JP2001330681A

JP2001330681A - 埋設物探査方法

Info

Publication number: JP2001330681A
Application number: JP2001066398A
Authority: JP
Inventors: Hideki Hayakawa; 秀樹早川; Hiroyasu Morizaki; 弘康森崎
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】予め標識体を埋設物に貼付して媒質中に埋
設し、媒質表面の複数地点において各別に、媒質中へ電
磁界送信信号を送信し、送信信号に応答して電磁誘導作
用によって標識体３から指向性をもって送信される電磁
界応答信号を受信する送受信工程を実行し、受信した応
答信号に基づいて埋設物を探査する埋設物探査方法にお
いて、標識体の大型化と製造コストの高騰を抑制しつ
つ、標識体が発生する電磁界応答信号の適正な受信強度
の確保を簡易に実現する。【解決手段】標識体３を埋設物２へ貼付する際、埋設
物２の埋設深さが深くなるに従い貼付枚数を増やして、
同じ標識体３を複数貼付する。更に、同じ標識体３を長
尺埋設物２へ偶数貼付し、各標識体３の指向性を互いに
直交する二つの指向性の何れか一方とし、各指向性の標
識体数を相等しく、且つ、各標識体３の電磁界応答信号
Ｒの最大信号強度方向を長尺埋設物２の長手方向と直交
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体特にガス管、
水道管、ケーブル管等の長尺体を地中や壁等の媒質中に
埋設する際に、電磁界信号を受信すると電磁誘導作用等
によりその受信電磁界に応答して電磁界信号を送信する
標識体を、埋設物に予め貼付しておき、埋設後において
その埋設物の位置等を探査する際に、媒質の表面の複数
地点において各別に、媒質中へ電磁界送信信号を送信
し、その送信信号に応答して電磁誘導作用によって埋設
物に貼付された標識体から送信される電磁界応答信号を
受信し、複数地点で受信した応答信号に基づいて埋設物
の位置を探査する埋設物探査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の埋設物探査方法としては、ＬＣ
共振回路で構成された標識体を使用し、それを予め埋設
物に直接或いはその近傍に配置しておき、埋設物の存在
する媒質表面から、そのＬＣ共振回路の共振周波数成分
を有する電磁界信号を媒質中に送信し、標識体が当該電
磁界信号に応答して共振し、同周波数の電磁界信号が送
信されるのを媒質表面において受信検知するというもの
がある。この場合、標識体が送信する応答電磁界の指向
性が媒質表面に垂直である場合、つまり標識体から等距
離であっても当該垂直方向に向けて電磁界強度が最大と
なる場合、媒質表面上での受信強度が最大となる地点を
検出すれば、その受信強度最大点から垂直方向に標識体
が存在しているとして埋設物の位置を探査することがで
きる。

【０００３】ところで、標識体に鋭い指向性があると、
それだけ高精度に位置探査ができるわけであるが、標識
体の取り付け位置がずれたり、埋設物が傾いたりする
と、逆に探査精度が劣化するという問題が生じ得る。そ
こで、かかる問題に対処すべく、特公平４−４９５９６
号公報「埋設物探知用マーカ」では、標識体を構成する
ＬＣ共振回路に水銀スイッチを挿入して傾斜時にその水
銀スイッチが連動して開成しＬＣ共振回路が非活性化す
るように構成し、標識体が傾斜した場合に探査不能にし
て探査位置に大きな誤差が生じるのを回避している。ま
た、特開昭６４−３８６８４号公報「探知システム用標
識体」では、標識体を三つの同じループコイルを相互に
直交配置させて構成し、標識体が傾斜しても受信信号強
度が変動しないようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来方法では、標識体が傾斜していない場合や、上記「埋
設物探知マーカ」や上記「探知システム用標識体」を使
用する場合であっても、埋設物の媒質表面からの埋設深
さが深いほど受信強度が弱くなるため、埋設深さが１．
５ｍでも十分な受信強度レベルを得るために、予め標識
体に使用するコイルの鎖交磁束数を大きくすべくコイル
面積を４００ｃｍ²以上としたり、磁性材料をコイルの
磁心に用いたりしている。この結果、標識体が大型化
し、また、その製造コストが高騰するという問題があっ
た。また、上記「埋設物探知マーカ」は、標識体が傾斜
すると探査自体が不能となって実用上不便であり、更
に、上記「探知システム用標識体」では、三つのコイル
で構成されているため、上記の大型化と製造コストの問
題が更に顕著となる。

【０００５】本発明は上述のような従来技術の有する問
題点を解消するためになされたものであり、その目的
は、標識体の大型化と製造コストの高騰を抑制しつつ、
標識体が発生する応答電磁界の適正な受信強度の確保を
簡易に実現できる埋設物探査方法を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る埋設物探査方法の第一の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、埋設物を
媒質中に埋設する際に予め標識体を前記埋設物に貼付し
ておき、前記媒質の表面の複数地点において各別に、前
記媒質中へ電磁界送信信号を送信し、前記送信信号に応
答して電磁誘導作用によって前記標識体から指向性を持
って送信される電磁界応答信号を受信する送受信工程を
実行し、前記送受信工程で受信した前記応答信号に基づ
いて前記埋設物の位置を探査する埋設物探査方法であっ
て、前記埋設物が長尺埋設物であって、前記標識体を前
記長尺埋設物へ貼付する場合、同じ標識体を偶数枚貼付
し、しかも、各標識体の指向性が互いに直交する二つの
指向性の内の何れか一方であって、一の指向性を有する
標識体と他の指向性を有する標識体の数が相等しく、且
つ、各標識体が送信する前記電磁界応答信号の最大信号
強度方向が前記長尺埋設物の長手方向と直交するように
貼付する点にある。

【０００７】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加
えて、前記送受信工程で受信した前記応答信号の信号強
度が最大となる前記複数地点の内の一点と、その点から
前記媒質表面に垂直或いは平行な方向に離間した点との
間の、一定離間距離における前記応答信号の信号強度
比、或いは、前記応答信号の一定信号強度比における離
間距離に基づいて、前記埋設物の埋設深さを求める点に
ある。

【０００８】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項３に記載した通り、埋設物を媒質中に埋設する
際に予め標識体を前記埋設物に貼付しておき、前記媒質
の表面の複数地点において各別に、前記媒質中へ電磁界
送信信号を送信し、前記送信信号に応答して電磁誘導作
用によって前記標識体から指向性を持って送信される電
磁界応答信号を受信する送受信工程を実行し、前記送受
信工程で受信した前記応答信号に基づいて前記埋設物の
位置を探査する埋設物探査方法であって、前記送受信工
程で受信した前記応答信号の信号強度が最大となる前記
複数地点の内の一点と、その点から前記媒質表面に垂直
或いは平行な方向に離間した点との間の、一定離間距離
における前記応答信号の信号強度比、或いは、前記応答
信号の一定信号強度比における離間距離に基づいて、前
記埋設物の埋設深さを求める点にある。

【０００９】同第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項４に記載した通り、埋設物を媒質中に埋設する
際に予め標識体を前記埋設物に貼付しておき、前記媒質
の表面の複数地点において各別に、前記媒質中へ電磁界
送信信号を送信し、前記送信信号に応答して電磁誘導作
用によって前記標識体から指向性を持って送信される電
磁界応答信号を受信する送受信工程を実行し、前記送受
信工程で受信した前記応答信号に基づいて前記埋設物の
位置を探査する埋設物探査方法であって、前記送受信工
程で受信した前記応答信号の信号強度が最大となる前記
複数地点の内の一点から前記媒質表面に垂直な方向に異
なる距離だけ離間した２点間における前記応答信号の信
号強度比に基づいて、前記埋設物の埋設深さを求める点
にある。

【００１０】同第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項５に記載した通り、上述の第三または第四の特
徴構成に加えて、前記送受信工程で受信した前記応答信
号の信号強度が最大となる前記複数地点の内の一点とそ
の点から前記媒質表面に垂直な方向に離間した第一地点
との間の一定離間距離における前記応答信号の第一の信
号強度比、及び、前記複数地点の内の一点と前記第一地
点から前記媒質表面に垂直な方向に更に離間した第二地
点との間の一定離間距離における前記応答信号の第二の
信号強度比を求め、前記第一の信号強度比と前記第二の
信号強度比の大小関係に基づいて、前記埋設物の埋設深
さ範囲を推定する点にある。

【００１１】同第六の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項６に記載した通り、上述の第三、第四または第
五の特徴構成に加えて、前記送受信工程で受信した前記
応答信号の信号強度が最大となる前記複数地点の内の一
点における信号強度に基づいて、前記埋設物の埋設深さ
範囲を推定する点にある。

【００１２】同第七の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項７に記載した通り、上述の第一乃至第六の特徴
構成の何れか一つに加えて、前記標識体を前記埋設物へ
貼付する場合、前記埋設物の媒質表面からの埋設深さが
深くなるに従い貼付枚数を増やして、同じ標識体を複数
貼付する点にある。尚、ここで、複数貼付とあるのは、
貼付枚数を増やした結果として貼付枚数が複数となるこ
とを意味しており、埋設深さの浅い埋設物に対する貼付
枚数は１枚であっても複数枚であっても何れでも構わな
い。

【００１３】以下に上記特徴構成の作用及び効果を説明
する。上記第一の特徴構成によれば、標識体がＬＣ共振
回路で構成されている場合等において、長尺埋設物の長
手方向に垂直な平面内において互いに直交する二つの指
向性が均等に合成され、実質的に当該平面内で無指向性
を呈するようになり、長尺埋設物が長手方向軸心廻りに
回転して各標識体が傾斜しても、各標識体からの電磁界
応答信号の合成信号強度が変動することがないので、当
該回転によって探査位置に誤差が殆ど生じずに高精度な
探査が可能となる。

【００１４】上記第二または第三の特徴構成によれば、
埋設物の媒質表面上での探査位置のみならず、埋設深さ
までも、簡易に測定することができる。

【００１５】上記第四の特徴構成によれば、応答信号の
信号強度の増加率が頭打ちになる浅い埋設物に対して
も、正確に埋設深さを測定できる。つまり、地面より垂
直方向に一定の離間距離だけ上昇した位置での信号強度
を基準として、そこから更に一定の離間距離だけ上昇し
た位置での信号強度との比を用いることにより、見かけ
上、浅い埋設物が深くなり、信号強度の増加率が頭打ち
となる埋設深さ範囲での信号強度比の使用を避けて、正
確な埋設深さを求めることができる。

【００１６】上記第五の特徴構成によれば、埋設物の埋
設深さが浅い時に応答信号の信号強度の増加率が頭打ち
になり、１つの信号強度比から浅い埋設深さと深い埋設
深さの両方が求まり埋設深さを一意的に特定できないよ
うな場合でも、第一の信号強度比と第二の信号強度比の
大小関係に基づいて埋設物の埋設深さ範囲を推定するこ
とにより、信号強度の増加率が頭打ちとなる浅い埋設物
なのか否かを判定でき、浅いところから深いところまで
の全ての埋設物の深さを一意的に求めることができる。
更に、信号強度の増加率が頭打ちとなる浅い埋設物であ
る場合に、上記第四の特徴構成の埋設物探査方法を適用
することで、正確な埋設深さを求めることができる。

【００１７】上記第六の特徴構成によれば、埋設物の埋
設深さが浅い時に応答信号の信号強度の増加率が頭打ち
になり、１つの信号強度比から浅い埋設深さと深い埋設
深さの両方が求まり埋設深さを一意的に特定できないよ
うな場合でも、信号強度が最大となる複数地点の内の一
点における信号強度に基づいて埋設物の埋設深さ範囲を
推定することにより、信号強度の増加率が頭打ちとなる
浅い埋設物なのか否かを判定でき、浅いところから深い
ところまでの全ての埋設物の深さを一意的に求めること
ができる。更に、信号強度の増加率が頭打ちとなる浅い
埋設物である場合に、上記第四の特徴構成の埋設物探査
方法を適用することで、正確な埋設深さを求めることが
できる。

【００１８】上記第七の特徴構成によれば、標識体とし
て、埋設深さの浅い埋設物に対して１枚或いは少数枚を
貼付すれば媒質表面上で電磁界応答信号を十分な受信強
度で受信できる特性のものを準備すれば、埋設深さの深
い埋設物に対しては、その貼付枚数を増やすだけでよい
ため、コイル面積の小さい空芯コイルの如き量産性の高
い安価な標識体が使用可能となる。この結果、貼付枚数
の増減だけを調整するだけの手間だけで埋設深さに拘わ
らず安価な標識体を一律に使用できるので、種々の埋設
深さの埋設物全体における総合的な標識体コストを削減
できる。また、単体での標識体の大きさも小型化できる
ので、作業現場での扱いも簡単になり、しかも作業者は
同じ標識体を埋設深さに拘わらず貼付すればよいので、
作業効率の向上が図れ、作業ミスの発生も大幅に軽減さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る埋設物探査方
法（以下、適宜「本発明方法」と称する。）の実施の形
態を、探査対象の埋設物１が地中に埋設されたガス管等
の長尺埋設物である場合につき、図面に基づいて説明す
る。

【００２０】図１に示すように、本発明方法に使用する
探査装置は、送受信機１と地中の埋設物２に貼付する標
識体３とで構成されている。

【００２１】標識体３は、図２に示すように、アルミ箔
とポリエチレン樹脂を材質としてコイル３ａとコンデン
サ３ｂを形成してなり、送受信機１が送信する電磁界送
信信号Ｔを効率良く受信するようにＬＣ共振回路を構成
している。尚、図２（イ）の分解斜視図に示すように、
コイル３ａはポリエンチレン樹脂を絶縁膜としてその両
面にアルミ箔でコイル形状に形成されており、コンデン
サ３ｂはその絶縁膜の両面に形成されたコイル３ａの間
に分布定数回路的に形成され、図２（ロ）に示すよう
に、等価的にＬＣ共振回路が構成される。

【００２２】送受信機１は、図３に示すように、装置本
体４と、地表面から地中に電磁界送信信号Ｔを送信する
送信アンテナ５と、地中の埋設物２に貼付された標識体
３から送信される電磁界応答信号Ｒを受信する受信アン
テナ６とからなる。更に、装置本体４は、制御回路７、
メモリ回路８、表示回路９、発振回路１０、変調回路１
１、送信増幅回路１２、受信増幅回路１３、復調検波回
路１４とを備えてなる。送信アンテナ５と受信アンテナ
６は、夫々、送信コイル５ａとコンデンサ５ｂ、及び、
受信コイル６ａとコンデンサ６ｂからなっている。

【００２３】制御回路７は、装置本体４の各部と回路全
体の制御を行う。発振回路１０は送信アンテナ５、受信
アンテナ６、標識体３の共振周波数の正弦波信号を発振
する。変調回路１１は制御回路７からのパルス信号を前
記正弦波信号で変調された送信信号を生成し、その送信
信号が送信増幅回路１２で増幅されて送信アンテナ５に
出力される。送信アンテナ５の送信コイル５ａとコンデ
ンサ５ｂは共振回路を構成し、送信信号が効率良く電磁
界送信信号Ｔとして送信アンテナ５から地中に送信され
る。

【００２４】図４（イ）、（ロ）に示すように、標識体
３のＬＣ共振回路が電磁界送信信号Ｔを受信すると電磁
誘導作用により誘導電流が励起される。その誘導電流
は、電磁界送信信号Ｔの受信開始時点から徐々に増大
し、やがて定常状態になり、電磁界送信信号Ｔの受信終
了時点から徐々に減少し、やがて消滅する。この誘導電
流が流れている間、標識体３から電磁界応答信号Ｒが送
信される。

【００２５】標識体３からの電磁界応答信号Ｒは、受信
アンテナ６で受信コイル６ａに流れる電流の変化として
検知され、受信増幅回路１３で必要な信号レベルまで増
幅されて復調検波回路１４へ送られる。復調検波回路１
４は、発振回路１０に同期した信号成分のみを検出し、
制御回路７へ出力すると、制御回路７はその検出出力を
メモリ回路８に記憶したり、表示回路９に表示したりす
る。

【００２６】図４（ハ）に示すように、標識体３から送
信される電磁界応答信号Ｒと送信アンテナ５から送信さ
れる電磁界送信信号Ｔの両方の交流磁界成分によって、
受信コイル６ａに誘導起電力が発生するが、電磁界送信
信号Ｔの発信終了後も標識体３のＬＣ共振回路を流れる
誘導電流によって発生する電磁界応答信号Ｒの交流磁界
成分によって誘導起電力が発生する。従って、図４
（ニ）に示すように、受信増幅回路１３と復調検波回路
１４からなる受信回路を電磁界送信信号Ｔの非発信時、
つまり、制御回路７からのパルス信号のオフ時にのみ作
動させることで、標識体３からの電磁界応答信号Ｒのみ
を検出することができる。

【００２７】次に、本発明方法における標識体３の埋設
物２への貼付について説明する。図５、図６、図７に示
すように、実験用として、平面視寸法７０ｍｍ×１５０
ｍｍの薄膜状の標識体３を、埋設物２の一例である２０
０Ａ（外径２１０ｍｍ）のポリエチレン管２ａの外周面
に、１枚、２枚、４枚と、各別に貼付し、各ポリエチレ
ン管２ａについて、埋設深さと電磁界応答信号Ｒの受信
強度との関係を、送受信機１を用いて測定した。その測
定結果を図８に示す。尚、測定時は、送受信機１の送信
コイル５ａと受信コイル６ａ、及び、標識体３のコイル
は、夫々のコイル面が互いに平行で共軸となるように、
つまり、電磁界応答信号Ｒの受信強度が最大となるよう
に配置されている。

【００２８】ここで、相対受信強度が０．０１まで低下
した時検出不能であるとすれば、図８に示すように、標
識体３の貼付枚数が１枚のときは、埋設深さｒが１００
ｃｍまで検知可能であるのに対し、貼付枚数が２枚のと
きは、埋設深さｒが１１５ｃｍまで検知でき、更に、貼
付枚数が４枚のときは、埋設深さｒが１３０ｃｍ以上ま
で検知できる。つまり、埋設深さが深くなるに応じて、
標識体３の貼付枚数を増やしていくことで、標識体３か
らの電磁界応答信号Ｒの地上における受信レベルを維持
確保することができる。

【００２９】次に、上記実験例において標識体３の貼付
枚数が１枚、２枚、４枚と変化した場合であっても、貼
付枚数と無関係に一律に埋設深さを検出する第一の方法
について説明する。電磁界応答信号Ｒの受信強度が最大
となる地点、つまり、上記実験例での測定点での受信強
度と、その地点から２５ｃｍ地面より垂直方向に上昇し
た位置での受信強度の比と、埋設深さｒとの関係を実験
で求めた。その結果を図９に示す。図９より、貼付枚数
に拘わらず、ある埋設深さｒに対する受信強度比はほぼ
一定の値となることから、ポリエチレン管２ａの埋設時
に、その埋設深さに応じて、標識体３の貼付枚数を変え
ても、その後の測定で、最大受信強度地点での受信強度
比を求めれば、その埋設深さが一意的に検出できること
になる。尚、受信強度比を求める際の垂直方向の距離差
を２５ｃｍとしたが、この距離差は任意に設定し得る。
また、受信強度比を一定値に固定しておき、その受信強
度比となる距離差と埋設深さとの関係を実験で求めてお
けば、最大受信強度地点でのその受信強度比となる距離
差により、その埋設深さが一意的に検出できる。

【００３０】次に、貼付枚数と無関係に一律に埋設深さ
を検出する第二の方法について説明する。図１０と図１
１は、埋設深さが夫々５０ｃｍと１００ｃｍの場合にお
ける、貼付枚数が１枚のときの地面と平行な平面上での
受信強度分布を示したものである。同図では、受信強度
は最大受信強度で正規化している。正規化受信強度が１
と０．７となる地点間の距離、つまり、最大受信強度地
点と受信強度が最大受信強度の７０％の地点との間の距
離が、夫々１２．５ｃｍと２５ｃｍとなることから、こ
こで得られた距離を４倍すれば埋設深さが求まる。ま
た、図１２と図１３は、埋設深さが夫々５０ｃｍと１０
０ｃｍの場合における、貼付枚数が２枚のときの地面と
平行な平面上での受信強度分布を示したものである。同
図でも、受信強度は最大受信強度で正規化している。
尚、貼付枚数が４枚のときも同じ受信強度分布となるこ
とは実験で確認している。ここでは、受信強度分布パタ
ーンが長円状であるので、正規化受信強度が１と０．７
となる地点間の距離を以下の要領で求める。先ず、最大
受信強度地点を求め、次に、受信強度が最大受信強度の
７０％の地点までの距離を最大受信強度地点から直交す
る２方向において２通り求める。そして、その内の短い
方の距離を基準長さＬとすれば、上記２方向を全ての方
位から任意に選択した場合を考慮すると、基準長さＬ
は、夫々１２．５ｃｍ≦Ｌ≦１３ｃｍ、２５ｃｍ≦Ｌ≦
２６ｃｍとなる。従って、ここで得られた基準長さＬを
４倍すれば埋設深さがほぼ正確に求まることが分かる。
また、上記第二の方法において、受信強度比（正規化受
信強度）を０．７としたが、この値は、一定の比であれ
ば任意の値でよい。更に、距離差を一定に固定してお
き、その２地点における受信強度比を求めて、その受信
強度比を埋設深さに換算するようにしても構わない。

【００３１】次に、本発明方法における標識体３の埋設
物２への貼付に関わる第二の実施形態について説明す
る。図１４に示すように、実験用として、平面視寸法７
０ｍｍ×１５０ｍｍの薄膜状の標識体３を２枚、埋設物
２の一例である７５Ａ（外径８９ｍｍ）のポリエチレン
管２ｂの外周面に、各標識体３のコイルの軸方向（指向
性）とポリエチレン管２ｂの長手方向が互いに直交する
ように貼付し、埋設深さが夫々５０ｃｍと１００ｃｍの
場合における、電磁界応答信号Ｒの受信強度分布を、送
受信機１を用いて測定した。尚、標識体３は上記の如く
薄膜状であるため、ポリエチレン管２ｂの外周面に沿っ
て添付すれば、各標識体３のコイルの軸方向（指向性）
はポリエチレン管２ｂの長手方向と直交する。また、本
実験例では、標識体３の短辺側寸法が管外周長（約２８
０ｍｍ）の４分の１であるため、図１４に示すように、
２枚の標識体３の長辺を夫々突き合わせて添付すれば、
各標識体３のコイルの軸方向（指向性）は自動的に互い
に直交するようになっている。図１５と図１６は、埋設
深さが夫々５０ｃｍと１００ｃｍの場合における測定結
果を夫々示したものである。尚、測定時は、送受信機１
の送信コイル５ａと受信コイル６ａは、夫々のコイル面
が常に地面と平行になるように、配置されている。ま
た、同図では、受信強度は最大受信強度で正規化してい
る。尚、実際のコイル面は管外周面に沿って湾曲する
が、コイルの中心軸は当該湾曲によって変化せず、径方
向に管軸芯を通過するので、この中心軸と直交する面を
コイル面とする。

【００３２】更に、ポリエチレン管２ｂを同じ埋設位置
で長手軸芯廻りに回転しても、図１５と図１６に示す受
信強度分布は変化しないことを確認している。このこと
は、次に示す実験結果より裏付けされる。従って、非開
削工事でポリエチレン管２ｂを地中に引き込み埋設する
際に管が捻じれても、高い位置探査精度で標識体３の位
置探査が可能となる。

【００３３】次に、上記実験例において２枚の標識体３
を夫々の指向性が互いに直交するように貼付したポリエ
チレン管２ｂが長手軸芯廻りに回転した場合であって
も、安定して埋設深さを検出する第一の方法について説
明する。電磁界応答信号Ｒの受信強度が最大となる地
点、つまり、上記実験例での測定点での受信強度と、そ
の地点から２０ｃｍ地面より垂直方向に上昇した位置で
の受信強度の比と、埋設深さｒとの関係を求めた。ポリ
エチレン管２ｂの回転角が０°から１５°刻みで１８０
°までの１３通りの測定結果と、参考として標識体３が
１枚で回転角が０°の場合の測定結果を、図１７に示
す。ここで、回転角０°とは、標識体３が２枚の場合
は、一方の標識体のコイル面が、標識体３が１枚の場合
は、その標識体のコイル面が、地面と平行な場合であ
る。図１７より、ポリエチレン管２ｂの回転角に拘わら
ず、ある埋設深さｒに対する受信強度比は一定の値とな
ることから、最大受信強度地点での受信強度比を求めれ
ば、その埋設深さが一意的に検出できることになる。
尚、受信強度比を求める際の垂直方向の距離差を２０ｃ
ｍとしたが、この距離差は任意に設定し得る。また、受
信強度比を一定値に固定しておき、その受信強度比とな
る距離差と埋設深さとの関係を実験で求めておけば、最
大受信強度地点でのその受信強度比となる距離差によ
り、その埋設深さが一意的に検出できる。

【００３４】次に、ポリエチレン管２ｂが長手軸芯廻り
に回転した場合であっても、安定して埋設深さを検出す
る第二の方法について、図１５と図１６を用いて説明す
る。図１５と図１６に示すように、貼付枚数が２枚であ
るため、受信強度分布パターンが長円状であるので、正
規化受信強度が１と０．７となる地点間の距離を以下の
要領で求める。先ず、最大受信強度地点を求め、次に、
受信強度が最大受信強度の７０％の地点までの距離を最
大受信強度地点から直交する２方向において２通り求め
る。そして、その内の短い方の距離を基準長さＬとすれ
ば、上記２方向を全ての方位から任意に選択した場合を
考慮すると、基準長さＬは、夫々１２．５ｃｍ≦Ｌ≦１
４ｃｍ、２５ｃｍ≦Ｌ≦２８ｃｍとなる。従って、ここ
で得られた基準長さＬを４倍すれば埋設深さがほぼ正確
に求まることが分かる。また、上記第二の方法におい
て、受信強度比（正規化受信強度）を０．７としたが、
この値は、一定の比であれば任意の値でよい。更に、距
離差を一定に固定しておき、その２地点における受信強
度比を求めて、その受信強度比を埋設深さに換算するよ
うにしても構わない。

【００３５】続いて、本発明方法における標識体の埋設
深さを検出する方法に関わる第三の実施形態について説
明する。尚、標識体の埋設物への貼付は、図５に示すよ
うな１枚貼付であり、実験の測定方法は第一の実施形態
と全く同じである。埋設深さと電磁界応答信号Ｒの受信
強度との関係を測定した結果を図１８に示す。尚、測定
時は、第一の実施形態と同じように、送受信機の送信コ
イルと受信コイル、及び、標識体のコイルは、夫々のコ
イル面が互いに平行で共軸となるように、つまり、電磁
界応答信号Ｒの受信強度が最大となるように配置されて
いる。図１８より、深さ２５ｃｍ以上は図８と傾向が同
じであるが、２５ｃｍ未満の深さでは、受信強度の増加
率が頭打ちになっていることが分かる。これは、送信コ
イルと標識体のコイル、及び標識体のコイルと受信コイ
ルが接近しすぎたために、コイル同士の相互作用の影響
が顕著になったためと考えられる。

【００３６】次に、標識体の埋設深さを検出する方法に
ついて説明する。電磁界応答信号Ｒの受信強度が最大と
なる地点、つまり、上記実験例での測定点での受信強度
と、その地点から地面より垂直方向に２５ｃｍ上昇した
位置での受信強度の比を、埋設深さｒに対して測定し
た。その結果を図１９に示す。図１９より、深さ２５ｃ
ｍ以上は図９と傾向が同じであるが、図１８において２
５ｃｍ未満の深さでの受信強度が頭打ちになっていたと
おり、２５ｃｍ未満の深さでは受信強度比の値が上昇し
ている。そのため、受信強度比の値だけでは、一意的に
埋設深さを決定することができない。

【００３７】そこで本発明方法では、図１８に示すよう
に深さ２５ｃｍ未満で受信強度の値が１０を上回ること
を利用して、受信強度と図１９の受信強度比から埋設深
さを決定する。つまり、受信強度が１０を超える時には
深さ２５ｃｍ未満と判断して、測定された受信強度比に
より図１９の深さ２５ｃｍ未満のグラフから深さを、受
信強度が１０を下回る時には深さ２５ｃｍ以上と判断し
て、測定された受信強度比により図１９の深さ２５ｃｍ
以上のグラフから深さを一意的に決定する。

【００３８】また、他に受信強度を利用する方法とし
て、受信強度が１０を超える時には、地面より垂直方向
に２５ｃｍ上昇した位置での受信強度を基準として、そ
こから更に２５ｃｍ上昇した位置での受信強度の比を求
め、図１９から求められた深さから２５ｃｍ差し引くの
も望ましい方法である。

【００３９】次に、標識体の埋設深さを検出する第二の
方法について説明する。電磁界応答信号Ｒの受信強度が
最大となる地点、つまり、上記実験例での測定点での受
信強度と、その地点から地面より垂直方向に５ｃｍ上昇
した位置での受信強度の比を、埋設深さｒに対して測定
した。その結果を図２０に示す。図２０では分かりやす
くするために、５ｃｍごとの測定点をプロットしてい
る。

【００４０】本第二の方法では、電磁界応答信号Ｒの受
信強度が最大となる地点とその地点から地面より垂直方
向に５ｃｍ上昇した第一の位置との間での第一の受信強
度比と、前記受信強度が最大となる地点とその第一の位
置から更に垂直方向に５ｃｍ上昇した第二の位置との間
での第二の受信強度比を求める。そして、第一の受信強
度比が第二の受信強度比より大きければ深さ３０ｃｍ未
満と判断して、測定された第一の受信強度比により図２
０の深さ３０ｃｍ未満のグラフから深さを決定する。同
様に、第一の受信強度比が第二の受信強度比より小さけ
れば深さ３０ｃｍ以上と判断して、測定された第一の受
信強度比により図２０の深さ３０ｃｍ以上のグラフから
深さを決定する。この第二の方法であれば、受信強度自
体の値を一切使用しないため、媒質による電磁界の減衰
率が変化しても、正確に深さを求めることができる。

【００４１】以下に他の実施形態を説明する。〈１〉上記実施の形態において、平面視寸法７０ｍｍ×
１５０ｍｍの薄膜状でＬＣ共振回路を構成する標識体３
を用いたが、送信アンテナ５から送信される電磁界送信
信号Ｔに感応して電磁界応答信号Ｒを送信するものであ
れば、上記実施形態のものに限定されない。

【００４２】〈２〉上記実施の形態において、埋設物２
として長尺埋設物を用いた場合を説明したが、埋設深さ
に応じて標識体３の貼付枚数を増減させる方法や、上記
した埋設深さを簡易に求める方法では、埋設物は必ずし
も長尺埋設物に限定されない。

【００４３】〈３〉また、送受信機１の構成も、標識体
３が感応可能な電磁界送信信号Ｔを送信でき、標識体３
からの電磁界応答信号Ｒを受信検知可能な構成であれ
ば、必ずしも上記実施の形態の構成に限定されない。

【００４４】〈４〉更に、標識体３は、その存在によっ
て、送受信機１が送信する電磁界送信信号Ｔの信号強度
または位相が変化する構成のものを使用し、送受信機１
は、標識体３から送信される電磁界応答信号Ｒを受信す
る代わりに、電磁界送信信号Ｔの信号強度または位相の
当該変化を検出して、標識体３を貼付した埋設物２の埋
設位置や埋設深さを検出するものであっても構わない。
この場合、送受信機１は、もはや、電磁界応答信号Ｒを
受信検波するための受信アンテナ６や復調検波回路１４
等を設ける必要がなく、検出用の回路構成を簡素化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る埋設物探査方法に使用する探査装
置の構成を示す説明図

【図２】本発明に係る埋設物探査方法に使用する標識体
を示す分解斜視図（イ）と等価回路図（ロ）

【図３】本発明に係る埋設物探査方法に使用する送受信
機の構成図

【図４】本発明に係る埋設物探査方法で使用する各種信
号の波形図（イ）電磁界送信信号波形、（ロ）標識体を
流れる誘導電流波形、（ハ）受信コイルの誘導起電力波
形、（ニ）電磁界応答信号の検出出力波形

【図５】標識体を１枚、２００Ａのポリエチレン管に貼
付した状態を示す斜視図（イ）と縦断面図（ロ）

【図６】標識体を２枚、２００Ａのポリエチレン管に貼
付した状態を示す斜視図（イ）と縦断面図（ロ）

【図７】標識体を４枚、２００Ａのポリエチレン管に貼
付した状態を示す斜視図（イ）と縦断面図（ロ）

【図８】図５乃至図７の実施形態における、貼付枚数を
パラメータとする埋設深さと電磁界応答信号の受信強度
との関係を示す図

【図９】図５乃至図７の実施形態における、貼付枚数を
パラメータとする埋設深さと電磁界応答信号の受信強度
比との関係を示す図

【図１０】図５の実施形態（貼付枚数１枚）で埋設深さ
５０ｃｍの場合の電磁界応答信号の受信強度分布を示す
図

【図１１】図５の実施形態（貼付枚数１枚）で埋設深さ
１００ｃｍの場合の電磁界応答信号の受信強度分布を示
す図

【図１２】図６の実施形態（貼付枚数２枚）で埋設深さ
５０ｃｍの場合の電磁界応答信号の受信強度分布を示す
図

【図１３】図６の実施形態（貼付枚数２枚）で埋設深さ
１００ｃｍの場合の電磁界応答信号の受信強度分布を示
す図

【図１４】標識体を２枚、７５Ａのポリエチレン管に貼
付した状態を示す斜視図（イ）と縦断面図（ロ）

【図１５】図１４の実施形態で埋設深さ５０ｃｍの場合
の電磁界応答信号の受信強度分布を示す図

【図１６】図１４の実施形態で埋設深さ１００ｃｍの場
合の電磁界応答信号の受信強度分布を示す図

【図１７】図１４の実施形態における、回転角をパラメ
ータとする埋設深さと電磁界応答信号の受信強度比との
関係を示す図

【図１８】図５の実施形態における、埋設深さと電磁界
応答信号の受信強度との関係を示す図

【図１９】図５の実施形態における、埋設深さと電磁界
応答信号の受信強度比との関係を示す図

【図２０】図５の実施形態における、埋設深さと電磁界
応答信号の受信強度比との関係を示す図

【符号の説明】

１送受信機２埋設物２ａポリエチレン管３標識体３ａコイル３ｂコンデンサ４装置本体５送信アンテナ５ａ送信コイル５ｂコンデンサ６受信アンテナ６ａ受信コイル６ｂコンデンサ７制御回路８メモリ回路９表示回路１０発振回路１１変調回路１２送信増幅回路１３受信増幅回路１４復調検波回路Ｔ電磁界送信信号Ｒ電磁界応答信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】埋設物を媒質中に埋設する際に予め標識
体を前記埋設物に貼付しておき、前記媒質の表面の複数
地点において各別に、前記媒質中へ電磁界送信信号を送
信し、前記送信信号に応答して電磁誘導作用によって前
記標識体から指向性を持って送信される電磁界応答信号
を受信する送受信工程を実行し、前記送受信工程で受信
した前記応答信号に基づいて前記埋設物の位置を探査す
る埋設物探査方法であって、前記埋設物が長尺埋設物であって、前記標識体を前記長
尺埋設物へ貼付する場合、同じ標識体を偶数枚貼付し、
しかも、各標識体の指向性が互いに直交する二つの指向
性の内の何れか一方であって、一の指向性を有する標識
体と他の指向性を有する標識体の数が相等しく、且つ、
各標識体が送信する前記電磁界応答信号の最大信号強度
方向が前記長尺埋設物の長手方向と直交するように貼付
することを特徴とする埋設物探査方法。
【請求項２】前記送受信工程で受信した前記応答信
号の信号強度が最大となる前記複数地点の内の一点と、
その点から前記媒質表面に垂直或いは平行な方向に離間
した点との間の、一定離間距離における前記応答信号の
信号強度比、或いは、前記応答信号の一定信号強度比に
おける離間距離に基づいて、前記埋設物の埋設深さを求
めることを特徴とする請求項１記載の埋設物探査方法。
【請求項３】埋設物を媒質中に埋設する際に予め標識
体を前記埋設物に貼付しておき、前記媒質の表面の複数
地点において各別に、前記媒質中へ電磁界送信信号を送
信し、前記送信信号に応答して電磁誘導作用によって前
記標識体から指向性を持って送信される電磁界応答信号
を受信する送受信工程を実行し、前記送受信工程で受信
した前記応答信号に基づいて前記埋設物の位置を探査す
る埋設物探査方法であって、前記送受信工程で受信した前記応答信号の信号強度が最
大となる前記複数地点の内の一点と、その点から前記媒
質表面に垂直或いは平行な方向に離間した点との間の、
一定離間距離における前記応答信号の信号強度比、或い
は、前記応答信号の一定信号強度比における離間距離に
基づいて、前記埋設物の埋設深さを求めることを特徴と
する埋設物探査方法。
【請求項４】埋設物を媒質中に埋設する際に予め標識
体を前記埋設物に貼付しておき、前記媒質の表面の複数
地点において各別に、前記媒質中へ電磁界送信信号を送
信し、前記送信信号に応答して電磁誘導作用によって前
記標識体から指向性を持って送信される電磁界応答信号
を受信する送受信工程を実行し、前記送受信工程で受信
した前記応答信号に基づいて前記埋設物の位置を探査す
る埋設物探査方法であって、前記送受信工程で受信した前記応答信号の信号強度が最
大となる前記複数地点の内の一点から前記媒質表面に垂
直な方向に異なる距離だけ離間した２点間における前記
応答信号の信号強度比に基づいて、前記埋設物の埋設深
さを求めることを特徴とする埋設物探査方法。
【請求項５】前記送受信工程で受信した前記応答信号
の信号強度が最大となる前記複数地点の内の一点とその
点から前記媒質表面に垂直な方向に離間した第一地点と
の間の一定離間距離における前記応答信号の第一の信号
強度比、及び、前記複数地点の内の一点と前記第一地点
から前記媒質表面に垂直な方向に更に離間した第二地点
との間の一定離間距離における前記応答信号の第二の信
号強度比を求め、前記第一の信号強度比と前記第二の信号強度比の大小関
係に基づいて、前記埋設物の埋設深さ範囲を推定するこ
とを特徴とする請求項３または４記載の埋設物探査方
法。
【請求項６】前記送受信工程で受信した前記応答信号
の信号強度が最大となる前記複数地点の内の一点におけ
る信号強度に基づいて、前記埋設物の埋設深さ範囲を推
定することを特徴とする請求項３、４または５記載の埋
設物探査方法。
【請求項７】前記標識体を前記埋設物へ貼付する場
合、前記埋設物の媒質表面からの埋設深さが深くなるに
従い貼付枚数を増やして、同じ標識体を複数貼付するこ
とを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の埋設
物探査方法。