하, 매설금속이라고 기재한다.)에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기(도시 생략)와, 이 송신기에 의해 매설금속에 유도되는 자장의 자계를 검출하여 특이점의 검출을 행하는 수신기(2)로 구성되어 있다.

이 수신기(2)는, 자기 센서(3)(3a, 3b, 3c, 3d)와, I/V 변환기(4)(4a, 4b, 4c, 4d)와, 제1의 증폭기(5)(5a, 5b, 5c, 5d)와, 밴드패스 필터(6)(6a, 6b, 6c, 6d)와, 제2의 증폭기(7)(7a, 7b, 7c, 7d)와, 광수신기(11)와, 필터(12)와, 위상 조정기(13)와, 방형파(方形波) 변환기(14)와, 검파기(21)(21a, 21b, 21c, 21d)와, 로우패스 필터(22)(22a, 22b, 22c, 22d)와, 직류 증폭기(23)(23a, 23b, 23c, 23d)와, A/D 변환기(24)(24a, 24b, 24c, 24d)와, CPU(31)와, 표시기(32)와, 스위치(33)로 구성되어 있다.

자기 센서(3)(3a, 3b, 3c, 3d)는, 코일이고, 이 코일에 발생하는 유도 기전력을 코일에 흐르는 전류로서 검출한다. 또한, 자기 센서(3)는, 매설금속에 유도되는 자장의 자계를 3차원적으로 파악함에 의해 특이점의 검출을 용이하게 하기 위해, X축 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 코일을 설치한 자기 센서(3a)와, 마찬가지로 Y축 성분 검출용의 자기 센서(3b), Z축 성분 검출용의 자기 센서(3c)로 구성되어 있다. 또한, 이 실시예에서는, 특이점의 심도를 측정하기 위해, 자기 센서(3a)의 코일로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 코일을 설치한 제2의 X축 성분 검출용의 자기 센서(3d)를 마련하고 있다. 이것은, 매설금속의 심도를 측정하기 위해서는, 일정 거리 떨어진 2점에서 X축의 진폭을 측정할 필요가 있기 때문이다. 여기서, X축이란, 매설금속과 직교 방향, 즉, 매설금속에 전류를 흘린 방향과 직교하는 방향이고, 또한, 지표와 평행한 방향을 말하고, Y축이란, 매설금속과 평행 방향, 즉, 매설금속에 전류를 흘리는 방향이며, 또한, 지표와 평행한 방향을 말하고, Z축은, 지표와 수직한 방향을 말한다.

또한, 검파기(21)는, 이 실시예에서는, 아날로그 스위치이다. 또한, 수신기(2)에서의 자기 센서(3)로부터 A/D 변환기(24)까지의 각 축(X축, Y축, Z축)의 수신 회로는, 후술하는 동기 검파를 행하기 위해, 그 진폭 특성, 주파수 특성 및 위상 특성이 동등하게 되도록 구성되어 있다.

다음에, 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여 특이점을 탐색할 때의 작용 동작에 관해, 상세히 설명한다.

우선, 도 1에서, 송신기로부터의 송신 신호에 의해 매설금속에 교류 전류를 흘린다. 이 때, 매설금속의 일부가 지면에 노출하여 있는 경우에는, 직접법에 의해, 즉, 이 노출한 부분에 송신기의 출력을 직접 접속하여 교류 전류를 흘리도록 하여도 좋다. 또한, 매설금속이 지면에 전혀 노출하고 있지 않은 경우에는, 유도법에 의해, 즉, 지상에 설치한 송신기로부터 교류 자계를 발생시켜, 지중의 매설금속에 대해, 전자유도에 의해 비접촉으로 교류 전류를 흘리도록 하여도 좋다. 또한, 이 실시예에서는, 유도법에 의해 매설금속에 교류 전류를 흘리는 경우에 관해 설명하고 있다.

수신기(2)는, 매설금속에 흐르고 있는 교류 전류에 의해 발생한 자계를, 자기 센서(3)(3a, 3b, 3c, 3d)에 의해, 각 축의 자계 성분마다 검출함과 함께, 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를, 참조 신호로서 입력하여, 동기 검파를 행한다. 이 동기 검파에 의해, 수신기(2)의 CPU(32)는, 매설금속으로부터 발생한 각 축의 자계 성분의 진폭이나 위상을 구함과 함께, 이와 같이 하여 구한 각 축의 자계 성분의 진폭이나 위상으로부터, 그 자계 분포나 매설금속의 심도를 구하여 표시기(33)에 출력된다. 이 표시기(33)에 출력된 매설금속으로부터 발생한 각 축의 자계 성분의 자계 분포나 매설금속의 심도를 기초로, 특이점의 탐색을 행한다.

여기서, 매설금속으로부터 발생한 자계의 X축 성분을 예로 들어 상세히 설명한다. 송신기로부터의 송신 신호에 의해 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 이 교류 전류에 의해 매설금속에 유도되는 자장의 자계는, X축방향으로 설치한 자기 센서(3a)의 코일에 유도 기전력을 유기한다. 이 유도 기전력에 의해, 자기 센서(3a)의 코일에 흐르는 전류는, I/V 변환기(4a)에서 전압으로 변환되고, 제1의 증폭기(5a)에서 증폭된 후, 밴드패스 필터(6a)에서 불필요한 주파수 성분이 제거되고, 제2의 증폭기(7a)에서 재차 증폭된다.

한편, 송신기로부터의 송신 신호는, 이 실시예에서는 광케이블(도시 생략)을 통하여, 광수신기(11)에 참조 신호로서 입력된다. 이 참조 신호는, 필터(12)에 의해 잡음 성분이 제거되고, 위상 조정기(13)에 의해 위상 조정이 행하여지고, 방형파 변환기(14)에 의해 방형파로 변환된다. 위상 조정을 행하는 것은, 동기 검파에서는 입력 신호와 참조 신호의 위상을 맞추어 둘 필요가 있기 때문이고, 유도법과 직접법에서는 매설금속에 흐르는 전류의 위상이 90°다르고, 또한, 매설금속의 임피던스에 의해 위상이 변화하기 때문이다.

제2의 증폭기(7a)에서 증폭된 X축 성분의 신호는, 검파기(21a)의 아날로그 스위치를 방형파 변환기(14)에서의 방형파로 변환된 참조 신호에 의해 전환함으로써 검파되고, 로우패스 필터(22a)에서 고조파 성분을 제거하여 신호가 추출된다. 이 추출된 X축 성분의 신호는, 직류 증폭기(23a)에서 증폭된 후, A/D 변환기(24a)에서 디지털 신호로 변환되어, CPU(31)에 받아들여진다. CPU(31)는, X축 성분의 신호의 신호 처리를 행하여, X축 성분의 진폭이나 위상이 구하여진다. 이와 같이 하여 구하여진 X축 성분의 진폭이나 위상으로부터 X축 성분의 자계 분포가 구하여져서 표시기(32)에 출력된다.

Y축 성분에 대해서도, X축 성분과 마찬가지로, 송신기로부터의 송신 신호에 의해 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 이 교류 전류에 의해 매설금속에 유도되는 자장의 자계는, Y축방향으로 설치한 자기 센서(3b)의 코일에 유도 기전력을 유기한다. 이 유도 기전력에 의해, 자기 센서(3b)의 코일에 흐르는 전류는, I/V 변환기(4b)에서 전압으로 변환되고, 제1의 증폭기(5b)에서 증폭된 후, 밴드패스 필터(6b)에서 불필요한 주파수 성분이 제거되고, 제2의 증폭기(7b)에서 재차 증폭된다. 이 Y축 성분의 신호는, 방형파 변환기(14)에 의해 방형파로 변환된 참조 신호에 의해, 검파기(21b)에서 검파되고, 뒤이어, 로우패스 필터(22b)에서 고조파 성분이 제거되어, 신호가 추출된다. 이 추출된 Y축 성분의 신호는, 직류 증폭기(23b)에서 증폭된 후, A/D 변환기(24b)에서 디지털 신호로 변환되어, CPU(31)에 받아들여진다. CPU(31)는, Y축 성분의 신호의 신호 처리를 행하여, Y축 성분의 진폭이나 위상이 구하여진다. 이와 같이 하여 구하여진 Y축 성분의 진폭이나 위상으로부터 Y축 성분의 자계 분포가 구하여지고, 표시기(32)에 출력된다.

Z축 성분에 대해서도 마찬가지로, 매설금속에 유도되는 자장의 자계는, Z축방향으로 설치한 자기 센서(3c)의 코일에 유도 기전력을 유기한다. 이 유도 기전력에 의해, 자기 센서(3c)의 코일에 흐르는 전류는, I/V 변환기(4c)에서 전압으로 변환되고, 제1의 증폭기(5c)에서 증폭된 후, 밴드패스 필터(6c)에서 불필요한 주파수 성분이 제거되고, 제2의 증폭기(7c)에서 재차 증폭된다. 이 Z축 성분의 신호는, 방형파로 변환된 참조 신호에 의해, 검파기(21c)에서 검파되고, 로우패스 필터(22c)에서 고조파 성분이 제거되어, 신호가 추출된다. 이 추출된 Z축 성분의 신호는, 직류 증폭기(23c)에서 증폭된 후, A/D 변환기(24c)에서

디지털 신호로 변환되어, CPU(31)에 받아들여진다. CPU(31)는, Z축 성분의 신호의 신호 처리를 행하여, Z축 성분의 진폭이나 위상이 구하여지고, 이와 같이 하여 구하여진 Z축 성분의 진폭이나 위상으로부터 Z축 성분의 자계 분포가 구하여져서 표시기(32)에 출력된다.

제2의 X축 성분에 대해서도 거의 마찬가지로, 매설금속에 유도되는 자장의 자계는, 자기 센서(3a)의 코일로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계를 검출 가능하게 하는 방향으로 코일을 설치한 제2의 X축 성분 검출용의 자기 센서(3d)의 코일에 유도 기전력을 유기한다. 이 유도 기전력에 의해, 자기 센서(3d)의 코일에 흐르는 전류는, I/V 변환기(4d)에서 전압으로 변환되고, 제1의 증폭기(5d)에서 증폭된 후, 밴드패스 필터(6d)에서 불필요한 주파수 성분이 제거되고, 제2의 증폭기(7d)에서 재차 증폭된다. 이 제2의 X축 성분의 신호는, 방형파로 변환된 참조 신호에 의해, 검파기(21d)에서 검파되고, 로우패스 필터(22d)에서 고조파 성분이 제거되어, 신호가 추출된다. 이 추출된 제2의 X축방향의 성분의 신호는, 직류 증폭기(23d)에서 증폭된 후, A/D 변환기(24d)에서 디지털 신호로 변화되고, CPU(31)에 받아들여진다. CPU(31)는, 제2의 X축 성분의 신호와 X축 성분의 신호의 신호 처리를 행하여, 특이점의 심도가 구하여지고, 표시기(32)에 출력된다.

또한, 본 실시예에서는, 참조 신호를 광케이블에 의해 전송하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 무선으로 전송하도록 하여도 좋다. 또한, 이 실시예에서는, 동기 검파는, 검파기(21)의 아날로그 스위치를 방형파의 참조 신호로 전환함으로써 실현하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. 검파기(21)를, 아날로그 스위치가 아니라 아날로그 승산기로 하고, 또한, 방형파 변환기(14)의 구성을 줄이고, 정현파의 참조 신호를 검파기(21)의 승산기에서 적산하도록 하여도 좋다.

또한, 본 실시예에서는, 심도를 측정하기 위해, 일정 거리 떨어진 2점에서 X축의 진폭을 측정할 필요가 있기 때문에, 수신기(2)에서의 자기 센서(3)로부터 A/D 변환기(24)까지의 계통을, X축방향에 관해서는 2계통으로 하고, 또한 Y축방향, Z축방향의 계통을 가하여, 4계통으로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다. X축방향, Y축방향, Z축방향에 관해 각각 1계통씩의 3계통으로서 구성하여도 좋다.

다음에, 발명자 등은 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치(1)를 이용하여, 특이점을 탐지하기 위한 실험을 행하였다. 매설관로의 형상은, (1) 상월 상태, (2) 하월 상태, (3) 분기된 상태인 경우에 관해 실험을 행하였다.

우선, 실험을 행한 매설금속의 형상에 관해 설명한다. 매설금속은 충분히 긴 직선형상으로 형성된 매설관로로서 지표로부터 1[m]의 깊이에 매설되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이 매설관로를 예로 들어 기재한다.

(1) 상월(over-crossing) 상태

매설관로의 중앙 부분이 특이점이 되도록 형성한다. 또한, 특이점인 상월 상태인 부분은, 매설관로로부터 0.5[m] 위로 세워져 있고, 깊이가 0.5[m], 길이가 1[m]가 되도록 형성되어 있다. 매설관로에서의 특이점 이외의 부분의 길이는, 좌우 각각 1,000,000[m]로 하였다. 또한, 특이점 이외의 부분의 길이를 이 값으로 하는 것은, 계산상 무한길이로 하기 때문이다. 하기 (2) 하월 상태 및 (3) 분기된 상태인 경우도 마찬가지이다.

(2) 하월(under-crossing) 상태

상기 (1) 상월 상태인 경우와 마찬가지로, 매설관로의 중앙 부분이 특이점이 되도록 형성한다. 또한, 특이점인 하월 상태인 부분은, 매설관로로부터 0.5[m] 밑으로 세워져 있고, 깊이가 1.5[m], 길이가 1[m]가 되도록 형성되어 있다. 매설관로에서의 특이점 이외의 부분의 길이는, 좌우 각각 1,000,000[m]로 되어 있다.

(3) 분기된(branched) 상태

상기 (1) 상월 상태나 (2) 하월 상태인 경우와 마찬가지로, 매설관로의 중앙 부분이 특이점이 되도록 형성한다. 또한, 특이점인 분기된 상태는, 매설관로와 같은 깊이로 분기되어 있고, 길이가 10[m]가 되도록 형성되어 있다. 매설관로에서의 특이점 이외의 부분의 길이는, 좌우 각각 1,000[m]로 되어 있다.

다음에, 도 2∼도 5를 이용하여 실험 결과에 관해 설명한다. 발명자 등은, 상기 (1)∼(3)과 같은 특이점을 갖는 매설관로에 대해, 본 발명에 의한 매설금속의 탐지 장치를 이용하여 실험을 행하고, 특이점의 탐지를 행하였다. 도 2∼도 4는, 그 때의 실험 결과인 각 축의 자계 성분의 자계 분포를 도시하고 있다. 또한, 도 5(a)∼(c)는, 각 축의 자계 성분의 각 위상에 관해, 각각 그래프화한 것으로, (a)는 상월 상태, (b)는 하월 상태, (c)는 분기된 상태의 위상의 변화를 도시하고 있다.

(1) 상월 상태

도 2에서, 종축 및 횡축은, 매설관로의 중앙, 즉, 특이점인 상월 상태인 부분의 중심부터의 거리를 나타내고, 종축은 X축방향[m], 횡축은 Y축방향[m]의 거리이다. 또한, 도 2에서, (a)는 X축 성분의 자계 분포, (b)는 Y축 성분의 자계 분포, (c)는 Z축 성분의 자계 분포이다.

도 2(a)∼(c)의 어느 도면에서도, 특이점인 상월 상태인 부분의 중심의 위치가 어느 정도 판별 가능하지만, 특히, 도 2(b)의 Y축 성분의 자계 분포에서의 자계 패턴이 매우 특징적이고, 특이점의 중심의 위치가 일목요연하게 표시되어 있고, Y축 성분이 피크가 되는 좌표의 위치는, X=±0.42, Y=±0.58이 된다. 또한, 피크의 레벨은, 매설관로 직상의 X축과 비교하면, 상월 상태에서는, 0.14 정도가 되고, 후술하는 하월 상태에서는, 0.035 정도이다.

또한, 도 2(a)로부터, 자계가 강하게 되어 있는 부분의 길이가, 중심부터 약 ±0.5[m], 즉, 약 1[m]로 되어 있음을 알 수 있기 때문에, 상월 상태인 부분의 길이가 대략 추정 가능하다.

(2) 하월 상태

상월 상태와 거의 마찬가지로, 도 3에서, 종축 및 횡축은, 매설관로의 중앙, 즉, 특이점인 하월 상태인 부분의 중심부터의 거리를 나타내고, 종축은 X축방향[m], 횡축은 Y축방향[m]의 거리이다. 또한, 도 3에서, (a)는 X축 성분의 자계 분포, (b)는 Y축 성분의 자계 분포, (c)는 Z축 성분의 자계 분포이다.

도 3(a)∼(c)의 어느 도면에서도, 특이점인 하월 상태인 부분의 중심의 위치가 어느 정도 판별 가능하지만, 특히, 도 2(b)의 Y축 성분의 자계 분포에서의 자계 패턴이 매우 특징적이고, 특이점의 중심의 위치가 일목요연하게 표시되어 있고, Y축 성분이 피크가 되는 좌표의 위치는, X=±0.71, Y=±0.80이 된다.

또한, 도 3(a)로부터, 자계가 약하게 되어 있는 부분의 길이가, 중심부터 약 ±0.5[m], 즉, 약 1[m]임을 알 수 있기 때문에, 하월 상태인 부분의 길이는 대략 추정 가능하다.

여기서, (1) 상월 상태와 (2) 하월 상태의 결과인 도 2 및 도 3을 비교하면 흥미 깊은 점이 있다. 각각의 도면의 (a) X축 성분의 자계 분포를 비교하면, 상월 상태인 경우는, 특이점의 주위는 자계가 강하게 되어 있음에 대해, 하월 상태인 경우는, 반대에 약하게 되어 있다. 이와 같은 사상(事象)으로부터, X축 성분의 자계 분포에 의해, 특이점이 상월 상태인지 하월 상태인지를 어느 정도 판별 가능하다. 또한, 흥미 깊은 점은, Y축 성분의 자계 분포이다. 각각의 도면의 (b) Y축 성분의 자계 분포를 비교하면, 자계 분포에서의 자계의 패턴은 매우 비슷하지만, 상월 상태와 하월 상태에서는 역위상으로 되어 있는 점이다. 따라서, Y축 성분의 자계 분포에서, X축을 기준으로 Y축의 위상을 조사함으로써, 특이점이 상월 상태인지 하월 상태인지를 판별 가능하다.

(3) 분기된 상태

상월 상태나 하월 상태와 거의 마찬가지로, 도 4에 도시하는 바와 같이, 종축 및 횡축은, 매설관로의 중앙, 즉, 특이점인 분기된 상태의 중심부터의 거리를 나타내고, 종축은 X축방향[m], 횡축은 Y축방향[m]의 거리이다. 또한, 도 4에서, (a)는 X축 성분의 자계 분포, (b)는 Y축 성분의 자계 분포, (c)는 Z축 성분의 자계 분포이다.

도 4(a)∼(c)의 어느 도면에서도, 특이점인 분기된 상태의 중심의 위치나, 분기된 상태의 매설관로 방향이 어느 정도 판별 가능하지만, 특히, 도 2(b)의 Y축 성분의 자계 분포에서의 자계 패턴이 매우 특징적이고, 특이점의 중심의 위치나 분기된 상태의 매설관로 방향이 일목요연하게 표시되어 있다. 또한, 도 5(c)에서, 자계의 Y축 성분은, 매설관로의 좌우에서는 변화하지 않는다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 지중에 매설되어 있는 수도관이나 가스관, 하수관 등의 대부분의 금속관, 또는 통신 케이블, 전력 케이블 등의 매설금속을 탐지할 수 있을 뿐만 아니라, 건물의 철근·철골의 탐지 등, 또한, 지중에 오랜 기간 매설되어 있는 폭탄 등의 탐지에도 폭넓게 이용 가능하다.

1 : 매설금속의 탐지 장치
2 : 수신기
3(3a, 3b, 3c, 3d) : 자기 센서
21(21a, 21b, 21c, 21d) : 검파기
31 : CPU
32 : 표시기

Claims

송신기로부터 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 상기 매설금속에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계를 수신기의 자기 센서로 검출함에 의해, 상기 매설금속을 탐지하는 매설금속의 탐지 방법에 있어서,
상기 수신기는, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서와, 상기 자기 센서에 의해 각각 검출한 상기 3축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 검파기와, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상의 신호 처리를 행하는 기능을 갖는 CPU와, 이 CPU로 신호 처리한 결과를 표시하는 표시기로 이루어지고,
상기 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 각각 구하고,
각 진폭으로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께,
각 위상으로부터, 상기 특이점이, 상월(over-crossing) 상태인지 하월(under-crossing) 상태인지 분기된(branched) 상태인지를 판별하고,
상기 검파기는, 상기 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 상기 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 위상을 각각 구하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 CPU는, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성함과 함께, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하고,
이들의 상기 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 상기 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며,
상기 검파기는, 상기 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 검파를 행하고,
상기 CPU는, 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상을 각각 구함과 함께, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 상기 특이점의 심도를 구하고,
상기 표시기는, 상기 특이점의 심도를 표시하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며,
상기 검파기는, 상기 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 상기 자계로부터 XYZ축의 3축방향 및 상기 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 각 위상을 각각 구하며,
상기 CPU는, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 상기 특이점의 심도를 구하고,
상기 CPU는, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성함과 함께, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하고,
상기 표시기는, 상기 특이점의 심도 및 상기 화상 데이터를 표시하고,
이들의 상기 화상 데이터로부터 특이점의 위치를 구함과 함께, 상기 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 방법.
송신기로부터 매설금속에 교류 전류를 흘리고, 상기 매설금속에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계를 수신기의 자기 센서로 검출함에 의해, 상기 매설금속을 탐지하는 매설금속의 탐지 장치에 있어서,
상기 수신기는, XYZ축의 3축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 각각 설치한 복수의 자기 센서와, 상기 자기 센서에 의해 각각 검출한 상기 3축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 검파기와, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상의 신호 처리를 행하는 기능을 갖는 CPU와, 이 CPU로 신호 처리한 결과를 표시하는 표시기로 이루어지고,
상기 CPU의 신호 처리 기능은, 적어도 상기 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 각각 구하는 기능과, 각 진폭으로부터, 특이점의 위치를 구하는 기능과, 각 위상으로부터, 상기 특이점이 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별 가능하게 하는 기능을 갖고,
상기 검파기는, 상기 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 상기 자계로부터, XYZ축의 3축방향의 자계 성분의 각 위상을 각각 구하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 장치.
제5항에 있어서,
상기 CPU는, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성하는 기능과, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하는 기능을 가지며,
이들의 상기 화상 데이터로부터, 특이점의 위치를 구함과 함께, 상기 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별 가능하게 하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 장치.
제5항에 있어서,
상기 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며,
상기 검파기는, 상기 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 검파를 행하는 기능을 가지며,
상기 CPU는, 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상을 각각 구하는 기능과, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 상기 특이점의 심도를 구하는 기능을 가지며,
상기 표시기는, 상기 특이점의 심도를 표시하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 장치.
제5항에 있어서,
상기 수신기는, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 자기 센서로부터 일정 거리 떼여 설치하고, 또한, X축방향의 자계 성분을 검출 가능하게 하는 방향으로 설치한 제2의 자기 센서를 가지며,
상기 검파기는, 상기 매설금속에 교류 전류를 흘리기 위한 송신기로부터의 송신 신호를 참조 신호로 하여, 동기 검파함에 의해, 상기 자계로부터 XYZ축의 3축방향 및 상기 제2의 자기 센서에 의해 검출한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 각 위상을 각각 구하는 기능을 가지며,
상기 CPU는, 이 구한 제2의 X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상과, X축방향의 자계 성분의 진폭 및 위상으로부터 상기 특이점의 심도를 구하는 기능을 가지며,
상기 CPU는, 상기 3축방향의 자계 성분의 각 진폭 및 각 위상을 화상 처리하여, XYZ축의 자계 성분에 관해 각각 화상 데이터를 작성하는 기능과, 이들의 화상 데이터를 상기 표시기에 출력하는 기능을 가지며,
상기 표시기는, 상기 특이점의 심도 및 상기 화상 데이터를 표시하는 기능을 가지며,
이들의 상기 화상 데이터로부터 특이점의 위치를 구함과 함께, 상기 특이점이, 상월 상태인지 하월 상태인지 분기된 상태인지를 판별 가능하게 하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 매설금속의 탐지 장치.
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