JP2003302475A - 地電流測定方法 - Google Patents
地電流測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】地電流の大きさと方向を正確に求める地電流測
定方法を提供する。 【解決手段】交差する２本の直線Ｘと直線Ｙ上にそれぞ
れ２本の電極を大地に差し込む。地電流Ｃ０のアンペア
の直線Ｘ方向の電流成分Ｃ１アンペアによる直線Ｘ上の
電極間の電位差Ｅ１ボルトを、当該電極間に流入する電
流が零の状態で測定し、次に当該電極間電圧をＥ１／２
ボルトに減じて当該電極間に可変電気抵抗器を接続し、
当該電極間への流入電流を零にする電気抵抗値ｒ１オー
ムと電位差Ｅ１ボルトから電流成分Ｃ１アンペアの大き
さを求める。直線Ｙ上の電極間についても同じ操作で、
直線Ｙ方向の電流成分Ｃ２アンペアを求める。この２つ
の電流成分Ｃ１アンペアとＣ２アンペアから地電流Ｃ０
アンペアの大きさと方向を求める。
定方法を提供する。 【解決手段】交差する２本の直線Ｘと直線Ｙ上にそれぞ
れ２本の電極を大地に差し込む。地電流Ｃ０のアンペア
の直線Ｘ方向の電流成分Ｃ１アンペアによる直線Ｘ上の
電極間の電位差Ｅ１ボルトを、当該電極間に流入する電
流が零の状態で測定し、次に当該電極間電圧をＥ１／２
ボルトに減じて当該電極間に可変電気抵抗器を接続し、
当該電極間への流入電流を零にする電気抵抗値ｒ１オー
ムと電位差Ｅ１ボルトから電流成分Ｃ１アンペアの大き
さを求める。直線Ｙ上の電極間についても同じ操作で、
直線Ｙ方向の電流成分Ｃ２アンペアを求める。この２つ
の電流成分Ｃ１アンペアとＣ２アンペアから地電流Ｃ０
アンペアの大きさと方向を求める。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は大地中を流れる地
電流の大きさと方向を求める測定方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】直流電流の大きさを測定する方法は、従
来通電導体に直流電流計または直流電流計用分流器を挿
入して、直流電流計に流れる電流値の指示から導体に流
れる直流電流の大きさを知るのが一般的であるが、地電
流を測定するために大地に切り込みを入れても大地の他
の部分は電気的に接続された状態であるから、大地の切
り込み個所に電流計を挿入しても地電流の大きさを求め
ることは不可能であり、方向を求めることもできない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】地電流測定用に大地に
複数の電極を差し込み、地電流測定のために電極間に直
流電流を通電すると、電極物質と大地中に存在する水分
や化学物質との電気化学作用や電極間大地に電流による
電気化学作用が生じて、電極間の電気抵抗、直流電流、
直流電圧の大きさと方向を正確に求めることができな
い。本発明は以上の課題を解決して、地電流の大きさと
方向を正確に求めることができる地電流測定方法であ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】イ 大地面上に交差角Ｊ
度（７）で交差する直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）上にそ
れぞれ２本の電極を適当な間隔、適当な深さ、大地の物
理的化学的状況によるが一般的には１ｍ前後の間隔、数
１０ｃｍ前後の深さで大地に差し込み、直線Ｘ（５）上
の電極を電極１（１）と電極２（２）とし、直線Ｙ
（６）上の電極を電極３（３）と電極４（４）とする。
地電流Ｃ０（８）アンペアの直線Ｘ（５）方向の電流成
分をＣ１（９）アンペア、直線Ｙ（６）方向の電流成分
をＣ２（１０）アンペアとし、電流成分Ｃ１（９）アン
ペアによって生じる電極１（１）と電極２（２）間の電
位差をＥ１ボルト、電流成分Ｃ２（１０）アンペアによ
って電極３（３）と電極４（４）間に生じる電位差をＥ
２ボルトとする。 ロ 第一段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に、直流電圧を直流電圧
可変装置（１２）によって加え、直流電圧の大きさの調
節と極性の選択を行って、当該電極間に流入する電流が
検流計（１４）の指示を、零にするときの当該電極間電
圧をＥ１ボルトとする。 ハ 第二段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続し当該電極間の電位差Ｅ１ボルトと同じ極性
で、大きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装
置（１２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調
節して当該電極間に流入する電流が検流計（１４）の指
示で零となるときの可変電気抵抗器（１６）の値ｒ１オ
ームを求め、Ｃ１（９）＝Ｅ１／ｒ１とする。 ニ 第三段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に直流電圧を直流電圧可
変装置（１２）によって加え直流電圧の大きさの調節と
極性の選択を行って、当該電極間に流入する電流が検流
計（１４）の指示を零にするときの当該電極間電圧をＥ
２ボルトとする。 ホ 第四段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に可変電気抵抗器（１
６））を接続し当該電極間の電位差Ｅ２ボルトと同じ極
性で大きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装
置（１２））によって加え、可変電気抵抗器（１６）を
調節して当該電極間に流入する電流が検流計（１４）の
指示で零になるときの可変電気抵抗器（１６）の値ｒ２
オームを求め、Ｃ２（１０）＝Ｅ２／ｒ２とすると地電
流Ｃ０（８）と地電流角Ｋ（１１）は以上の測定で地電流の大きさと方向を求める地電流測定
方法。 【０００５】 【発明の実施の形態】イ 第一段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に直流電圧可変装置（１
２）により直流電圧を加え、当該装置（１２）の出力電
圧の大きさと極性が電流成分Ｃ１（９）アンペアによる
当該電極間電位差Ｅ１ボルトに一致すると、検流計（１
４）の指示は零となるから、このときの直流電圧可変装
置（１２）の出力電圧を示す直流電圧計（１３）の指示
が，電流線分Ｃ１（９）アンペアによる当該電極間電位
差Ｅ１ボルトを示すこととなる。当該電極間の大地電気
抵抗値をＲ１オームとすると、 Ｅ１＝Ｃ１（９）×Ｒ１・・・式が成立する。 ロ 第二段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続すると、この可変電気抵抗器（１６）は、当
該電極間の大地電気抵抗値Ｒ１オームと、電気的に並列
に接続されたことになる。次に電極１（１）と電極２
（２）間に第一段階で得られたＥ１ボルトと、同じ極性
で大きさを１／２に減じた、直流電圧を直流電圧可変装
置（１２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調
節して検流計（１４）の指示が零になるときの電気抵抗
値ｒ１オームを求めると、ｒ１オームと当該電極間の大
地電気抵抗値Ｒ１オームとの並列電気回路が電流成分Ｃ
１（９）アンペアによって、Ｅ１／２ボルトの電位差を
生じていることになるので、 Ｅ１／２＝Ｃ１（９）×Ｒ１×ｒ１／（Ｒ１＋ｒ１）
・・・式が成立する。第一段階測定で得た式を、
式に代入して整理するとｒ１＝Ｒ１となり、電流成分Ｃ
１（９）＝Ｅ１／Ｒ１＝Ｅ１／ｒ１となり、電流成分Ｃ
１（９）アンペアの大きさを求めることができる。電極
３（３）と電極４（４）間についても前記第一段階測
定、第二段階測定と全く同じ測定を行う。 ハ 第三段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に
直流電圧可変装置（１２）により直流電圧を加え、当該
装置（１２）の出力電圧の大きさと極性が電流成分Ｃ２
（１０）アンペアによる当該電極間電位差Ｅ２ボルトに
一致すると、検流計（１４）の指示は零となるから、こ
のときの直流電圧可変装置（１２）の出力電圧を示す直
流電圧計（１３）の指示が電流成分Ｃ２（１０）アンペ
アによる当該電極間電位差Ｅ２ボルトを示すこととな
る。当該電極間の大地電気抵抗値をＲ２オームとする
と、 Ｅ２＝Ｃ２（１０）×Ｒ２・・・式が成立する。 ニ 第四段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続すると、この可変電気抵抗器（１６）は当該
電極間の大地電気抵抗値Ｒ２オームと電気的に並列に接
続されたことになる。次に電極３（３）と電極４（４）
間に第三段階測定で得られたＥ２ボルトと同じ極性で大
きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装置（１
２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調節して
検流計（１４）の指示が零になるときの電気抵抗値ｒ２
オームを求めるとｒ２オームと当該電極間の大地間電気
抵抗値Ｒ２オームとの、並列回路が電流成分Ｃ２（１
０）アンペアによって、Ｅ２／２ボルトの電位差を生じ
ていることになり、Ｅ２／２＝Ｃ２（１０）×Ｒ２×ｒ
２／（Ｒ２＋ｒ２）・・・式が成立する。第三段階測
定で得た式を式に、代入して整理するとＲ２＝ｒ２
となり、Ｃ２（１０）＝Ｅ２／Ｒ２＝Ｅ２／ｒ２とな
り、Ｃ２（１０）アンペアの大きさを求めることができ
る。 ホ 図２より、四角形ＯＬＧＨは平行四辺形であるから
地電流Ｃ０（８）アンペアは 地電流角Ｋ（１１）は、Ｋ（１１）＝ｔａｎ−１ＧＦ／
ＯＦ＝ｔａｎ−１｛Ｃ２（１０）×ｓｉｎＪ（７）｝／
｛Ｃ１（９）＋Ｃ２（１０）×ｃｏｓＪ（７）｝とな
り、Ｃ１（９）、Ｃ２（１０）、交差角Ｊ（７）より地
電流Ｃ０（８）アンペアの大きさ、方向を求めることが
できる。以上のように本発明による測定方法を実施する
ことにより地電流の大きさと方向を正確に求めることが
できる。 ト 図１に示す直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）の交点の位
置に電極を設置すると、電極（２）と電極（４）の２本
を１本の電極で済ますことができる。 チ 図１に示す直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）の交差角Ｊ
（７）を９０度に設定すると、ｃｏｓ９０°＝０、ｓｉ
ｎ９０°＝１であるから、 Ｋ（１１）＝ｔａｎ−１Ｃ２（１０）／Ｃ１（９）とな
り、容易に地電流の大きさと方向を求めることができ
る。 【０００６】 【発明の効果】本発明の地電流測定方法は大地に差し込
んだ電極間に、測定のための電流が流入しない状態で行
う測定方法であるから、電極と大地間ならびに電極間大
地に電気化学作用を生ぜず、地電流の大きさと方向を正
確に求めることができる。
電流の大きさと方向を求める測定方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】直流電流の大きさを測定する方法は、従
来通電導体に直流電流計または直流電流計用分流器を挿
入して、直流電流計に流れる電流値の指示から導体に流
れる直流電流の大きさを知るのが一般的であるが、地電
流を測定するために大地に切り込みを入れても大地の他
の部分は電気的に接続された状態であるから、大地の切
り込み個所に電流計を挿入しても地電流の大きさを求め
ることは不可能であり、方向を求めることもできない。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】地電流測定用に大地に
複数の電極を差し込み、地電流測定のために電極間に直
流電流を通電すると、電極物質と大地中に存在する水分
や化学物質との電気化学作用や電極間大地に電流による
電気化学作用が生じて、電極間の電気抵抗、直流電流、
直流電圧の大きさと方向を正確に求めることができな
い。本発明は以上の課題を解決して、地電流の大きさと
方向を正確に求めることができる地電流測定方法であ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】イ 大地面上に交差角Ｊ
度（７）で交差する直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）上にそ
れぞれ２本の電極を適当な間隔、適当な深さ、大地の物
理的化学的状況によるが一般的には１ｍ前後の間隔、数
１０ｃｍ前後の深さで大地に差し込み、直線Ｘ（５）上
の電極を電極１（１）と電極２（２）とし、直線Ｙ
（６）上の電極を電極３（３）と電極４（４）とする。
地電流Ｃ０（８）アンペアの直線Ｘ（５）方向の電流成
分をＣ１（９）アンペア、直線Ｙ（６）方向の電流成分
をＣ２（１０）アンペアとし、電流成分Ｃ１（９）アン
ペアによって生じる電極１（１）と電極２（２）間の電
位差をＥ１ボルト、電流成分Ｃ２（１０）アンペアによ
って電極３（３）と電極４（４）間に生じる電位差をＥ
２ボルトとする。 ロ 第一段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に、直流電圧を直流電圧
可変装置（１２）によって加え、直流電圧の大きさの調
節と極性の選択を行って、当該電極間に流入する電流が
検流計（１４）の指示を、零にするときの当該電極間電
圧をＥ１ボルトとする。 ハ 第二段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続し当該電極間の電位差Ｅ１ボルトと同じ極性
で、大きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装
置（１２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調
節して当該電極間に流入する電流が検流計（１４）の指
示で零となるときの可変電気抵抗器（１６）の値ｒ１オ
ームを求め、Ｃ１（９）＝Ｅ１／ｒ１とする。 ニ 第三段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に直流電圧を直流電圧可
変装置（１２）によって加え直流電圧の大きさの調節と
極性の選択を行って、当該電極間に流入する電流が検流
計（１４）の指示を零にするときの当該電極間電圧をＥ
２ボルトとする。 ホ 第四段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に可変電気抵抗器（１
６））を接続し当該電極間の電位差Ｅ２ボルトと同じ極
性で大きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装
置（１２））によって加え、可変電気抵抗器（１６）を
調節して当該電極間に流入する電流が検流計（１４）の
指示で零になるときの可変電気抵抗器（１６）の値ｒ２
オームを求め、Ｃ２（１０）＝Ｅ２／ｒ２とすると地電
流Ｃ０（８）と地電流角Ｋ（１１）は以上の測定で地電流の大きさと方向を求める地電流測定
方法。 【０００５】 【発明の実施の形態】イ 第一段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に直流電圧可変装置（１
２）により直流電圧を加え、当該装置（１２）の出力電
圧の大きさと極性が電流成分Ｃ１（９）アンペアによる
当該電極間電位差Ｅ１ボルトに一致すると、検流計（１
４）の指示は零となるから、このときの直流電圧可変装
置（１２）の出力電圧を示す直流電圧計（１３）の指示
が，電流線分Ｃ１（９）アンペアによる当該電極間電位
差Ｅ１ボルトを示すこととなる。当該電極間の大地電気
抵抗値をＲ１オームとすると、 Ｅ１＝Ｃ１（９）×Ｒ１・・・式が成立する。 ロ 第二段階測定 電極１（１）と電極２（２）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続すると、この可変電気抵抗器（１６）は、当
該電極間の大地電気抵抗値Ｒ１オームと、電気的に並列
に接続されたことになる。次に電極１（１）と電極２
（２）間に第一段階で得られたＥ１ボルトと、同じ極性
で大きさを１／２に減じた、直流電圧を直流電圧可変装
置（１２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調
節して検流計（１４）の指示が零になるときの電気抵抗
値ｒ１オームを求めると、ｒ１オームと当該電極間の大
地電気抵抗値Ｒ１オームとの並列電気回路が電流成分Ｃ
１（９）アンペアによって、Ｅ１／２ボルトの電位差を
生じていることになるので、 Ｅ１／２＝Ｃ１（９）×Ｒ１×ｒ１／（Ｒ１＋ｒ１）
・・・式が成立する。第一段階測定で得た式を、
式に代入して整理するとｒ１＝Ｒ１となり、電流成分Ｃ
１（９）＝Ｅ１／Ｒ１＝Ｅ１／ｒ１となり、電流成分Ｃ
１（９）アンペアの大きさを求めることができる。電極
３（３）と電極４（４）間についても前記第一段階測
定、第二段階測定と全く同じ測定を行う。 ハ 第三段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に
直流電圧可変装置（１２）により直流電圧を加え、当該
装置（１２）の出力電圧の大きさと極性が電流成分Ｃ２
（１０）アンペアによる当該電極間電位差Ｅ２ボルトに
一致すると、検流計（１４）の指示は零となるから、こ
のときの直流電圧可変装置（１２）の出力電圧を示す直
流電圧計（１３）の指示が電流成分Ｃ２（１０）アンペ
アによる当該電極間電位差Ｅ２ボルトを示すこととな
る。当該電極間の大地電気抵抗値をＲ２オームとする
と、 Ｅ２＝Ｃ２（１０）×Ｒ２・・・式が成立する。 ニ 第四段階測定 電極３（３）と電極４（４）間に可変電気抵抗器（１
６）を接続すると、この可変電気抵抗器（１６）は当該
電極間の大地電気抵抗値Ｒ２オームと電気的に並列に接
続されたことになる。次に電極３（３）と電極４（４）
間に第三段階測定で得られたＥ２ボルトと同じ極性で大
きさを１／２に減じた直流電圧を直流電圧可変装置（１
２）によって加え、可変電気抵抗器（１６）を調節して
検流計（１４）の指示が零になるときの電気抵抗値ｒ２
オームを求めるとｒ２オームと当該電極間の大地間電気
抵抗値Ｒ２オームとの、並列回路が電流成分Ｃ２（１
０）アンペアによって、Ｅ２／２ボルトの電位差を生じ
ていることになり、Ｅ２／２＝Ｃ２（１０）×Ｒ２×ｒ
２／（Ｒ２＋ｒ２）・・・式が成立する。第三段階測
定で得た式を式に、代入して整理するとＲ２＝ｒ２
となり、Ｃ２（１０）＝Ｅ２／Ｒ２＝Ｅ２／ｒ２とな
り、Ｃ２（１０）アンペアの大きさを求めることができ
る。 ホ 図２より、四角形ＯＬＧＨは平行四辺形であるから
地電流Ｃ０（８）アンペアは 地電流角Ｋ（１１）は、Ｋ（１１）＝ｔａｎ−１ＧＦ／
ＯＦ＝ｔａｎ−１｛Ｃ２（１０）×ｓｉｎＪ（７）｝／
｛Ｃ１（９）＋Ｃ２（１０）×ｃｏｓＪ（７）｝とな
り、Ｃ１（９）、Ｃ２（１０）、交差角Ｊ（７）より地
電流Ｃ０（８）アンペアの大きさ、方向を求めることが
できる。以上のように本発明による測定方法を実施する
ことにより地電流の大きさと方向を正確に求めることが
できる。 ト 図１に示す直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）の交点の位
置に電極を設置すると、電極（２）と電極（４）の２本
を１本の電極で済ますことができる。 チ 図１に示す直線Ｘ（５）と直線Ｙ（６）の交差角Ｊ
（７）を９０度に設定すると、ｃｏｓ９０°＝０、ｓｉ
ｎ９０°＝１であるから、 Ｋ（１１）＝ｔａｎ−１Ｃ２（１０）／Ｃ１（９）とな
り、容易に地電流の大きさと方向を求めることができ
る。 【０００６】 【発明の効果】本発明の地電流測定方法は大地に差し込
んだ電極間に、測定のための電流が流入しない状態で行
う測定方法であるから、電極と大地間ならびに電極間大
地に電気化学作用を生ぜず、地電流の大きさと方向を正
確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極配置図
【図２】本発明に関する電流のベクトル関係図
【図３】本発明の第一段階測定回路図
【図４】本発明の第二段階測定回路図
【符号の説明】
１ 電極１
２ 電極２
３ 電極３
４ 電極４
５ 直線Ｘ
６ 直線Ｙ
７ 交差角Ｊ
８ 地電流Ｃ０
９ 電流成分Ｃ１
１０ 電流成分Ｃ２
１１ 地電流角Ｋ
１２ 直流電圧可変装置
１３ 直流電圧計
１４ 検流計
１５ 電極間大地電気抵抗Ｒ１
１６ 可変電気抵抗器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項】 交差角Ｊ度で交差する直線Ｘ（５）と直線
Ｙ（６）上に、それぞれ電極１（１）と電極２（２）、
電極３（３）と電極４（４）を、適当な間隔と深さで大
地に差し込み、電極１（１）と電極２（２）間に直流電
圧可変装置（１２））により直流電圧を加えて、その電
圧の極性の選択と大きさの調節を行い、直流電圧可変装
置（１２）から、当該電極間への流入電流を零とすると
きの電極１（１）と電極２（２）間の電圧Ｅ１ボルトを
測定し、次に当該電極間電圧を同じ極性でＥ１／２ボル
トに減じ、当該電極間に可変電気抵抗器（１６）を接続
して抵抗値を調節し、当該電極間に流入する電流値を零
とするときの、電気抵抗値ｒ１オームからＣ１（９）＝
Ｅ１／ｒ１をを求め、次に電極３（３）と電極４（４）
間に直流電圧可変装置（１２）により直流電圧を加え
て、その電圧の極性の選択と大きさの調節を行い直流電
圧可変装置（１２）から、当該電極間への流入電流を零
とするときの電極３（３）と電極４（４）間の電圧、Ｅ
２ボルトを求め、次に当該電極間電圧を同じ極性でＥ２
／２ボルトに減じ当該電極間に可変電気抵抗器（１６）
を接続して抵抗値を調節し当該電極間に流入する電流を
零にするときの電気抵抗値ｒ２オームから、Ｃ２（１
０）＝Ｅ２／ｒ２を求めると、地電流の大きさＣ０
（８）と、方向の地電流角Ｋ（１１）は となる。以上の方法で地電流の大きさと方向を求める地
電流測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139263A JP2003302475A (ja) | 2002-04-06 | 2002-04-06 | 地電流測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139263A JP2003302475A (ja) | 2002-04-06 | 2002-04-06 | 地電流測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003302475A true JP2003302475A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29397597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002139263A Pending JP2003302475A (ja) | 2002-04-06 | 2002-04-06 | 地電流測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003302475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068971A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Kyushu Univ | 地下流体観測装置 |
-
2002
- 2002-04-06 JP JP2002139263A patent/JP2003302475A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068971A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Kyushu Univ | 地下流体観測装置 |
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