JP2004354048A - Search device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a search device capable of accurately detecting a shielded object while suppressing an input electromagnetic wave inputted directly from a transmitting antenna body to a receiving antenna body. <P>SOLUTION: This search device comprises the transmitting antenna body 122 for transmitting the electromagnetic wave, the receiving antenna body 125 for receiving the electromagnetic wave reflected by the shielded body, and a signal processing circuit 130 for processing the electromagnetic wave received by the antenna body 124 in a required manner to generate a search signal of the shielded matter. This device further comprises a mounting unit for changing the arrangement relation between the transmitting antenna body 122 and the receiving antenna body 124. Two or more kinds of mounting units 114 to be mounted on a device body 102 are used, whereby the arrangement relation between the antenna bodies 122 and 124 can be changed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波を利用して地中、コンクリート中などに存在する隠蔽物を探査する探査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中、コンクリート中などに存在する隠蔽物、例えば配管、鋼材などを探査するための探査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この探査装置は、非開削掘削装置の先端部に装備されている。非開削掘削装置は土壌中を推進する推進体を備え、推進体は推進本体とこの推進本体の先端部に設けられた推進先端部とから構成され、探査装置は推進先端部に装備される。
【０００３】
この探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物からの反射電磁波を受信する受信用アンテナ体と、受信用アンテナ体により受信した受信電磁波を所要の通りに処理して探知信号を生成する信号処理手段とを備えており、信号処理手段の探知信号により隠蔽物を探知してその埋設位置を知ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種の探査装置では、次の通りの解決すべき問題がある。第１に、送信用アンテナ体と受信用アンテナ体との配置関係（相互の位置関係、相互の角度関係）が一定であり、それ故に、隠蔽物の隠蔽個所などによっては、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に入力する電磁波がノイズとなって探知信号と重なり、隠蔽物を精度良く探知することができない。例えば、コンクリートの浅部に隠蔽された配管、鋼材などを探査するとき、送信用アンテナ体から送信された電磁波がアンテナ基板を伝搬して、強い振幅のままの受信用アンテナ体に直接的に入力され、この入力電磁波がコンクリート浅部の隠蔽物からの反射電磁波と重畳し、入力電磁波がノイズとなって隠蔽物を正確に探知することができず、その位置検知精度が低下する。
【０００５】
第２に、この種の探査装置は、信号処理手段を含む信号回路部、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体が装置本体に装備されるので、装置本体が大きくなり、狭い場所においては探査装置を所要の通りに移動させるのが難しく、このような場所に隠蔽された隠蔽物を探査することが困難である。
【０００６】
第３に、この種の探査装置では、ある程度の深さの個所に隠蔽された隠蔽物を探知することを目的としており、それ故に、例えばコンクリートの浅部に隠蔽された配管などを探査するとき、上述したように、入力電磁波がノイズとなって配管などを正確に探知することができないという問題がある。このような問題を解消するためには、コンクリートの浅部などの配管を探査するための専用の探査装置を開発すればよいが、それには多額の開発費が必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に入力される入力電磁波を抑えて隠蔽物を正確に探知することができる探査装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、狭い場所においても隠蔽物を比較的容易に且つ簡単に探知することができる探査装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、従来の探査装置に少しの改良を施すことによって、浅い個所の隠蔽物の探知に好都合に適用することができる探査装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体の配置関係を変更するための取付ユニットを備えていることを特徴とする。
【００１０】
この探査装置においては、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の相対的配置関係、例えば位置関係、角度関係などを変更するための取付ユニットを備えているので、これらの配置関係を変更することができ、この配置関係を変えることによって、これらアンテナ体の偏波方向に関連して、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に入力される入力電磁波を少ない状態にすることができ、隠蔽物を正確に探知することができる。尚、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の位置関係とは、例えば両者間の相対的位置間隔であり、それらの角度関係とは、例えば両者間の相対的角度位置である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の探査装置では、前記取付ユニットは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を第１の配置関係に保つための第１取付部と、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を前記第１の配置関係と異なる第２の配置関係に保つための第２取付部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
この探査装置においては、取付ユニットは第１取付部及び第２取付部を有しており、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を第１取付部に取り付けることによって、これらアンテナ体を第１の配置関係に保持することができ、また送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を第２取付部に取り付けることによって、これらアンテナ体を第２の配置関係に、例えば第１の配置関係から９０度回転した配置関係に保持することができ、一つの取付ユニットによってこれらアンテナ体の配置関係を変更することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の探査装置では、前記取付ユニットを複数個備えており、前記複数個の取付ユニットの一つは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を第１の配置関係に保ち、前記複数個の取付ユニットの他の一つは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を前記第１の配置関係と異なる第２の配置関係に保つことを特徴とする。
【００１４】
この探査装置においては、複数個の取付ユニットが選択的に用いられる。複数個の取付ユニットの一つに送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を取り付けると、これらアンテナ体は第１の配置関係に保持され、また複数個の取付ユニットの他の一つに送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を取り付けると、これらアンテナ体は第２の配置関係、例えば第１の配置関係から９０度回転した配置関係に保持され、取付ユニットを換えることによってこれらアンテナ体の配置関係を変更することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記信号処理手段が内蔵された装置本体と、前記装置本体に着脱自在に取り付けられるアンテナユニットとから構成され、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体が前記アンテナユニットに配設され、前記装置本体と前記アンテナユニットとが接続部材を介して接続されていることを特徴とする。
【００１６】
この探査装置においては、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を備えたアンテナユニットが装置本体に着脱自在に装着されるので、このアンテナユニットを装置本体に取り付けた状態では、装置本体を所要の通りに移動させることによって隠蔽物を探査することができる。また、アンテナユニットを装置本体から取り外した状態では、比較的狭い場所でもアンテナユニットを所要の通りに移動させることができ、これによって、比較的狭い場所においても隠蔽物を探知することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項５に記載の探査装置では、前記装置本体には第１端子部が設けられ、前記アンテナユニットには前記接続部材が接続され、この接続部材の先端部に第２端子部が設けられ、前記第１端子部及び前記第２端子部が相互に着脱自在に接続されることを特徴とする。
【００１８】
この探査装置においては、装置本体に第１端子部が設けられ、アンテナユニットに接続された接続部材に第２端子部が設けられているので、第１及び第２端子部を相互に接続することによって、アンテナユニットと装置本体を電気的に接続することができる。また、このように構成することによって、種類の異なる複数のアンテナユニットを選択的に用いることができ、その取付けは第１及び第２端子部を相互に接続すればよく、またその取外しは第１及び第２端子部の接続状態を解除すればよく、比較的簡単に且つ容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明の請求項６に記載の探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段を含む信号回路部と、を具備する探査装置であって、
前記信号処理手段が内蔵される装置本体と、前記装置本体と別個のアンテナユニットとから構成され、前記送信用アンテナ体は内蔵送信用アンテナ体と外付け送信用アンテナ体とを含み、前記受信用アンテナ体は内蔵受信用アンテナ体と外付け受信用アンテナ体とを含み、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体が前記装置本体に内蔵され、前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体が前記アンテナユニットに配設され、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体と前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体とが接続部材を介して選択的に前記装置本体の前記信号回路部に接続されることを特徴とする。
【００２０】
この探査装置においては、装置本体に内蔵された内蔵送信用アンテナ体及び内蔵受信用アンテナ体を用いて探査するときには、装置本体の信号回路部とこれらのアンテナ体とが接続部材を介して接続されるので、内蔵アンテナ体を用いて隠蔽物を探知することができる。また、アンテナユニットに取り付けられた外付け送信用アンテナ体及び外付け受信用アンテナ体を用いて探査するときには、装置本体の信号回路部とこれらのアンテナ体とが接続部材を介して接続されるので、外付けアンテナ体を用いて隠蔽物を探知することができる。また、この内蔵アンテナ体と外付けアンテナ体とが選択的に接続部材を介して接続される構成であるので、内蔵アンテナ体と外付けアンテナ体とが実質上完全に分離された構成となり、探査に用いないアンテナ体による悪影響をなくすことができる。更に、外付けアンテナ体が装備されたアンテナユニットを用いることによって、比較的狭い場所においてもアンテナユニットを所要の通りに移動させることができ、従って、比較的狭い場所においても隠蔽物の探知を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の請求項７に記載の探査装置では、前記装置本体には装置側接続端子部が設けられ、前記信号処理回路部と前記装置側接続端子部とを接続する内蔵接続ケーブルが、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体と前記信号処理回路とを接続するための第１接続部材として機能することを特徴とする。
【００２２】
この探査装置においては、信号処理回路部と装置側接続端子部とを接続する内蔵接続ケーブルが第１接続部材として機能するので、この内蔵接続ケーブルを内蔵アンテナ体側に接続することができ、専用の第１接続部材を省略することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項８に記載の探査装置では、前記装置本体には装置側接続端子部が設けられ、前記装置側接続端子部と前記信号処理回路部とが内蔵接続ケーブルを介して接続されており、前記装置本体には、更に、内蔵アンテナ端子部が設けられ、前記内蔵アンテナ端子部と前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体とが内蔵アンテナケーブルを介して接続されており、また、前記アンテナユニットには外付けアンテナ端子部が設けられ、前記外付けアンテナ端子部と前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体とが外付けアンテナケーブルを介して接続されており、更に、前記装置側接続端子部と前記内蔵アンテナ端子部とが第１接続部材を介して接続され、前記装置側接続端子部と前記外付けアンテナ端子部とが第２接続部材を介して接続されるように構成されており、前記内蔵接続ケーブル、前記第１接続部材及び前記内蔵アンテナケーブルの合計長さと、前記内蔵接続ケーブル、前記第２接続部材及び前記外付けアンテナケーブルの合計長さとは、送受信される電磁波の伝搬時間の差が所定時間内となるように設定されていることを特徴とする。
【００２４】
この探査装置においては、内蔵アンテナ体を用いる場合、装置側接続端子部と内蔵アンテナ端子部とが第１接続部材を介して接続され、送受信される電磁波は内蔵接続ケーブル、第１接続部材及び内蔵アンテナケーブルを介して伝搬される。また、外付けアンテナ体を用いる場合、装置側接続端子部と外付けアンテナ端子部とが第２接続部材を介して接続され、送受信される電磁波は内蔵接続ケーブル、第２接続部材及び外付けアンテナケーブルを介して伝搬される。そして、内蔵アンテナ体を用いる場合における電磁波の伝搬長さ、即ち内蔵接続ケーブル、第１接続部材及び内蔵アンテナケーブルの合計長さと、外付けアンテナ体を用いる場合における電磁波の伝搬長さ、即ち内蔵接続ケーブル、第２接続部材及び外付けアンテナケーブルの合計長さとが、電磁波の伝搬時間の差が所定時間（例えば、１ｎｓ）内になるように設定されるので、内蔵アンテナ体及び外付けアンテナ体を選択的に接続して隠蔽物の探査を行うことができる。
【００２５】
また、本発明の請求項９に記載の探査装置では、前記送信用アンテナ体に電磁波を発生するための送信パルス信号を送給するための送信パルス発生器と、前記受信用アンテナ体にて受信した電磁波を増幅するための高周波増幅器を更に備え、前記送信パルス発生器は前記送信用アンテナ体に直接的に取り付けられ、前記高周波増幅器は前記受信用アンテナ体に直接的に取り付けられていることを特徴とする。
【００２６】
この探査装置においては、送信パルス発生器からの送信パルス信号が送信用アンテナ体に送給され、この送信パルス信号による電磁波が送信用アンテナ体から送信されるが、この送信パルス発生器は送信用アンテナ体に直接的に取り付けられているので、送信パルス発生器と送信用アンテナ体とを接続する接続ケーブルを省略することができ、これによって、受信用アンテナ体で受信される受信信号に含まれるノイズ成分（接続ケーブルから発生するノイズ信号）を少なくすることができる。また、受信用アンテナ体からの受信信号は高周波増幅器に送給され、この増幅器で受信信号が増幅されるが、この高周波増幅器は受信用アンテナ体に直接的に取り付けられているので、高周波増幅器と受信用アンテナ体とを接続する接続ケーブルを省略することができ、これによって、受信信号に含まれるノイズ成分（接続ケーブルで受信してしまうノイズ信号）を少なくすることができる。
【００２７】
また、本発明の請求項１０に記載の探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体の偏波方向が実質上同一方向で、且つ前記送信用アンテナ体と前記受信用アンテナ体とを結ぶ仮想直線が前記偏波方向と実質上一致するように、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体が配置されることを特徴とする。
【００２８】
この探査装置においては、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の偏波方向が実質上同一方向で、これらアンテナ体を結ぶ仮想直線がこの偏波方向と実質上一致するように、これらアンテナ体が配置されるので、直接波によるノイズ成分を抑えて隠蔽物を高精度に探知することができる。
【００２９】
一般に、探査装置では、ある程度深い個所に埋設などされたものを探知することを主目的とするために、送信用アンテナ体からの電磁波が受信用アンテナ体に最大に受信されるように構成されており、従って、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体は、それらの偏波方向が実質上同一方向で、且つ両アンテナ体を結ぶ仮想直線がこの偏波方向に対して垂直となるように配置されている。このように配置した場合、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に入力される電磁波（直接波）が大きく、この直接波がノイズ成分として受信電磁波に含まれ、埋設物の探知、特に浅い個所に埋設などされたものの探知が難しくなる。
【００３０】
これに対して、この探査装置では、上述した如く配置するので、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に入力される直接波が小さく、この直接波によるノイズ成分が抑えられ、隠蔽物を正確に探知することができる。尚、上述したように配置した場合、受信用アンテナ体に受信される反射電磁波も弱くなるが、比較的浅い個所の隠蔽物の探知では、電磁波の減衰が少なく、隠蔽物の探知に充分な強さの反射電磁波を受信することができ、比較的浅い個所の隠蔽物を探知するのに好都合な装置を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の請求項１１に記載の探査装置では、前記送信用アンテナ体と前記受信用アンテナ体との離隔距離が１〜８ｃｍであることを特徴とする。
この探査装置においては、送信用アンテナ体と受信用アンテナ体の離隔装置が１〜８ｃｍであるので、感度の良い状態でＳ／Ｎ比を良くすることができ、携帯型の探査装置に好適であり、狭い場所においても隠蔽物を探査することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図１２を参照して、本発明に従う探査装置の実施形態について説明する。
探査装置の構成の概要
まず、図１を参照して、本発明に従う探査装置の構成の概要について説明する。図１において、図示の探査装置は装置本体２を備え、この装置本体２には、例えばコンクリート４の表面に沿って移動させるための車輪（図示せず）が装備される。装置本体２には各種構成要素、即ち信号回路部６、送信用アンテナ体８、受信用アンテナ体１０及び表示手段２０が装備され、装置本体２内に内蔵される信号回路部６は、送信パルス発生器１２、高周波増幅器１４及び信号処理手段１６を含んでいる。送信パルス発生器１２は送信パルス信号を生成して送信用アンテナ体８に送給し、この送信パルス信号の中心周波数は、例えば０．５〜２ＧＨｚ程度である。送信用アンテナ体８及び受信用アンテナ体１０は装置本体２の底面に配設され、送信用アンテナ体８は、送信パルス信号を電磁波にしてコンクリート４の表面に向けて一点鎖線で示すように送信する。送信された電磁波はコンクリート４中の隠蔽物である例えば配管１５により反射され、配管１５からの反射電磁波が一点鎖線で示すように受信用アンテナ体１０に受信される。受信用アンテナ体１０により受信された受信信号は、高周波増幅器１４で高周波増幅された後に信号処理手段１６に送給され、この信号処理手段１６により所要の通りに処理されて探知信号が生成され、この探知信号がメモリ１７に記憶される。
【００３３】
この探査装置は、更に、入力手段１８及び表示手段２０を備えている。入力手段１８は電源スイッチ、探査スイッチ、探知レンジスイッチなどから構成され、この入力手段１８を操作することによって、探査の開始、終了などが行われる。また、表示手段２０は例えば液晶表示装置から構成され、探査結果である探知信号による探知データの内容を表示し、この探知データを見ることによって、配管１５の埋設位置を知ることができる。
【００３４】
探査装置の具体的構成
上述した構成は、図２〜図４に示す具体的構成として、小型探査装置に適用することができる。図２は、小型探査装置の一実施形態を示す斜視図であり、図３は、図２の小型探査装置において、取付ユニットを装置本体に取り付けた状態で示す簡略断面図であり、図４は、図２の小型探査装置において、取付ユニットを装置本体から取り外した状態で示す簡略断面図である。
【００３５】
図２〜図４において、この小型探査装置は直方体状の装置本体１０２を備え、その上端後部に把持部１０４が一体的に設けられている。装置本体１０２の前端部下部には一対の前輪１０６が回転自在に設けられ、その後端部下部には一対の後輪１０８が回転自在に設けられている。このように構成されているので、把持部１０４を把持して矢印１１０で示す前方向（矢印１１２で示す後方向）にコンクリート４の表面に沿って移動させることにより、その内部を探査して配管などの隠蔽物を探知することができる。
【００３６】
この実施形態では、装置本体１０２の底部に取付ユニット１１４が着脱自在に装着される。取付ユニット１１４は肉厚の比較的薄いブロック状のユニット体１１６を備え、このユニット体１１６の片側部（図３及び図４において左部）に送信用アンテナ取付部１１８が設けられ、その他側部（図３及び図４において右部）に受信用アンテナ取付部１２０が設けられている。この実施形態では、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４は直方体状であり、送信用アンテナ取付部１１８及び受信用アンテナ取付部１２０は、これらアンテナ体１２２，１２４の形状に対応して矩形状に形成されている。従って、図４に示すように、装置本体１０２から取付ユニット１１４を取り外し、その送信用アンテナ取付部１１８に送信用アンテナ体１２２を、またその受信用アンテナ取付部１２０に受信用アンテナ体１２４を嵌め込むことによって、これらアンテナ体１２２，１２４が取付ユニット１１４に着脱自在に装着される。そして、このようにアンテナ体１２２，１２４を装着した取付ユニット１１４を図３に示すように装置本体２の底部に着脱自在に取り付けることによって、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４が装置本体１０２に所要の通りに取り付けられる。
【００３７】
装置本体１０２内には、信号回路部を構成する送信パルス発生器１２６、高周波増幅器１２８及び信号処理回路１３０（図１における信号処理手段１６及びメモリ１７として機能する）が設けられている。送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４は例えばボータイ型のアンテナを備え、このアンテナに複数個の抵抗が装荷され、複数個の抵抗の合成抵抗値が例えば２０〜２００Ω程度になるように設定され、アンテナ及び複数の抵抗が例えば合成樹脂などでモールドされる。送信用アンテナ体１２２の上端面には、アンテナに電気的に接続された接続端子１３２が設けられ、この接続端子１３２が接続ケーブル１３４を介して送信パルス発生器１２６に電気的に接続され、送信パルス発生器１２６からの送信パルス信号が接続ケーブル１３４を介して送信用アンテナ体１２２に送給される。また、受信用アンテナ体１２４の上端面には、送信用アンテナ体１２２と同様に、アンテナに電気的に接続された接続端子１３６が設けられ、この接続端子１３６が接続ケーブル１３８を介して高周波増幅器１２８に電気的に接続され、受信用アンテナ体１２４にて受信した受信信号が接続ケーブル１３８を介して高周波増幅器１２８に送給される。
【００３８】
また、装置本体１０２の上面前部には、液晶表示装置１４０（図１における表示手段２０を構成する）が配設されて、探知信号のデータ内容、即ち探知画像などが表示される。更に、装置本体１０２の把持部１０４には、探査スイッチなどの操作スイッチ１４２（図１における入力手段１８を構成する）が配設されている。更にまた、この実施形態では、後輪１０８の一つに関連して距離センサ１４３が設けられている。この距離センサ１４３は、図示していないが、例えば、周方向に等間隔をおいて設けられた多数のスリットを有するスリットプレートと、このスリットプレートの両側に配設された発光素子及び受光素子とから構成されている。探査装置の移動によって後輪１０８と一体的にスリットプレートが回転すると、発光素子からの光がスリットプレートのスリットを通して受光素子に到達し、このようにスリットを通して光を受光すると受光素子はパルス信号を生成し、発生するパルス信号の数をカウントすることによって、探査装置の移動距離を計測することができる。尚、このような距離センサ１４３は、一対の前輪１０６及び一対の後輪１０８のいずれかに設けることができる。
【００３９】
この実施形態においては、取付ユニット１１４として種々の形態のものが用いられ、異なる種類の取付ユニット１１４を用いることによって、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の配置関係を相互に変更することができる。図５では装置本体１０２の底部に着脱自在に取り付けられる３種類の取付ユニット１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃが示されている。図５（ａ）〜（ｃ）に示す取付ユニット１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃでは、図に示すように、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の長手方向が取付ユニット１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃの長手方向と一致するように、換言すると、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の幅の短い部位が相互に対向するように、送信用アンテナ取付部１１８及び受信用アンテナ取付部１２０が設けられ、図５（ａ）に示す取付ユニット１１４Ａでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が小さく、図５（ｂ）に示す取付ユニット１１４Ｂでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が中程度であり、図５（ｃ）に示す取付ユニット１１４Ｃでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が大きくなっており、これらの取付ユニット１１４Ａ〜１１４Ｃを使い分けることによって、これらアンテナ体１２２，１２４の長手方向が対向するように配置した状態における両アンテナ体１２２，１２４間の距離関係を変更することができる。
【００４０】
この実施形態では、図５（ａ）に示すように、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の外形にほぼ対応するように矩形状のボータイアンテナ１２３及び１２５が内蔵されている。図５（ａ）〜（ｃ）に示す関係では、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の偏波方向が同一方向で、且つこれらのアンテナ体１２２，１２４を結ぶ仮想直線が上記偏波方向に一致するように構成されている。これらのように配置した場合、後に説明する如く、送信用アンテナ体１２２から受信用アンテナ体１２４に直接的に入力される電磁波が弱くなり、この直接的入力電磁波によるノイズ成分が小さくなり、表面近傍の浅い個所に隠蔽された隠蔽物の探知が可能となり、浅い個所の隠蔽物探知に好適なものとなる。
【００４１】
図６では装置本体１０２の底部に着脱自在に取り付けられる他の形態の３種類の取付ユニット１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆが示されている。図６（ａ）〜（ｃ）に示す取付ユニット１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆでは、図に示すように、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の長手方向が取付ユニット１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃの長手方向に対して実質上垂直な方向となるように、換言すると、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の幅の長い部位が相互に対向するように、送信用アンテナ取付部１１８及び受信用アンテナ取付部１２０が設けられ、図６（ａ）に示す取付ユニット１１４Ｄでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が小さく、図６（ｂ）に示す取付ユニット１１４Ｅでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が中程度であり、図６（ｃ）に示す取付ユニット１１４Ｆでは送信用アンテナ取付部１１８と受信用アンテナ取付部１２０との間隔が大きくなっており、これらの取付ユニット１１４Ｄ〜１１４Ｆを使い分けることによって、これらアンテナ体１２２，１２４の長手方向に対して垂直方向に対向するように配置した状態における両アンテナ体１２２，１２４間の距離関係を変更することができる。そして、図６に示す形態の取付ユニット１１４Ｄ〜１１４Ｆと図５に示す取付ユニット１１４Ａ〜１１４Ｃとを組み合わせて使い分けることによって、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の配置位置関係及び配置角度関係を変更することができる。
【００４２】
図６（ａ）〜（ｃ）に示す配置関係では、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の偏波方向が同一方向で、且つこれらのアンテナ体１２２，１２４を結ぶ仮想直線が上記偏波方向に対し垂直な方向となるように構成されている。これらのように配置した場合、送信用アンテナ体１２２からの強い電磁波が隠蔽物１５に向けて送信されるので、後に説明するが如く、送信用アンテナ体１２２から受信用アンテナ体１２４に直接的に入力される電磁波が強くなってそのノイズ成分が大きくなり、浅い個所に隠蔽された隠蔽物の探査は不向きであるが、ある程度深い個所の隠蔽物探知に好適なものとなる。
【００４３】
この取付ユニットは、図７に示すように構成することもできる。この取付ユニット１１４Ｇでは、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４を第１の配置関係、即ち図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにアンテナ体１２２，１２４の長手方向と取付ユニット１１４Ｇの長手方向とが一致する関係になるように配置するための第１取付部１１８ａ，１２０ａが設けられているとともに、この第１取付部１１８ａ，１２０ａの配設部位に重ねて、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４を第２の配置関係、即ち図６（ａ）〜（ｃ）に示すようにアンテナ体１２２，１２４の長手方向と取付ユニット１１４Ｇの長手方向とが垂直な関係になるように配置するための第２取付部１１８ｂ，１２０ｂが設けられている。このような取付ユニット１１４Ｇを用いることによって、一つの取付ユニット１１４Ｇでこれらアンテナ体１２２，１２４の配置角度関係を変更することができる。
【００４４】
尚、送信用アンテナ体１２２と受信用アンテナ体１２４との間隔は、上述した取付ユニット１１４Ａ〜１１４Ｇを用いて例えば１〜８ｃｍの範囲で変更可能に構成される。
【００４５】
上述した形態では、装置本体１０２に送信パルス発生器１２６及び高周波増幅器１２８が内蔵され、取付ユニット１１４（１１４Ａ〜１１４Ｇ）に送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４が装着され、送信パルス発生器１２６及び高周波増幅器１２８が接続ケーブル１３４，１３８を介して接続されているが、このような構成に代えて、送信パルス発生器１２６を送信用アンテナ体１２２に直接的に取り付けるとともに、高周波増幅器１２８を受信用アンテナ体１２４に直接的に取り付けるようにしてもよく、このように構成することによって接続ケーブル１３４，１３８を省略することができ、接続ケーブル１３４から発生してしまうノイズ信号、及び接続ケーブル１３８により受信してしまうノイズ信号をなくし、受信信号に含まれるノイズ成分を抑えることができる。
【００４６】
探査装置の他の形態の具体的構成
次に、図８を参照して、探査装置の他の形態について説明する。図８は、他の形態の小型探査装置を示す簡略断面図である。尚、以下の実施形態において、図２〜図４に示す実施形態と実質上同一の部材には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
図８において、この小型探査装置では、装置本体１０２Ｈにアンテナユニット１５２が着脱自在に装着される。アンテナユニット１５２はユニット体１５４を備え、このユニット体１５４に送信用アンテナ取付部１５６及び受信用アンテナ取付部１５８が設けられ、送信用アンテナ取付部１５６に送信用アンテナ体１２２が、また受信用アンテナ取付部１５８に受信用アンテナ体１２４が取り付けられている。
【００４８】
ユニット体１５４の上端面にはユニット側接続端子部１６０が設けられ、この接続端子部１６０は送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４に電気的に接続されている。また、装置本体１０２Ｈの一部（この実施形態では、その座面）には装置側接続端子部１６２（第１端子部を構成する）が設けられ、この接続端子部１６２が送信パルス発信器１２６、高周波増幅器１２８及び信号処理回路１３０に電気的に接続されている。
【００４９】
この実施形態では、アンテナユニット１５２の接続端子部１６０と装置本体１０２Ｈの接続端子部１６２とが、例えばケーブルから構成される接続部材１６４を介して電気的に接続される。接続部材１６４の一端部には接続端子部１６６が設けられ、この接続端子部１６６をユニット側接続端子部１６０に着脱自在に装着することによって、接続部材１６４の一端側がアンテナユニット１５２に接続される。また、接続部材１６４の他端部には接続端子部１６８（第２端子部を構成する）が設けられ、この接続端子部１６８を装置本体側の接続端子部１６２に接続することによって、接続部材１６４の他端側が装置本体１０２Ｈに接続される。
【００５０】
この探査装置では、アンテナユニット１５２を装置本体１０２Ｈの底部に着脱自在に装着することによって、通常の探査装置として用いられ、装置本体１０２Ｈを例えばコンクリートの表面に沿って移動させることによって、このコンクリート中に隠蔽された隠蔽物（例えば、配管など）を上述したようにして探知することができる。また、アンテナユニット１５２を装置本体１０２Ｈから取り外し例えばコンクリートの表面に沿って移動させることによって、このコンクリート中の隠蔽物を探知することができる。このとき、コンクリート表面に沿って移動させるのはアンテナユニット１５２のみであるので、比較的狭いスペースでもアンテナユニット１５２を移動させて探査することができる。また、このようにアンテナユニット１５２を装置本体１０２に着脱自在にするとともに、両者を相互に解除自在に接続される接続端子部１６２，１６８を介して接続することによって、アンテナユニット１５２を容易に交換することが可能となり、送信用アンテナ体１２２及び受信用アンテナ体１２４の配置関係の異なる複数種のアンテナユニット１５２（例えば、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）に示す各種形態のアンテナユニット）を用意することによって、隠蔽物の探査に最適なアンテナユニットを選択して探知することができ、隠蔽物を正確に探知することが可能となる。
【００５１】
この形態では、アンテナユニット１５２のみを移動させて探査するので、このアンテナユニット１５２に距離センサ１７０が装着され、この距離センサ１７０を用いてアンテナユニット１５２の移動距離を計測する。このような距離センサ１７０を設けた場合、距離センサ１７０は接続部材１６４を介して信号処理回路１３０に電気的に接続され、距離センサ１７０の検知信号が信号処理回路１３０で所要の通りに処理されて移動距離が演算される。尚、この距離センサ１７０の具体的構成については、後述する。
【００５２】
この実施形態では、接続部材１６４の一端側がアンテナユニット１５２に、その他端側が装置本体１０２Ｈに着脱自在に接続されるが、このような構成に代えて、接続部材１６４の一端側についてはアンテナユニット１５２に固定的に接続し、その他端側のみを装置本体１０２Ｈに着脱自在に装着するようにしてもよい。
【００５３】
また、図８の実施形態では一種類の接続部材１６４しか示していないが、図９に示すような比較的短い接続部材（第１接続部材を構成する）と、比較的長い接続部材（第２接続部材を構成する）とを用い、アンテナユニット１５２を装置本体１０２Ｈに装着して探査する場合には、比較的短い接続部材を用いてアンテナユニット１５２と装置本体１０２Ｈを接続し、装置本体１０２Ｈから取り外して探査する場合には、比較的長い接続部材を用いてアンテナユニット１５２と装置本体１０２Ｈとを接続するようにしてもよい。
【００５４】
次に、図９を参照して、探査装置の更に他の形態について説明する。図９は、更に他の形態の小型探査装置を示す簡略断面図である。図９において、この小型探査装置では、装置本体１０２Ｊの底部に内蔵送信用アンテナ体１２２ａと内蔵受信用アンテナ体１２４ａが取り付けられ、これらアンテナ体１２２ａ，１２４ａが装置本体１０２Ｊの下部（この形態では、その後面下部）に設けられた内蔵アンテナ端子部１７２に内蔵アンテナケーブル１２３ａ，１２５ａを介して電気的に接続されている。また、装置本体１０２Ｊの一対の後輪１０８に関連して距離センサ１４３が設けられ、この距離センサ１４３も上記内蔵アンテナ端子部１７２に電気的に接続され、内蔵送信用アンテナ体１２２ａ及び内蔵受信用アンテナ体１２４ａを用いて探査する場合、この距離センサ１４３により装置本体１０２Ｊの移動距離が計測される。
【００５５】
この探査装置は、更に、装置本体１０２Ｊに外付けで着脱自在に装着される外付けアンテナユニット１５２Ｊを含んでいる。外付けアンテナユニット１５２Ｊは、図８に示すアンテナユニット１５２と実質上同一の構成であり、そのユニット体１５４に設けられた送信用アンテナ取付部１５６及び受信用アンテナ取付部１５８に外付け送信用アンテナ体１２２ｂ及び外付け受信用アンテナ体１２４ｂが取り付けられている。この外付けアンテナユニット１５２Ｊの上端面には外付けアンテナ端子部１６０が設けられ、これらアンテナ体１２２ｂ，１２４ｂが外付けアンテナ端子部１６０に外付けアンテナケーブル１２３ｂ，１２５ｂを介して電気的に接続されている。また外付けアンテナユニット１５２Ｊにも距離センサ１７０が装着され、この距離センサ１７０が外付けアンテナ端子部１６０に電気的に接続されている。外付けアンテナユニット１５２Ｊを用いて探査する場合、この距離センサ１７０を用いて外付けアンテナユニット１５２Ｊの移動距離が計測される。
【００５６】
また、装置本体１０２Ｊの一部（この実施形態では、その後面）には装置側接続端子部１６２が設けられ、この接続端子部１６２が内蔵接続ケーブル１２７，１２９，１３１を介して送信パルス発信器１２６、高周波増幅器１２８及び信号処理回路１３０に電気的に接続されている。
【００５７】
この実施形態では、外付けアンテナユニット１５２Ｊを用いて探査する場合、図９に実線で示すように、外付けアンテナユニット１５２Ｊが比較的長い接続部材１６４ａ（第２接続部材）を介して装置本体１０２Ｊに電気的に接続される。即ち、接続部材１６４ａの一端側の接続端子部１６６ａが外付けアンテナユニット１５２Ｊの外付けアンテナ端子部１６０に、またその他端側の接続端子部１６８ａが装置本体１０２Ｊの装置側接続端子部１６２に電気的に接続され、装置本体１０２Ｊ側の送信パルス発信器１２６が外付け送信用アンテナ体１２２ｂに、高周波増幅器１２８が外付け受信用アンテナ体１２４ｂに、また信号処理回路１３０が距離センサ１７０に接続部材１６４ａを介して電気的に接続される。従って、外付けアンテナユニット１５２Ｊを例えばコンクリート表面に沿って移動させることによって、コンクリート中の隠蔽物を探知することができ、アンテナユニット１５２Ｊを移動させるので狭い場所でも容易に探査することが可能となる。このとき、装置本体１０２Ｊの内蔵アンテナ端子部１７２には何も接続されず、従って、内蔵送信用アンテナ体１２２ａ及び内蔵受信用アンテナ体１２４ａは外付け送信用アンテナ体１２２ｂ及び外付け受信用アンテナ体１２４ｂから完全に分離され、使用しないアンテナ体１２２ａ，１２４ａによる悪影響を解消することができる。
【００５８】
一方、内蔵アンテナ体１２２ａ，１２４ａを用いて探査する場合、図９に二点鎖線で示すように、装置本体１０２Ｊの内蔵アンテナ端子部１７２が比較的短い接続部材１６４ｂ（第１接続部材）を介して装置本体１０２Ｊの接続端子部１６２に電気的に接続される。即ち、接続部材１６４ｂの一端側の接続端子部１６６ｂが装置本体１０２Ｊの下側の内蔵アンテナ端子部１７２に、またその他端側の接続端子部１６８ｂが装置本体１０２Ｊの上側の装置側接続端子部１６２に電気的に接続され、装置本体１０２Ｊ側の送信パルス発生器１２６が内蔵送信用アンテナ１２２ａに、高周波増幅器１２８が内蔵受信用アンテナ体１２４ａに、また信号処理回路１３０が距離センサ１４３に接続部材１６４ｂを介して電気的に接続される。従って、装置本体１０２Ｊを例えばコンクリート表面に沿って移動させることによって、コンクリート中の隠蔽物を探知することができる。このとき、外付けアンテナユニット１５２Ｊは装置本体１０２Ｊとは完全に分離され、外付けアンテナ体１２２ｂ，１２４ｂによる悪影響を解消することができる。
【００５９】
このように種類の異なる接続部材１６４ａ，１６４ｂを用いる場合、送受信される電磁波の伝搬時間の差が所定時間となるようにそれらの長さを設定するのが望ましく、このようにすることによって、内蔵アンテナ体１２２ａ，１２４ａ及び外付けアンテナ体１２２ｂ，１２４ｂを用いた場合において、用いるアンテナ体に関係なく隠蔽物の探査を所要の通り行うことができる。図９の実施形態においては、内蔵アンテナ体１２２ａ，１２４ａを用いる場合の電磁波の伝搬距離、即ち内蔵接続ケーブル１２７，１２９、接続部材１６４ｂ及び内蔵アンテナケーブル１２３ａ，１２５ａの合計長さと、外付けアンテナ体１２２ｂ，１２４ｂを用いる場合の電磁波の伝搬距離、即ち内蔵接続ケーブル１２７，１２９、接続部材１６４ａ及び外付けアンテナケーブル１２３ｂ，１２５ｂの合計長さとが、電磁波の伝搬時間の差が所定時間となるように設定される。
【００６０】
尚、接続部材１６４ｂは必ずしも必要なものではなく、接続端子部を有する基板でもよい。また、例えば図１０に示すように構成することによって、この接続部材１６４ｂを省略することもできる。図１０において、この変形形態では、装置本体側の接続端子部１６２が装置本体１０２Ｊに固定的に取り付けられておらず、所定範囲において移動可能に、即ちフリーの状態で支持されている。内蔵接続ケーブル１２７，１２９，１３１を外側に引っ張ってこの接続端子部１６２を図１０に示すように装置本体１０２Ｊ外に引き出して内蔵アンテナ端子部１７２（この接続端子部１７２は接続部材１６４ａの接続端子部１６８ａにも接続可能である）に直接的に接続することができ、このようにすることによって短い接続ケーブル１６４ｂを省略することができる。
【００６１】
アンテナユニット１５２（１５２Ｊ）に装備される距離センサ１７０は、例えば、図１１〜図１３に示すように構成することができる。図１１（ａ）及び（ｂ）は、第１の形態のアンテナユニット１５２Ａを示し、この第１の形態では、送信用アンテナ体１２２と受信用アンテナ体１２４との間にある程度の間隔が存在し、距離センサ１７０はこれらアンテナ体１２２，１２４の間に配設される。図１１（ａ）及び（ｂ）において、ユニット体１５４Ａの長手方向中央部には従動輪１８２が回転自在に装着され、この従動輪１８２はユニット体１５４Ａの底壁に形成された開口を通して下方に幾分突出し、この従動輪１８２に関連して距離センサ１７０が配設されている。距離センサ１７０は、周方向に多数のスリットが設けられたスリットプレート１８４と、スリットプレート１８４の片側に配設された発光素子とその他側に配設された受光素子との組合せから構成された光センサ１８６、例えばフォトインタラプタとから構成され、スリットプレート１８４が従動輪１８２と一体的に回動される。
【００６２】
このアンテナユニット１５２Ａにおいては、探査のために所定方向に移動すると、この移動によって従動輪１８２が従動し、この従動によりスリットプレート１８４が回動する。そして、発光素子と受光素子との間にスリットプレート１８４のスリットが位置すると、発光素子からの光がこのスリットを通して受光素子に受光され、受光素子はパルス信号を生成する。従って、受光素子が生成するパルス信号の数をカウントすることによって、アンテナユニット１５２Ａの移動距離を計測することができる。
【００６３】
図１２は、第２の形態のアンテナユニット１５２Ｂを示し、この第２の形態では、送信用アンテナ体１２２と受信用アンテナ体１２４との間に間隔がほとんど存在せず、距離センサ１７０は送信用アンテナ体１２２（又は受信用アンテナ体１２４）の外側に配設される。図１２において、ユニット体１５４Ｂの長手方向両端部には従動輪１８２が回転自在に装着され、一対の従動輪１８２はユニット体１５４Ｂの底壁より下方に幾分突出し、一対の従動輪１８２の一方（この形態では、図１２において左側）に関連して距離センサ１７０が配設されている。距離センサ１７０は、図１１と実質上同一で、スリットプレート１８４及び光センサ１８６から構成され、スリットプレート１８４が一方の従動輪１８２と一体的に回動し、光センサ１８６がユニット体１５４Ｂの天壁内面に取り付けられ、発光素子がスリットプレート１８４の片側に、受光素子がスリットプレート１８４の他側に配置される。このような形態のアンテナユニット１５２Ｂにおいても、距離センサ１７０によりアンテナユニット１５２Ｂの移動距離を計測することができる。
【００６４】
図１３は、第３の形態のアンテナユニット１５２Ｃを示し、この第３の形態では、送信用アンテナ体１２２と受信用アンテナ体１２４との間に間隔がほとんど存在せず、距離センサ１７０は送信用アンテナ体１２２（又は受信用アンテナ体１２４）の上方に配設される。図１３において、ユニット体１５４Ｃの長手方向両端部には従動輪１８２が回転自在に装着され、一対の従動輪１８２の一方（この形態では、図１３において左側）に関連して距離センサ１７０が配設されている。距離センサ１７０は、図１１と実質上同一で、スリットプレート１８４及び光センサ１８６から構成され、スリットプレート１８４及び光センサ１８６がユニット体１５４Ｃの天壁内面に取り付けられ、光センサ１８６の発光素子がスリットプレート１８４の片側に、受光素子がスリットプレート１８４の他側に配置される。また、一方の従動輪１８２とスリットプレート１８４との間にはギア機構、例えばフェースギア機構１９２が配設され、従動輪１８２からの駆動力がフェースギア機構１９２の第１ギア１９４（従動輪１８２と一体的に回動する）及び第２ギア１９６（スリットプレート１８４と一体的に回動する）を介してスリットプレート１８４に伝達され、スリットプレート１８４として径の大きなものを用いることができる。このような形態のアンテナユニット１５２Ｃにおいても、距離センサ１７０によりアンテナユニット１５２Ｃの移動距離を計測することができる。
【００６５】
探査装置を用いた探査実験
上述した探査装置の効果を確認するために、次の通りの探査実験を行った。まず、図１４に示す通りのコンクリートサンプル２０２を製作し、このコンクリートサンプル２０２に隠蔽物として、直径２０ｍｍの金属管２０４、直径１５ｍｍの水入り樹脂管２０６、直径３０ｍｍの水入り樹脂管２０８及び直径２５ｍｍの水入り樹脂管２１０をコンクリートサンプル２０２の表面から約５０ｍｍの位置に埋め込んだ状態で設けた。このコンクリートサンプル２０２の幅Ｗは３０ｃｍであり、サンプル２０２上を走査した距離Ｌは約４０ｃｍであった。探査装置として図２〜図４に示す形態のものを用い、矢印２１２で示す方向に探査を行った。このとき、送信用アンテナ体２１４及び受信用アンテナ体２１６は、図１５に示す配置状態（これらアンテナ体２１４，２１６を結ぶ仮想直線が偏波方向に対して垂直な方向となるように配置し、それらの間隔がゼロ（零）となるように配置する）にして探査を行った。この探査実験の結果、図１６に示す通りの探査画像が得られた。図１６において、探査画像の時間帯Ｗｄに存在する白い領域は送信用アンテナ体２１４から受信用アンテナ体２１６に直接的に伝わる直接波であり、時間帯Ｗｒに存在する小さい円弧状の４つの領域が隠蔽物である管２０４〜２１０からの反射波（探知波）であり、これら管２０４〜２１０の位置に対応している。図１６の探査画像においては、時間帯Ｗｄと時間帯Ｗｒとの間の時間帯に直接的に入力される入力電磁波の領域が存在している。この領域は上記直接波の影響によるノイズ成分であり、探知信号に多くのノイズ成分が重畳していることを示し、このノイズ成分によって反射波が見え難くなっている。
【００６６】
次に、上述したと同様のコンクリートサンプル２０２を使用し、探査装置として図２〜図４に示す形態のもので、送信用アンテナ体２１４及び受信用アンテナ体２１６の配置関係が異なるものを用いて同様に矢印２１２で示す方向に探査を行った。このとき、送信用アンテナ体２１４及び受信用アンテナ体２１６は、図１７に示す配置状態（これらアンテナ体２１４，２１６を結ぶ仮想直線が偏波方向と一致するように配置し、それらの間隔Ｌ１が２ｃｍとなるように配置する）にして探査を行った。この探査実験の結果、図１８に示す通りの探査画像が得られた。図１８において、探査画像の時間帯Ｗｒに存在する領域は送信用アンテナ体２１４から受信用アンテナ体２１６に直接的に伝わる直接波であり、時間帯Ｗｒに存在する小さい円弧状の４つの領域が隠蔽物である管２０４〜２１０からの反射波（探知波）であり、これら管２０４〜２１０の位置に対応し、時間帯Ｗｄと時間帯Ｗｒとの間の時間帯において直接的に入力される入力電磁波（ノイズ成分）が少なく、時間帯Ｗｒにおける円弧状の領域が明瞭に現れている。
【００６７】
図１６と図１８との対比から明らかなように、送信用アンテナ体２１４と受信用アンテナ体２１６との配置関係を変更することによって、受信用アンテナ体２１６の受信信号に含まれるノイズ成分が大きく変動し、これらアンテナ体２１４，２１６を所定の配置関係に保持することによって探査信号に含まれるノイズ成分を大幅に低減できることが確認できた。
【００６８】
また、図１７に示す配置状態で、アンテナ体２１４，２１６の間隔Ｌ１を変化させた場合におけるＳ／Ｎ比の変化を調べた。アンテナ体２１４，２１６の間隔Ｌ１を０〜５０ｍｍの範囲で変化させたときのＳ／Ｎ比（時間帯Ｗｒにおける振幅値／時間帯Ｗｄにおける振幅値）は、図１９に示す通りであった。図１９に示すように、アンテナ体２１４，２１６の間隔Ｌ１が大きくなればなるほどＳＮ比が良くなっていることがわかる。しかしながら、この間隔Ｌ１が大きくなりすぎると探査限界との兼ね合わせで感度の良い受信信号が得られなくなる問題があるため、間隔Ｌ１の範囲は１〜８ｃｍまでに設定することが望ましい。
【００６９】
以上、本発明に従う探査装置の各種実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００７０】
探査装置の探査装置本体１０２Ｊとアンテナユニット１５２Ｊとを接続する接続部材１６４ａは適宜の長さに設定されるが、その使用状態は図２０に示すようになり、アンテナユニット１５２Ｊを用いて架空配管の下など、狭い場所における探査作業が可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の探査装置によれば、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の配置関係を変えることができるので、これらアンテナ体の偏波方向に関連して、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に入力される入力電磁波を少ない状態にすることができ、これによって、受信信号に含まれるノイズ成分を少なくして隠蔽物を正確に探知することができる。
【００７２】
また、本発明の請求項２に記載の探査装置によれば、取付ユニットは第１取付部及び第２取付部を有しているので、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を第１取付部に取り付けることによって、これらアンテナ体を第１の配置関係に保持することができ、また送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を第２取付部に取り付けることによって、これらアンテナ体を第２の配置関係に保持することができる。
【００７３】
また、本発明の請求項３に記載の探査装置によれば、複数個の取付ユニットが選択的に装着され、複数個の取付ユニットの一つに送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を取り付けると、これらアンテナ体を第１の配置関係に保持することができ、また複数個の取付ユニットの他の一つに送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を取り付けると、これらアンテナ体を第２の配置関係に保持することができる。
【００７４】
また、本発明の請求項４に記載の探査装置によれば、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体を備えたアンテナユニットが装置本体に着脱自在に装着されるので、このアンテナユニットを装置本体に取り付けた状態では、装置本体を所要の通りに移動させることによって隠蔽物を探査することができ、またアンテナユニットを装置本体から取り外した状態では、アンテナユニットを所要の通りに移動させて隠蔽物を探査することができ、これによって、比較的狭い場所における隠蔽物の探査作業を容易にすることができる。
【００７５】
また、本発明の請求項５に記載の探査装置によれば、装置本体に第１端子部が設けられ、アンテナユニットに接続された接続部材に第２端子部が設けられているので、第１及び第２端子部を相互に接続することによって、アンテナユニットと装置本体を電気的に接続することができる。また、このように構成することによって、種類の異なる複数のアンテナユニットを選択的に用いることができる。
【００７６】
また、本発明の請求項６に記載の探査装置によれば、装置本体に内蔵された内蔵送信用アンテナ体及び内蔵受信用アンテナ体を用いて探査するときには、装置本体の信号回路部とこれらのアンテナ体とが接続部材を介して接続されるので、内蔵アンテナ体を用いて隠蔽物を探知することができる。また、アンテナユニットに取り付けられた外付け送信用アンテナ体及び外付け受信用アンテナ体を用いて探査するときには、装置本体の信号回路部とこれらのアンテナ体とが接続部材を介して接続されるので、外付けアンテナ体を用いて隠蔽物を探知することができる。また、この内蔵アンテナ体と外付けアンテナ体とが選択的に接続部材を介して接続される構成であるので、内蔵アンテナ体と外付けアンテナ体とが実質上完全に分離された構成となり、探査に用いないアンテナ体による悪影響をなくすことができる。
【００７７】
また、本発明の請求項７に記載の探査装置によれば、内蔵接続ケーブルが第１接続部材として機能するので、装置側接続端子部を内蔵アンテナ端子部に接続することができ、第１接続部材を省略することができる。
【００７８】
また、本発明の請求項８に記載の探査装置によれば、内蔵アンテナ体を用いる場合の電磁波の伝搬長さと外付けアンテナ体を用いる場合の電磁波の伝搬長さとは、送受信される電磁波の伝搬時間の差が所定時間内となるように長さが設定されるので、内蔵アンテナ体及び外付けアンテナ体を選択的に用いても隠蔽物の探査を所定の通り行うことができる。
【００７９】
また、本発明の請求項９に記載の探査装置によれば、送信パルス発生器が送信用アンテナ体に直接的に取り付けられているので、送信パルス発生器と送信用アンテナ体とを接続する接続ケーブルを省略することができ、また高周波増幅器が受信用アンテナ体に直接的に取り付けられているので、高周波増幅器と受信用アンテナ体とを接続する接続ケーブルを省略することができる。
【００８０】
また、本発明の請求項１０に記載の探査装置によれば、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体はそれらの偏波方向が実質上同一方向で、且つそれらを結ぶ仮想直線が上記偏波方向と一致するように配置されるので、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に伝搬される入力電磁波が小さくなり、これによって直接波によるノイズ成分を抑えることができ、比較的浅い個所の隠蔽物を探知するのに好適に用いることができる。
また、本発明の請求項１１に記載の探査装置によれば、受信信号の感度の良い状態にてＳ／Ｎ比の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う探査装置の構成の概要を示す簡略図である。
【図２】小型探査装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２の小型探査装置において、取付ユニットを装置本体に取り付けた状態で示す簡略断面図である。
【図４】図２の小型探査装置において、取付ユニットを装置本体から取り外した状態で示す簡略断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、種々の異なる形態の取付ユニットを示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、更に異なる形態の取付ユニットを示す斜視図である。
【図７】更に異なる他の形態の取付ユニットを示す斜視図である。
【図８】小型探査装置の他の実施形態を示す簡略図である。
【図９】小型探査装置の更に他の実施形態を示す簡略図である。
【図１０】小型探査装置の変形形態を示す簡略図である。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第１の形態のアンテナユニットを示す平面図及び正面図である。
【図１２】第２の形態のアンテナユニットを示す正面図である。
【図１３】第３の実施形態のアンテナユニットを示す正面図である。
【図１４】探査実験に用いたコンクリートサンプルを示す図である。
【図１５】送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の配置関係を示す斜視図である。
【図１６】図１５の配置関係のアンテナ体を用いて探査したときに得られた探査画像を示す図である。
【図１７】送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の他の配置関係を示す斜視図である。
【図１８】図１７の配置関係のアンテナ体を用いて探査したときに得られた探査画像を示す図である。
【図１９】送信アンテナと受信アンテナとの離隔距離とＳ／Ｎ比との関係を示す図である。
【図２０】探査装置の使用例を示す使用説明図である。
【符号の説明】
２，１０２，１０２Ｊ 装置本体
４ コンクリート
６ 信号回路部
８，１２２，１２２ａ，１２２ｂ 送信用アンテナ体
１０，１２４，１２４ａ，１２４ｂ 受信用アンテナ体
１２，１２６ 送信用パルス発生器
１４ 高周波増幅器
１５ 配管
１６ 信号処理手段
１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆ，１１４Ｇ 取付ユニット
１３０ 信号処理回路
１４３，１７０ 距離センサ
１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃ，１５２Ｊ アンテナユニット
１６０，１６２，１６６，１６６ａ，１６６ｂ，１６８，１６８ａ，１６８ｂ
１７２ 接続端子部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exploration device for exploring a concealed object existing in the ground, in concrete, or the like using electromagnetic waves.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An exploration apparatus for exploring a concealed object existing in the ground, concrete, or the like, for example, a pipe, a steel material, or the like is known (for example, see Patent Document 1). This exploration device is installed at the tip of a non-drilling excavator. The uncut excavation device includes a propulsion body for propelling in the soil, the propulsion body includes a propulsion main body and a propulsion tip provided at a distal end of the propulsion main body, and an exploration device is mounted on the propulsion tip.
[0003]
This exploration apparatus transmits a detection signal by processing a transmission antenna for transmitting an electromagnetic wave, a reception antenna for receiving a reflected electromagnetic wave from a concealed object, and a reception electromagnetic wave received by the reception antenna as required. Signal processing means for generating a concealed object based on a detection signal of the signal processing means, thereby enabling the embedding position to be known.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
This type of exploration device has the following problems to be solved. First, the arrangement relationship (the mutual positional relationship and the mutual angular relationship) between the transmitting antenna body and the receiving antenna body is constant, and therefore, depending on the concealed portion of the concealed object, etc. Electromagnetic waves directly input to the receiving antenna become noise and overlap with the detection signal, so that the concealed object cannot be detected with high accuracy. For example, when exploring pipes, steel materials, etc. concealed in the shallow part of concrete, electromagnetic waves transmitted from the transmitting antenna propagate through the antenna substrate and directly enter the receiving antenna with strong amplitude. Then, this input electromagnetic wave is superimposed on the reflected electromagnetic wave from the concealed object in the concrete shallow part, and the input electromagnetic wave becomes noise, so that the concealed object cannot be accurately detected, and the position detection accuracy is reduced.
[0005]
Second, since this type of exploration apparatus is equipped with a signal circuit unit including signal processing means, a transmitting antenna and a receiving antenna in the apparatus main body, the apparatus main body becomes large, and the exploration apparatus is used in a narrow place. Is difficult to move as required, and it is difficult to search for a concealed object hidden in such a place.
[0006]
Third, in this type of exploration device, the purpose is to detect a concealed object concealed at a certain depth, and therefore, for example, when exploring a pipe concealed in a shallow part of concrete. However, as described above, there is a problem in that the input electromagnetic waves become noise and cannot accurately detect a pipe or the like. In order to solve such a problem, it is only necessary to develop a dedicated exploration device for exploring a pipe such as a shallow portion of concrete, but this requires a large development cost.
[0007]
An object of the present invention is to provide a search device capable of accurately detecting a concealed object by suppressing input electromagnetic waves directly input from a transmitting antenna to a receiving antenna.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a search device that can relatively easily and easily detect a concealed object even in a small place.
Still another object of the present invention is to provide a search device which can be conveniently applied to the detection of a concealed object at a shallow place by making a slight improvement to the conventional search device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An exploration apparatus according to claim 1 of the present invention requires a transmitting antenna for transmitting an electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving an electromagnetic wave reflected by a concealed object, and an electromagnetic wave received by the receiving antenna. Signal processing means for generating a detection signal of a concealed object by processing as described above,
A mounting unit for changing the positional relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna is provided.
[0010]
In this exploration apparatus, since there is provided a mounting unit for changing a relative arrangement relation of the transmitting antenna body and the receiving antenna body, for example, a positional relation, an angular relation, etc., it is possible to change these arrangement relations. By changing the arrangement, it is possible to reduce the number of input electromagnetic waves directly input from the transmitting antenna to the receiving antenna in relation to the polarization direction of these antennas. Objects can be accurately detected. The positional relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna is, for example, a relative positional interval between the two, and the angular relationship is, for example, a relative angular position between the two.
[0011]
Further, in the exploration device according to claim 2 of the present invention, the mounting unit includes a first mounting portion for maintaining the transmitting antenna body and the receiving antenna body in a first arrangement relationship, A second mounting portion for maintaining the antenna body and the receiving antenna body in a second arrangement relation different from the first arrangement relation.
[0012]
In this exploration apparatus, the attachment unit has a first attachment portion and a second attachment portion, and the antenna device for transmission and the antenna device for reception are attached to the first attachment portion, whereby these antenna members are attached to the first attachment portion. The antennas for transmission and the antennas for reception can be attached to the second mounting portion so that the antennas can be rotated in a second arrangement, for example, 90 degrees from the first arrangement. The arrangement relation can be maintained, and the arrangement relation of these antennas can be changed by one mounting unit.
[0013]
Further, in the exploration device according to claim 3 of the present invention, a plurality of the attachment units are provided, and one of the plurality of attachment units includes the first antenna for transmission and the first antenna for reception. And the other one of the plurality of attachment units maintains the transmitting antenna and the receiving antenna in a second arrangement different from the first arrangement. I do.
[0014]
In this search device, a plurality of mounting units are selectively used. When the transmitting antenna and the receiving antenna are mounted on one of the plurality of mounting units, the antennas are maintained in the first arrangement relation, and the transmitting antenna is mounted on the other of the plurality of mounting units. When the antenna and the receiving antenna are attached, these antennas are maintained in a second arrangement, for example, an arrangement rotated by 90 degrees from the first arrangement, and the arrangement of these antennas is changed by changing the attachment unit. Can be changed.
[0015]
Further, the exploration apparatus according to claim 4 of the present invention includes a transmitting antenna for transmitting an electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving an electromagnetic wave reflected by a concealed object, and an electromagnetic wave received by the receiving antenna. A signal processing means for processing as required and generating a detection signal of the concealed object,
The apparatus comprises: a device main body in which the signal processing means is built; and an antenna unit detachably attached to the device main body, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are disposed in the antenna unit, The main body and the antenna unit are connected via a connection member.
[0016]
In this exploration apparatus, since the antenna unit having the transmitting antenna and the receiving antenna is detachably attached to the apparatus main body, when the antenna unit is attached to the apparatus main body, the apparatus main body is as required. The concealment can be searched for by moving to. In a state where the antenna unit is detached from the apparatus main body, the antenna unit can be moved as required even in a relatively small place, so that a concealed object can be detected even in a relatively small place.
[0017]
Further, in the exploration device according to claim 5 of the present invention, the device main body is provided with a first terminal portion, the antenna unit is connected to the connection member, and a second terminal is connected to a tip portion of the connection member. The first terminal portion and the second terminal portion are detachably connected to each other.
[0018]
In this exploration device, the first terminal portion is provided on the device main body, and the second terminal portion is provided on the connection member connected to the antenna unit, so that the first and second terminal portions are connected to each other. Thereby, the antenna unit and the device main body can be electrically connected. In addition, with this configuration, a plurality of antenna units of different types can be selectively used, and the antenna unit can be attached by connecting the first and second terminal portions to each other, and can be removed by the first terminal unit. It is only necessary to release the connection state of the second terminal portion, and the connection can be performed relatively easily and easily.
[0019]
Further, the exploration apparatus according to claim 6 of the present invention comprises a transmitting antenna for transmitting an electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving an electromagnetic wave reflected by a concealed object, and an electromagnetic wave received by the receiving antenna. And a signal circuit unit including a signal processing unit that generates a detection signal of a concealed object by processing as required.
The signal processing means is comprised of a device body, and an antenna unit separate from the device body, wherein the transmitting antenna includes a built-in transmitting antenna and an external transmitting antenna, The antenna body includes a built-in receiving antenna body and an external receiving antenna body, wherein the built-in transmitting antenna body and the built-in receiving antenna body are built in the device main body, and the external transmitting antenna body and the outside An attached receiving antenna is disposed in the antenna unit, and the built-in transmitting antenna and the built-in receiving antenna are connected to the external transmitting antenna and the external receiving antenna via a connecting member. It is selectively connected to the signal circuit section of the apparatus main body.
[0020]
In this exploration apparatus, when a search is performed using the built-in transmission antenna and the built-in reception antenna built in the apparatus main body, the signal circuit section of the apparatus main body and these antennas are connected via a connection member. Therefore, a concealed object can be detected using the built-in antenna body. In addition, when an exploration is performed using the external transmitting antenna and the external receiving antenna attached to the antenna unit, the signal circuit section of the device body and these antennas are connected via the connecting member. The concealed object can be detected using the external antenna body. Further, since the built-in antenna body and the external antenna body are selectively connected via the connecting member, the built-in antenna body and the external antenna body are substantially completely separated from each other. The adverse effect of the antenna body not used for the antenna can be eliminated. Furthermore, by using an antenna unit equipped with an external antenna body, the antenna unit can be moved as required even in a relatively small place, and therefore, a concealed object can be detected even in a relatively small place. be able to.
[0021]
In the exploration device according to claim 7 of the present invention, the device main body is provided with a device-side connection terminal portion, and a built-in connection cable that connects the signal processing circuit portion and the device-side connection terminal portion, It functions as a first connection member for connecting the signal processing circuit with the built-in transmitting antenna and the built-in receiving antenna.
[0022]
In this exploration apparatus, since the built-in connection cable that connects the signal processing circuit section and the apparatus-side connection terminal section functions as a first connection member, it is possible to connect this built-in connection cable to the built-in antenna body side, The first connection member can be omitted.
[0023]
Further, in the exploration device according to claim 8 of the present invention, the device main body is provided with a device side connection terminal portion, and the device side connection terminal portion and the signal processing circuit portion are connected via a built-in connection cable. The device body is further provided with a built-in antenna terminal, and the built-in antenna terminal, the built-in transmitting antenna and the built-in receiving antenna are connected via a built-in antenna cable. In addition, the antenna unit is provided with an external antenna terminal, and the external antenna terminal is connected to the external transmitting antenna and the external receiving antenna via an external antenna cable. The device-side connection terminal and the built-in antenna terminal are connected via a first connection member, and the device-side connection terminal and the external antenna are connected. A terminal portion connected via a second connection member, a total length of the built-in connection cable, the first connection member and the built-in antenna cable, the built-in connection cable, and the second connection The total length of the member and the external antenna cable is set so that a difference between propagation times of transmitted and received electromagnetic waves is within a predetermined time.
[0024]
In this exploration device, when the built-in antenna body is used, the device-side connection terminal and the built-in antenna terminal are connected via the first connection member, and the transmitted and received electromagnetic waves are transmitted through the built-in connection cable, the first connection member, and the built-in antenna. Propagated via an antenna cable. When an external antenna is used, the device-side connection terminal and the external antenna terminal are connected via the second connection member, and the transmitted / received electromagnetic waves are transmitted through the internal connection cable, the second connection member, and the external antenna. Propagated via cable. The propagation length of the electromagnetic wave when the built-in antenna is used, that is, the total length of the built-in connection cable, the first connection member, and the built-in antenna cable, and the propagation length of the electromagnetic wave when the external antenna is used, that is, the built-in connection The total length of the cable, the second connecting member, and the external antenna cable is set so that the difference in the propagation time of the electromagnetic wave is within a predetermined time (for example, 1 ns). Selective connections can be made to search for concealed objects.
[0025]
Further, in the exploration device according to claim 9 of the present invention, a transmission pulse generator for transmitting a transmission pulse signal for generating an electromagnetic wave to the transmission antenna body, and a reception pulse generator for receiving the transmission pulse signal. Further comprising a high-frequency amplifier for amplifying the electromagnetic wave, wherein the transmission pulse generator is directly attached to the transmitting antenna, and the high-frequency amplifier is directly attached to the receiving antenna. Features.
[0026]
In this exploration apparatus, a transmission pulse signal from a transmission pulse generator is transmitted to a transmission antenna body, and an electromagnetic wave based on the transmission pulse signal is transmitted from the transmission antenna body. Since the transmission cable is directly attached to the antenna body, a connection cable for connecting the transmission pulse generator and the transmission antenna body can be omitted, and thus, the connection signal is included in the reception signal received by the reception antenna body. Noise components (noise signals generated from connection cables) can be reduced. Also, the received signal from the receiving antenna is sent to the high-frequency amplifier, and the received signal is amplified by the amplifier. Since the high-frequency amplifier is directly attached to the receiving antenna, the high-frequency amplifier and the It is possible to omit a connection cable for connecting to the receiving antenna, thereby reducing a noise component (a noise signal received by the connection cable) included in the received signal.
[0027]
Further, the exploration apparatus according to claim 10 of the present invention includes a transmitting antenna for transmitting an electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving an electromagnetic wave reflected by a concealed object, and an electromagnetic wave received by the receiving antenna. A signal processing means for processing as required and generating a detection signal of the concealed object,
The polarization directions of the transmission antenna and the reception antenna are substantially the same direction, and a virtual straight line connecting the transmission antenna and the reception antenna substantially coincides with the polarization direction. Wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged.
[0028]
In this exploration apparatus, the transmitting antenna and the receiving antenna are polarized in substantially the same direction, and the antennas are arranged such that a virtual straight line connecting these antennas substantially coincides with the polarization direction. Since they are arranged, it is possible to detect a concealed object with high accuracy while suppressing noise components due to direct waves.
[0029]
In general, an exploration apparatus is configured so that an electromagnetic wave from a transmitting antenna body is maximally received by a receiving antenna body in order to mainly detect an object buried in a deep place to some extent. Therefore, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged such that their polarization directions are substantially the same, and a virtual straight line connecting both antennas is perpendicular to this polarization direction. ing. In such an arrangement, an electromagnetic wave (direct wave) directly input from the transmitting antenna to the receiving antenna is large, and this direct wave is included in the received electromagnetic wave as a noise component, and the detection of the buried object, particularly It becomes difficult to detect things buried in shallow places.
[0030]
On the other hand, in this exploration apparatus, since it is arranged as described above, a direct wave input from the transmitting antenna to the receiving antenna is small, a noise component due to the direct wave is suppressed, and the concealed object can be accurately detected. Can be detected. When the antenna is arranged as described above, the reflected electromagnetic wave received by the receiving antenna body is also weak. However, in the detection of a concealed object in a relatively shallow place, the attenuation of the electromagnetic wave is small, and the detection of the concealed object is strong enough. Thus, it is possible to provide a convenient device for detecting a concealed object at a relatively shallow place.
[0031]
Further, in the exploration device according to claim 11 of the present invention, a separation distance between the transmitting antenna and the receiving antenna is 1 to 8 cm.
In this exploration device, since the separating device between the transmitting antenna and the receiving antenna is 1 to 8 cm, the S / N ratio can be improved in a state of good sensitivity, which is suitable for a portable exploration device. Yes, it is possible to search for concealed objects even in narrow places.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a search device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Outline of configuration of exploration equipment
First, an outline of a configuration of a search device according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the illustrated exploration device includes an apparatus main body 2, which is equipped with wheels (not shown) for moving along the surface of the concrete 4, for example. The device main body 2 is equipped with various components, that is, a signal circuit portion 6, a transmitting antenna 8, a receiving antenna 10 and a display means 20, and the signal circuit portion 6 built in the device main body 2 includes a transmitting pulse. It includes a generator 12, a high-frequency amplifier 14, and a signal processing means 16. The transmission pulse generator 12 generates a transmission pulse signal and sends it to the transmitting antenna 8, and the center frequency of the transmission pulse signal is, for example, about 0.5 to 2 GHz. The transmitting antenna 8 and the receiving antenna 10 are disposed on the bottom surface of the apparatus main body 2, and the transmitting antenna 8 converts the transmission pulse signal into an electromagnetic wave and transmits the electromagnetic wave toward the surface of the concrete 4 as indicated by a chain line. I do. The transmitted electromagnetic wave is reflected by, for example, a pipe 15 which is a concealed object in the concrete 4, and the reflected electromagnetic wave from the pipe 15 is received by the receiving antenna 10 as shown by a dashed line. The received signal received by the receiving antenna 10 is subjected to high-frequency amplification by a high-frequency amplifier 14 and then sent to a signal processing unit 16, where the signal is processed as required to generate a detection signal, This detection signal is stored in the memory 17.
[0033]
The search device further includes an input unit 18 and a display unit 20. The input means 18 includes a power switch, a search switch, a detection range switch, and the like. By operating the input means 18, start and end of the search are performed. The display means 20 is composed of, for example, a liquid crystal display device, and displays the content of detection data based on a detection signal as a detection result, and by looking at the detection data, it is possible to know the embedded position of the pipe 15.
[0034]
Specific configuration of the exploration device
The configuration described above can be applied to a small exploration device as a specific configuration shown in FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the small-sized probe, FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing the small-sized probe shown in FIG. FIG. 3 is a simplified sectional view showing a state in which the mounting unit is removed from the apparatus main body in the small exploration device of FIG. 2.
[0035]
2 to 4, the small exploration device includes a rectangular parallelepiped device main body 102, and a grip portion 104 is integrally provided at a rear portion of an upper end thereof. A pair of front wheels 106 are rotatably provided at the lower front end of the apparatus main body 102, and a pair of rear wheels 108 are rotatably provided at the lower rear end thereof. With such a configuration, by grasping the grip portion 104 and moving it along the surface of the concrete 4 in the forward direction indicated by the arrow 110 (backward direction indicated by the arrow 112), the inside of the concrete 4 is searched for piping. And other concealed objects can be detected.
[0036]
In this embodiment, an attachment unit 114 is detachably attached to the bottom of the apparatus main body 102. The mounting unit 114 includes a block-shaped unit body 116 having a relatively thin thickness, and a transmitting antenna mounting part 118 is provided on one side (left part in FIGS. 3 and 4) of the unit body 116, and the other side is provided. (Right part in FIGS. 3 and 4) is provided with a receiving antenna mounting part 120. In this embodiment, the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 have a rectangular parallelepiped shape, and the transmitting antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 have rectangular shapes corresponding to the shapes of the antennas 122 and 124. It is formed in a shape. Therefore, as shown in FIG. 4, the mounting unit 114 is removed from the apparatus main body 102, and the transmitting antenna 122 is fitted to the transmitting antenna fitting 118, and the receiving antenna 124 is fitted to the receiving antenna fitting 120. As a result, these antenna bodies 122 and 124 are detachably attached to the attachment unit 114. Then, the mounting unit 114 to which the antennas 122 and 124 are attached is detachably attached to the bottom of the apparatus main body 2 as shown in FIG. 3, so that the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 are attached to the apparatus main body. Attach to 102 as required.
[0037]
In the apparatus main body 102, a transmission pulse generator 126, a high-frequency amplifier 128, and a signal processing circuit 130 (which function as the signal processing means 16 and the memory 17 in FIG. 1) constituting the signal circuit unit are provided. The transmitting antenna body 122 and the receiving antenna body 124 include, for example, a bow-tie type antenna, a plurality of resistors are loaded on the antenna, and the combined resistance value of the plurality of resistors is set to, for example, about 20 to 200Ω. Then, the antenna and the plurality of resistors are molded with, for example, a synthetic resin. A connection terminal 132 electrically connected to the antenna is provided on the upper end surface of the transmission antenna 122, and the connection terminal 132 is electrically connected to the transmission pulse generator 126 via a connection cable 134, and The transmission pulse signal from the pulse generator 126 is sent to the transmission antenna 122 via the connection cable 134. A connection terminal 136 electrically connected to the antenna is provided on the upper end surface of the reception antenna 124 similarly to the transmission antenna 122, and the connection terminal 136 is connected to the high-frequency amplifier via a connection cable 138. The signal received by the receiving antenna 124 is electrically transmitted to the high-frequency amplifier 128 via the connection cable 138.
[0038]
In addition, a liquid crystal display device 140 (constituting the display means 20 in FIG. 1) is provided at a front portion of the upper surface of the device main body 102, and displays the data content of a detection signal, that is, a detection image. Further, an operation switch 142 (constituting the input unit 18 in FIG. 1) such as a search switch is provided on the grip portion 104 of the apparatus main body 102. Furthermore, in this embodiment, a distance sensor 143 is provided in association with one of the rear wheels 108. Although not shown, the distance sensor 143 includes, for example, a slit plate having a number of slits provided at equal intervals in a circumferential direction, and a light emitting element and a light receiving element arranged on both sides of the slit plate. It is composed of When the slit plate rotates integrally with the rear wheel 108 due to the movement of the search device, light from the light emitting element reaches the light receiving element through the slit of the slit plate. When light is received through the slit in this way, the light receiving element generates a pulse signal. By counting the number of generated and generated pulse signals, the moving distance of the search device can be measured. Note that such a distance sensor 143 can be provided on any of the pair of front wheels 106 and the pair of rear wheels 108.
[0039]
In this embodiment, various types of mounting units 114 are used, and by using different types of mounting units 114, the positional relationship between the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 can be changed mutually. Can be. FIG. 5 shows three types of attachment units 114A, 114B, and 114C detachably attached to the bottom of the apparatus main body 102. In the attachment units 114A, 114B, and 114C shown in FIGS. 5A to 5C, as shown in the figure, the longitudinal direction of the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 is the longitudinal direction of the attaching units 114A, 114B, and 114C. The transmitting antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 are provided such that the directions of the transmitting antenna body 122 and the receiving antenna body 124 having short widths are opposed to each other so as to match the directions. In the mounting unit 114A shown in FIG. 5A, the distance between the transmitting antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 is small, and in the mounting unit 114B shown in FIG. The distance from the antenna mounting portion 120 is medium, and the mounting unit 114C shown in FIG. The space between the portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 is increased, and by using these mounting units 114A to 114C properly, both antennas in a state where the antennas 122 and 124 are arranged so that the longitudinal directions thereof are opposed to each other. The distance relationship between the bodies 122, 124 can be changed.
[0040]
In this embodiment, as shown in FIG. 5A, rectangular bow tie antennas 123 and 125 are built in so as to substantially correspond to the outer shapes of the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124. In the relationships shown in FIGS. 5A to 5C, the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 have the same polarization direction, and the virtual straight line connecting these antennas 122 and 124 is the polarization direction. It is configured to match the direction. In such an arrangement, as will be described later, the electromagnetic wave directly input from the transmitting antenna 122 to the receiving antenna 124 is weakened, and the noise component due to the directly input electromagnetic wave is reduced. It is possible to detect a concealed object concealed in a shallow place, which is suitable for detecting a concealed object in a shallow place.
[0041]
FIG. 6 shows three other types of attachment units 114D, 114E, and 114F that are detachably attached to the bottom of the apparatus main body 102. In the attachment units 114D, 114E, and 114F shown in FIGS. 6A to 6C, as illustrated, the longitudinal directions of the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 are the same as the longitudinal directions of the attaching units 114A, 114B, and 114C. The transmission antenna mounting portion 118 and the reception antenna 118 are arranged so that the long portions of the transmission antenna 122 and the reception antenna 124 face each other so as to be substantially perpendicular to the direction. An antenna mounting portion 120 is provided. In the mounting unit 114D shown in FIG. 6A, the distance between the transmitting antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 is small, and in the mounting unit 114E shown in FIG. The distance between the reliable antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 is medium, and the mounting unit 114F shown in FIG. The distance between the transmitting antenna mounting portion 118 and the receiving antenna mounting portion 120 is large, and by using these mounting units 114D to 114F properly, the vertical direction with respect to the longitudinal direction of the antenna bodies 122 and 124 can be obtained. The distance relationship between the two antenna bodies 122 and 124 in a state where they are arranged to face each other can be changed. The mounting units 114D to 114F shown in FIG. 6 and the mounting units 114A to 114C shown in FIG. Can be changed.
[0042]
6A to 6C, the transmission antenna 122 and the reception antenna 124 have the same polarization direction, and the virtual straight line connecting these antennas 122 and 124 is the polarization straight line. It is configured to be perpendicular to the wave direction. In such an arrangement, since the strong electromagnetic wave from the transmitting antenna 122 is transmitted toward the concealment object 15, the transmitting antenna 122 directly transmits to the receiving antenna 124 as described later. The input electromagnetic wave becomes strong and its noise component becomes large, and it is not suitable for searching for a concealed object concealed in a shallow place, but it is suitable for detecting a concealed object in a deep place to some extent.
[0043]
This mounting unit may be configured as shown in FIG. In this mounting unit 114G, the transmitting antenna body 122 and the receiving antenna body 124 are arranged in a first arrangement relationship, that is, as shown in FIGS. 5A to 5C, the longitudinal direction of the antenna bodies 122 and 124 and the mounting unit 114G. The first mounting portions 118a and 120a are arranged so that the longitudinal directions of the transmitting antennas coincide with each other, and the transmitting antenna body is superimposed on the first mounting portions 118a and 120a. 6A to 6C, the longitudinal direction of the antennas 122 and 124 and the longitudinal direction of the mounting unit 114G are perpendicular to each other. Mounting portions 118b and 120b are provided. By using such a mounting unit 114G, the arrangement angle relationship of these antennas 122 and 124 can be changed by one mounting unit 114G.
[0044]
The distance between the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124 can be changed within a range of, for example, 1 to 8 cm using the above-described mounting units 114A to 114G.
[0045]
In the above-described embodiment, the transmission pulse generator 126 and the high-frequency amplifier 128 are built in the device main body 102, and the transmission antenna 122 and the reception antenna 124 are mounted on the mounting units 114 (114A to 114G). 126 and the high-frequency amplifier 128 are connected via connection cables 134 and 138. Instead of such a configuration, the transmission pulse generator 126 is directly attached to the transmission antenna 122, and the high-frequency amplifier 128 is connected. The connection cables 134 and 138 may be omitted, and a noise signal generated from the connection cable 134 and the connection cable 138 may be omitted. Eliminates noise signals received by the Noise components contained can be suppressed.
[0046]
Specific configuration of another form of exploration device
Next, another embodiment of the search device will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a simplified cross-sectional view showing another form of the small exploration device. In the following embodiments, substantially the same members as those in the embodiment shown in FIGS. 2 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0047]
Referring to FIG. 8, in this small exploration device, an antenna unit 152 is detachably attached to the device main body 102H. The antenna unit 152 includes a unit body 154. The unit body 154 is provided with a transmitting antenna mounting portion 156 and a receiving antenna mounting portion 158. The transmitting antenna mounting portion 156 includes the transmitting antenna 122 and the receiving antenna. The receiving antenna 124 is attached to the attachment portion 158.
[0048]
A unit-side connection terminal portion 160 is provided on the upper end surface of the unit body 154, and the connection terminal portion 160 is electrically connected to the transmission antenna body 122 and the reception antenna body 124. Further, a device-side connection terminal portion 162 (constituting a first terminal portion) is provided on a part (the seat surface in this embodiment) of the device main body 102H, and the connection terminal portion 162 is connected to the transmission pulse transmitter 126. , A high-frequency amplifier 128 and a signal processing circuit 130.
[0049]
In this embodiment, the connection terminal section 160 of the antenna unit 152 and the connection terminal section 162 of the device main body 102H are electrically connected via a connection member 164 formed of, for example, a cable. A connection terminal 166 is provided at one end of the connection member 164. One end of the connection member 164 is connected to the antenna unit 152 by detachably attaching the connection terminal 166 to the unit-side connection terminal 160. . The other end of the connection member 164 is provided with a connection terminal portion 168 (constituting a second terminal portion). By connecting the connection terminal portion 168 to the connection terminal portion 162 on the apparatus main body side, the connection member is provided. The other end of 164 is connected to the apparatus main body 102H.
[0050]
In this exploration apparatus, the antenna unit 152 is detachably mounted on the bottom of the apparatus main body 102H, and is used as a normal exploration apparatus. By moving the apparatus main body 102H along the surface of concrete, for example, The concealed object (for example, piping, etc.) concealed in the above can be detected as described above. Also, by removing the antenna unit 152 from the apparatus main body 102H and moving it along the surface of concrete, for example, a concealed object in the concrete can be detected. At this time, since only the antenna unit 152 is moved along the concrete surface, the antenna unit 152 can be moved and searched even in a relatively small space. In addition, by making the antenna unit 152 detachable from the apparatus main body 102 and connecting them via the connection terminals 162 and 168 which are releasably connected to each other, the antenna unit 152 can be easily replaced. And a plurality of types of antenna units 152 having different arrangement relations between the transmitting antenna body 122 and the receiving antenna body 124 (for example, FIGS. 5A to 5C and 6A to 6C). By preparing the antenna units of various forms shown in (1) and (2), it is possible to select and detect an antenna unit most suitable for searching for a concealed object, and to accurately detect the concealed object.
[0051]
In this embodiment, since the search is performed by moving only the antenna unit 152, the distance sensor 170 is attached to the antenna unit 152, and the movement distance of the antenna unit 152 is measured using the distance sensor 170. When such a distance sensor 170 is provided, the distance sensor 170 is electrically connected to the signal processing circuit 130 via the connection member 164, and the detection signal of the distance sensor 170 is processed by the signal processing circuit 130 as required. Is calculated. The specific configuration of the distance sensor 170 will be described later.
[0052]
In this embodiment, one end of the connection member 164 is detachably connected to the antenna unit 152 and the other end is detachably connected to the apparatus main body 102H. Instead of such a configuration, the antenna unit 152 is connected to one end of the connection member 164. May be fixedly connected to the main body 102H, and only the other end may be detachably attached to the apparatus main body 102H.
[0053]
Although only one type of connecting member 164 is shown in the embodiment of FIG. 8, a relatively short connecting member (constituting the first connecting member) as shown in FIG. When the antenna unit 152 is mounted on the device main body 102H for exploration using the connecting member, the antenna unit 152 and the device main body 102H are connected using a relatively short connecting member, and In the case of exploring by detaching, the antenna unit 152 and the apparatus main body 102H may be connected using a relatively long connecting member.
[0054]
Next, still another embodiment of the search device will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a simplified cross-sectional view showing a still further embodiment of a small-sized search device. In FIG. 9, in this small exploration device, a built-in transmitting antenna 122a and a built-in receiving antenna 124a are attached to the bottom of the device main body 102J, and these antennas 122a, 124a are located below the device main body 102J (in this embodiment, It is electrically connected to the built-in antenna terminal portion 172 provided at the lower portion of the rear surface via built-in antenna cables 123a and 125a. Further, a distance sensor 143 is provided in association with the pair of rear wheels 108 of the apparatus main body 102J, and this distance sensor 143 is also electrically connected to the built-in antenna terminal portion 172, and has a built-in transmitting antenna body 122a and a built-in receiving When a search is performed using the antenna body 124a, the moving distance of the apparatus main body 102J is measured by the distance sensor 143.
[0055]
This search device further includes an external antenna unit 152J that is externally and detachably attached to the device main body 102J. The external antenna unit 152J has substantially the same configuration as the antenna unit 152 shown in FIG. 8, and an external transmission antenna is provided on the transmission antenna mounting portion 156 and the receiving antenna mounting portion 158 provided on the unit body 154. The body 122b and the external receiving antenna body 124b are attached. An external antenna terminal 160 is provided on the upper end surface of the external antenna unit 152J, and these antennas 122b and 124b are electrically connected to the external antenna terminal 160 via external antenna cables 123b and 125b. ing. A distance sensor 170 is also mounted on the external antenna unit 152J, and the distance sensor 170 is electrically connected to the external antenna terminal 160. When the search is performed using the external antenna unit 152J, the movement distance of the external antenna unit 152J is measured using the distance sensor 170.
[0056]
A device-side connection terminal portion 162 is provided on a part (the rear surface in this embodiment) of the device main body 102J, and the connection terminal portion 162 is connected to the transmission pulse transmitter via the built-in connection cables 127, 129, and 131. 126, a high-frequency amplifier 128, and a signal processing circuit 130.
[0057]
In this embodiment, when the exploration is performed using the external antenna unit 152J, as shown by a solid line in FIG. 9, the external antenna unit 152J is connected to the device main body 102J via the relatively long connection member 164a (second connection member). Is electrically connected to the That is, the connection terminal 166a at one end of the connection member 164a is electrically connected to the external antenna terminal 160 of the external antenna unit 152J, and the connection terminal 168a at the other end is electrically connected to the device connection terminal 162 of the apparatus main body 102J. The transmission pulse transmitter 126 on the device body 102J side is connected to the external transmission antenna 122b, the high-frequency amplifier 128 is connected to the external reception antenna 124b, and the signal processing circuit 130 is connected to the distance sensor 170. It is electrically connected via 164a. Therefore, by moving the external antenna unit 152J, for example, along the concrete surface, it is possible to detect a concealed object in the concrete, and since the antenna unit 152J is moved, it is possible to easily search even in a narrow place. . At this time, nothing is connected to the built-in antenna terminal portion 172 of the device main body 102J, and therefore, the built-in transmitting antenna 122a and the built-in receiving antenna 124a are connected to the external transmitting antenna 122b and the external receiving antenna 122b. The antennas 122a and 124a are completely separated from the antennas 124b and can eliminate the adverse effects of the unused antennas 122a and 124a.
[0058]
On the other hand, when searching using the built-in antennas 122a and 124a, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9, the built-in antenna terminal 172 of the apparatus main body 102J is connected via a relatively short connecting member 164b (first connecting member). And is electrically connected to the connection terminal portion 162 of the apparatus main body 102J. That is, the connection terminal portion 166b on one end of the connection member 164b is connected to the built-in antenna terminal portion 172 on the lower side of the device main body 102J, and the connection terminal portion 168b on the other end is connected to the device side connection terminal portion 162 on the upper side of the device main body 102J. The transmission pulse generator 126 of the apparatus main body 102J is connected to the built-in transmission antenna 122a, the high-frequency amplifier 128 is connected to the built-in reception antenna 124a, and the signal processing circuit 130 is connected to the distance sensor 143. Is electrically connected via Therefore, by moving the apparatus main body 102J, for example, along the concrete surface, it is possible to detect the concealed object in the concrete. At this time, the external antenna unit 152J is completely separated from the apparatus main body 102J, and the adverse effects of the external antenna units 122b and 124b can be eliminated.
[0059]
When using different types of connecting members 164a and 164b in this way, it is desirable to set their lengths so that the difference between the propagation times of the transmitted and received electromagnetic waves becomes a predetermined time. In the case where the antennas 122a and 124a and the external antennas 122b and 124b are used, a search for a concealed object can be performed as required regardless of the antenna used. In the embodiment shown in FIG. 9, the propagation distance of the electromagnetic wave when using the built-in antennas 122a and 124a, that is, the total length of the built-in connecting cables 127 and 129, the connecting member 164b and the built-in antenna cables 123a and 125a, and the external antenna body The propagation distance of the electromagnetic wave when using 122b and 124b, that is, the total length of the built-in connection cables 127 and 129, the connection member 164a, and the external antenna cables 123b and 125b is set so that the difference in the propagation time of the electromagnetic wave becomes a predetermined time. Is set.
[0060]
Note that the connection member 164b is not always necessary, and may be a substrate having connection terminal portions. Further, for example, by configuring as shown in FIG. 10, the connecting member 164b can be omitted. In FIG. 10, in this modification, the connection terminal portion 162 on the device main body side is not fixedly attached to the device main body 102J, but is supported movably in a predetermined range, that is, in a free state. The built-in connection cables 127, 129, and 131 are pulled outward, and the connection terminal portion 162 is pulled out of the apparatus main body 102J as shown in FIG. 10, and the built-in antenna terminal portion 172 (the connection terminal portion 172 is a connection terminal of the connection member 164a). (Which can also be connected to the section 168a), so that the short connection cable 164b can be omitted.
[0061]
The distance sensor 170 provided in the antenna unit 152 (152J) can be configured, for example, as shown in FIGS. FIGS. 11A and 11B show an antenna unit 152A according to a first embodiment. In the first embodiment, a certain distance exists between the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124. The distance sensor 170 is provided between the antennas 122 and 124. 11 (a) and 11 (b), a driven wheel 182 is rotatably mounted at the center in the longitudinal direction of the unit body 154A, and the driven wheel 182 extends downward through an opening formed in the bottom wall of the unit body 154A. Protruding somewhat, a distance sensor 170 is provided in connection with the driven wheel 182. The distance sensor 170 is composed of a slit plate 184 provided with a number of slits in the circumferential direction, and a light composed of a combination of a light emitting element provided on one side of the slit plate 184 and a light receiving element provided on the other side. The slit plate 184 is formed integrally with a driven wheel 182 by a sensor 186, for example, a photo interrupter.
[0062]
In the antenna unit 152A, when the antenna unit 152A moves in a predetermined direction for searching, the movement causes the driven wheel 182 to be driven, and the slit plate 184 is rotated by the driven. When the slit of the slit plate 184 is located between the light emitting element and the light receiving element, light from the light emitting element is received by the light receiving element through the slit, and the light receiving element generates a pulse signal. Therefore, the moving distance of the antenna unit 152A can be measured by counting the number of pulse signals generated by the light receiving element.
[0063]
FIG. 12 shows an antenna unit 152B of the second embodiment. In this second embodiment, there is almost no space between the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124, and the distance sensor 170 It is arranged outside the antenna body 122 (or the receiving antenna body 124). 12, a driven wheel 182 is rotatably mounted on both ends in the longitudinal direction of the unit body 154B, and the pair of driven wheels 182 slightly protrudes below the bottom wall of the unit body 154B, and one of the pair of driven wheels 182 is provided. A distance sensor 170 is provided in association with (in this embodiment, the left side in FIG. 12). The distance sensor 170 is substantially the same as that shown in FIG. 11, and includes a slit plate 184 and an optical sensor 186. The slit plate 184 rotates integrally with one driven wheel 182, and the optical sensor 186 is mounted on the unit body 154B. The light emitting element is mounted on the inner surface of the wall, and the light emitting element is arranged on one side of the slit plate 184 and the light receiving element is arranged on the other side of the slit plate 184. Also in the antenna unit 152B having such a configuration, the moving distance of the antenna unit 152B can be measured by the distance sensor 170.
[0064]
FIG. 13 shows an antenna unit 152C of the third embodiment. In this third embodiment, there is almost no interval between the transmitting antenna 122 and the receiving antenna 124, and the distance sensor 170 It is arranged above the antenna body 122 (or the receiving antenna body 124). 13, a driven wheel 182 is rotatably mounted at both ends in the longitudinal direction of the unit body 154C, and a distance sensor 170 is arranged in relation to one of the pair of driven wheels 182 (in this embodiment, the left side in FIG. 13). Is established. The distance sensor 170 is substantially the same as FIG. 11 and includes a slit plate 184 and an optical sensor 186. The slit plate 184 and the optical sensor 186 are attached to the inner surface of the top wall of the unit body 154C. The light receiving element is arranged on one side of the slit plate 184 and on the other side of the slit plate 184. Further, a gear mechanism, for example, a face gear mechanism 192 is provided between one driven wheel 182 and the slit plate 184, and the driving force from the driven wheel 182 is applied to the first gear 194 (the driven wheel 182) of the face gear mechanism 192. Is transmitted to the slit plate 184 via the second gear 196 (which rotates integrally with the slit plate 184), and a large diameter slit plate 184 can be used. Also in the antenna unit 152C having such a configuration, the moving distance of the antenna unit 152C can be measured by the distance sensor 170.
[0065]
Exploration experiment using the exploration device
In order to confirm the effects of the above-described exploration apparatus, the following exploration experiments were performed. First, a concrete sample 202 as shown in FIG. 14 was produced, and a metal tube 204 having a diameter of 20 mm, a water-containing resin tube 206 having a diameter of 15 mm, a water-containing resin tube 208 having a diameter of 30 mm, and a diameter of 30 mm were concealed on the concrete sample 202. A 25 mm water-containing resin pipe 210 was provided in a state of being embedded at a position of about 50 mm from the surface of the concrete sample 202. The width W of the concrete sample 202 was 30 cm, and the distance L scanned on the sample 202 was about 40 cm. As a search device, one having the form shown in FIGS. 2 to 4 was used, and a search was performed in the direction indicated by the arrow 212. At this time, the transmitting antenna 214 and the receiving antenna 216 are arranged as shown in FIG. 15 (the virtual straight line connecting these antennas 214 and 216 is arranged in a direction perpendicular to the polarization direction, They were arranged so that their intervals were zero (zero)), and the exploration was performed. As a result of this exploration experiment, an exploration image as shown in FIG. 16 was obtained. In FIG. 16, white areas existing in the time zone Wd of the search image are direct waves directly transmitted from the transmitting antenna 214 to the receiving antenna 216, and four small arc-shaped areas existing in the time zone Wr. Are reflected waves (detection waves) from the tubes 204 to 210, which are concealed objects, and correspond to the positions of these tubes 204 to 210. In the search image of FIG. 16, there is an area of the input electromagnetic wave directly input in the time zone between the time zone Wd and the time zone Wr. This area is a noise component due to the influence of the direct wave, and indicates that many noise components are superimposed on the detection signal. This noise component makes it difficult to see the reflected wave.
[0066]
Next, using the same concrete sample 202 as described above, using an exploration device having the form shown in FIGS. 2 to 4 and having a different arrangement relationship between the transmitting antenna 214 and the receiving antenna 216. Exploration was performed in the same manner as indicated by arrow 212. At this time, the transmitting antenna 214 and the receiving antenna 216 are arranged in the arrangement state shown in FIG. 17 (the virtual straight line connecting these antennas 214 and 216 is arranged to coincide with the polarization direction, and the interval L1 between them is set). (Disposed to be 2 cm). As a result of this exploration experiment, an exploration image as shown in FIG. 18 was obtained. In FIG. 18, an area existing in the time zone Wr of the search image is a direct wave directly transmitted from the transmitting antenna 214 to the receiving antenna 216, and four small arc-shaped areas existing in the time zone Wr are The reflected waves (detection waves) from the tubes 204 to 210, which are concealed objects, corresponding to the positions of the tubes 204 to 210, and are directly input in the time zone between the time zone Wd and the time zone Wr. The input electromagnetic wave (noise component) is small, and an arc-shaped region in the time zone Wr clearly appears.
[0067]
As is clear from the comparison between FIG. 16 and FIG. 18, by changing the positional relationship between the transmitting antenna 214 and the receiving antenna 216, the noise component contained in the received signal of the receiving antenna 216 increases. It has been confirmed that the noise components included in the search signal can be significantly reduced by maintaining these antenna bodies 214 and 216 in a predetermined arrangement relationship.
[0068]
Further, the change in the S / N ratio when the distance L1 between the antennas 214 and 216 was changed in the arrangement shown in FIG. 17 was examined. The S / N ratio (amplitude value in the time zone Wr / amplitude value in the time zone Wd) when the distance L1 between the antennas 214 and 216 was changed in the range of 0 to 50 mm was as shown in FIG. As shown in FIG. 19, it can be seen that the larger the distance L1 between the antennas 214 and 216, the better the SN ratio. However, if the interval L1 is too large, there is a problem that a reception signal with high sensitivity cannot be obtained due to the search limit. Therefore, it is desirable to set the range of the interval L1 to 1 to 8 cm.
[0069]
Although various embodiments of the search device according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention.
[0070]
The connecting member 164a for connecting the search device main body 102J and the antenna unit 152J of the search device is set to an appropriate length, but the use state thereof is as shown in FIG. 20, and the overhead piping using the antenna unit 152J is used. Exploration work in narrow places such as below is possible.
[0071]
【The invention's effect】
According to the exploration apparatus according to the first aspect of the present invention, the arrangement relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna can be changed, so that the transmitting antenna is related to the polarization direction of these antennas. Therefore, it is possible to reduce the number of input electromagnetic waves that are directly input to the receiving antenna from the antenna, thereby reducing the noise component included in the received signal and accurately detecting the concealed object.
[0072]
According to the exploration device according to claim 2 of the present invention, since the mounting unit has the first mounting portion and the second mounting portion, the transmitting antenna and the receiving antenna are connected to the first mounting portion. By attaching these antennas to the second arrangement, the antennas can be maintained in the first arrangement by attaching the antennas for transmission to the second attachment. Can be held.
[0073]
According to the exploration device according to the third aspect of the present invention, when a plurality of mounting units are selectively mounted, and the transmitting antenna and the receiving antenna are mounted on one of the plurality of mounting units. These antennas can be maintained in the first arrangement relationship, and when the transmitting antenna and the receiving antenna are attached to another of the plurality of attachment units, the antennas are placed in the second arrangement. Can be held in a relationship.
[0074]
Further, according to the exploration device according to claim 4 of the present invention, since the antenna unit including the transmitting antenna and the receiving antenna is detachably mounted on the device main body, the antenna unit is attached to the device main body. In the attached state, the concealed object can be searched for by moving the device body as required, and when the antenna unit is removed from the device body, the antenna unit is moved as required to remove the concealed object. Exploration can be performed, thereby facilitating the exploration of the cover in a relatively small place.
[0075]
Further, according to the exploration device according to claim 5 of the present invention, the first terminal portion is provided on the device main body, and the second terminal portion is provided on the connection member connected to the antenna unit. The antenna unit and the device main body can be electrically connected by connecting the second terminal portion and the second terminal portion to each other. Further, with such a configuration, a plurality of antenna units of different types can be selectively used.
[0076]
According to the exploration apparatus according to claim 6 of the present invention, when the exploration is performed using the built-in transmitting antenna and the built-in receiving antenna built in the apparatus main body, the signal circuit section of the apparatus main body and these components are used. Since the antenna is connected to the antenna via the connection member, a concealed object can be detected using the built-in antenna. In addition, when an exploration is performed using the external transmitting antenna and the external receiving antenna attached to the antenna unit, the signal circuit section of the device body and these antennas are connected via the connecting member. The concealed object can be detected using the external antenna body. Further, since the built-in antenna body and the external antenna body are selectively connected via the connecting member, the built-in antenna body and the external antenna body are substantially completely separated from each other. The adverse effect of the antenna body not used for the antenna can be eliminated.
[0077]
Also, according to the exploration device according to claim 7 of the present invention, since the built-in connection cable functions as the first connection member, the device-side connection terminal can be connected to the built-in antenna terminal, and the first connection The members can be omitted.
[0078]
According to the exploration apparatus according to claim 8 of the present invention, the propagation length of the electromagnetic wave when the built-in antenna is used and the propagation length of the electromagnetic wave when the external antenna is used are determined by the propagation of the electromagnetic wave transmitted and received. Since the length is set so that the time difference is within a predetermined time, the concealed object can be searched for as expected even when the internal antenna and the external antenna are selectively used.
[0079]
Further, according to the exploration apparatus according to the ninth aspect of the present invention, since the transmission pulse generator is directly attached to the transmission antenna, a connection for connecting the transmission pulse generator and the transmission antenna is provided. Since the cable can be omitted and the high-frequency amplifier is directly attached to the receiving antenna, a connecting cable for connecting the high-frequency amplifier and the receiving antenna can be omitted.
[0080]
According to the exploration apparatus according to claim 10 of the present invention, the transmitting antenna and the receiving antenna have substantially the same polarization direction, and the virtual straight line connecting them has the same polarization direction. , The input electromagnetic wave that is directly propagated from the transmitting antenna to the receiving antenna is reduced, thereby suppressing the noise component due to the direct wave, and making it relatively shallow. It can be suitably used for detecting a concealed object.
Further, according to the exploration device according to claim 11 of the present invention, it is possible to improve the S / N ratio in a state where the sensitivity of the received signal is good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified diagram showing an outline of a configuration of a search device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of a small search device.
FIG. 3 is a simplified cross-sectional view showing a state in which an attachment unit is attached to an apparatus main body in the small exploration device of FIG. 2;
FIG. 4 is a simplified cross-sectional view showing the small exploration device of FIG. 2 in a state in which an attachment unit is detached from the device main body.
FIGS. 5A to 5C are perspective views showing various different types of mounting units.
FIGS. 6 (a) to 6 (c) are perspective views showing different types of attachment units.
FIG. 7 is a perspective view showing still another different type of attachment unit.
FIG. 8 is a simplified diagram showing another embodiment of the small search device.
FIG. 9 is a simplified diagram showing still another embodiment of the small search device.
FIG. 10 is a simplified diagram showing a modified form of the small search device.
FIGS. 11A and 11B are a plan view and a front view, respectively, showing the antenna unit of the first embodiment.
FIG. 12 is a front view showing an antenna unit according to a second embodiment.
FIG. 13 is a front view showing an antenna unit according to a third embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a concrete sample used in an exploration experiment.
FIG. 15 is a perspective view showing an arrangement relationship between a transmitting antenna and a receiving antenna.
16 is a diagram showing a search image obtained when a search is performed using the antennas having the arrangement relationship shown in FIG. 15;
FIG. 17 is a perspective view showing another arrangement relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna.
18 is a diagram illustrating a search image obtained when a search is performed using the antennas having the arrangement relationship of FIG. 17;
FIG. 19 is a diagram illustrating a relationship between a separation distance between a transmitting antenna and a receiving antenna and an S / N ratio.
FIG. 20 is a use explanatory view showing a use example of the search device.
[Explanation of symbols]
2,102,102J Device body
4 concrete
6. Signal circuit
8,122,122a, 122b Transmission antenna
10, 124, 124a, 124b Receiving antenna
12,126 Transmission pulse generator
14 High frequency amplifier
15 Piping
16 Signal processing means
114, 114A, 114B, 114C, 114D, 114E, 114F, 114G Mounting unit
130 signal processing circuit
143,170 Distance sensor
152, 152A, 152B, 152C, 152J Antenna unit
160, 162, 166, 166a, 166b, 168, 168a, 168b
172 connection terminal

Claims (11)

電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体の配置関係を変更するための取付ユニットを備えていることを特徴とする探査装置。A transmitting antenna for transmitting the electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving the electromagnetic wave reflected by the concealed object, and processing the electromagnetic wave received by the receiving antenna as required to generate a concealed object detection signal Signal processing means, comprising:
An exploration apparatus comprising: a mounting unit for changing an arrangement relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna. 前記取付ユニットは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を第１の配置関係に保つための第１取付部と、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を前記第１の配置関係と異なる第２の配置関係に保つための第２取付部とを備えている請求項１に記載の探査装置。The mounting unit includes a first mounting portion for maintaining the transmitting antenna and the receiving antenna in a first positional relationship, and a first mounting relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna. The exploration apparatus according to claim 1, further comprising: a second mounting portion for maintaining a second arrangement relationship different from the second installation relationship. 前記取付ユニットを複数個備えており、前記複数個の取付ユニットの一つは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を第１の配置関係に保ち、前記複数個の取付ユニットの他の一つは、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体を前記第１の配置関係と異なる第２の配置関係に保つ請求項１に記載の探査装置。A plurality of the attachment units are provided, and one of the plurality of attachment units maintains the transmitting antenna body and the receiving antenna body in a first arrangement relationship, and the other of the plurality of attachment units. 2. The exploration apparatus according to claim 1, wherein one keeps the transmitting antenna and the receiving antenna in a second arrangement relationship different from the first arrangement relationship. 3. 電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記信号処理手段が内蔵された装置本体と、前記装置本体に着脱自在に取り付けられるアンテナユニットとから構成され、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体が前記アンテナユニットに配設され、前記装置本体と前記アンテナユニットとが接続部材を介して接続されていることを特徴とする探査装置。A transmitting antenna for transmitting the electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving the electromagnetic wave reflected by the concealed object, and processing the electromagnetic wave received by the receiving antenna as required to generate a concealed object detection signal Signal processing means, comprising:
The signal processing means comprises an apparatus main body, and an antenna unit detachably attached to the apparatus main body, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are disposed in the antenna unit, An exploration device, wherein the main body and the antenna unit are connected via a connection member. 前記装置本体には第１端子部が設けられ、前記アンテナユニットには前記接続部材が接続され、この接続部材の先端部に第２端子部が設けられ、前記第１端子部及び前記第２端子部が相互に着脱自在に接続される請求項５に記載の探査装置。The device body is provided with a first terminal portion, the antenna unit is connected to the connection member, and a second terminal portion is provided at a distal end portion of the connection member, and the first terminal portion and the second terminal are provided. The exploration device according to claim 5, wherein the sections are detachably connected to each other. 電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段を含む信号回路部と、を具備する探査装置であって、
前記信号処理手段が内蔵される装置本体と、前記装置本体と別個のアンテナユニットとから構成され、前記送信用アンテナ体は内蔵送信用アンテナ体と外付け送信用アンテナ体とを含み、前記受信用アンテナ体は内蔵受信用アンテナ体と外付け受信用アンテナ体とを含み、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体が前記装置本体に内蔵され、前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体が前記アンテナユニットに配設され、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体と前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体とが接続部材を介して選択的に前記装置本体の前記信号回路部に接続されることを特徴とする探査装置。A transmitting antenna for transmitting the electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving the electromagnetic wave reflected by the concealed object, and processing the electromagnetic wave received by the receiving antenna as required to generate a concealed object detection signal A signal circuit unit including a signal processing unit,
The signal processing means is comprised of a device main body, and an antenna unit separate from the device main body, wherein the transmitting antenna includes a built-in transmitting antenna and an external transmitting antenna, The antenna body includes a built-in receiving antenna body and an external receiving antenna body, wherein the built-in transmitting antenna body and the built-in receiving antenna body are built in the device main body, and the external transmitting antenna body and the outside A built-in receiving antenna is disposed in the antenna unit, and the built-in transmitting antenna and the built-in receiving antenna are connected to the external transmitting antenna and the external receiving antenna via a connecting member. An exploration apparatus selectively connected to the signal circuit section of the apparatus main body. 前記装置本体には装置側接続端子部が設けられ、前記信号処理回路部と前記装置側接続端子部とを接続する内蔵接続ケーブルが、前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体と前記信号処理回路とを接続するための第１接続部材として機能する請求項６に記載の探査装置。The device main body is provided with a device-side connection terminal portion, and a built-in connection cable for connecting the signal processing circuit portion and the device-side connection terminal portion includes the built-in transmission antenna body and the built-in reception antenna body, The exploration apparatus according to claim 6, which functions as a first connection member for connecting to a signal processing circuit. 前記装置本体には装置側接続端子部が設けられ、前記装置側接続端子部と前記信号処理回路部とが内蔵接続ケーブルを介して接続されており、前記装置本体には、更に、内蔵アンテナ端子部が設けられ、前記内蔵アンテナ端子部と前記内蔵送信用アンテナ体及び前記内蔵受信用アンテナ体とが内蔵アンテナケーブルを介して接続されており、また、前記アンテナユニットには外付けアンテナ端子部が設けられ、前記外付けアンテナ端子部と前記外付け送信用アンテナ体及び前記外付け受信用アンテナ体とが外付けアンテナケーブルを介して接続されており、更に、前記装置側接続端子部と前記内蔵アンテナ端子部とが第１接続部材を介して接続され、前記装置側接続端子部と前記外付けアンテナ端子部とが第２接続部材を介して接続されるように構成されており、前記内蔵接続ケーブル、前記第１接続部材及び前記内蔵アンテナケーブルの合計長さと、前記内蔵接続ケーブル、前記第２接続部材及び前記外付けアンテナケーブルの合計長さとは、送受信される電磁波の伝搬時間の差が所定時間内となるように設定されている請求項６に記載の探査装置。The device main body is provided with a device-side connection terminal portion, and the device-side connection terminal portion and the signal processing circuit portion are connected via a built-in connection cable. The device body further includes a built-in antenna terminal. A built-in antenna terminal unit, the built-in transmitting antenna unit and the built-in receiving antenna unit are connected via a built-in antenna cable, and the antenna unit has an external antenna terminal unit. The external antenna terminal unit is connected to the external transmitting antenna unit and the external receiving antenna unit via an external antenna cable, and further includes the device-side connection terminal unit and the built-in terminal. The antenna terminal portion is connected via a first connection member, and the device-side connection terminal portion and the external antenna terminal portion are connected via a second connection member. The total length of the internal connection cable, the first connection member and the internal antenna cable, and the total length of the internal connection cable, the second connection member and the external antenna cable are transmitted and received. 7. The exploration apparatus according to claim 6, wherein a difference between propagation times of the electromagnetic waves is set to be within a predetermined time. 前記送信用アンテナ体に電磁波を発生するための送信パルス信号を送給するための送信パルス発生器と、前記受信用アンテナ体にて受信した電磁波を増幅するための高周波増幅器を更に備え、前記送信パルス発生器は前記送信用アンテナ体に直接的に取り付けられ、前記高周波増幅器は前記受信用アンテナ体に直接的に取り付けられている請求項１〜８のいずれかに記載の探査装置。A transmission pulse generator for transmitting a transmission pulse signal for generating an electromagnetic wave to the transmission antenna, and a high-frequency amplifier for amplifying the electromagnetic wave received by the reception antenna; 9. The exploration apparatus according to claim 1, wherein the pulse generator is directly attached to the transmitting antenna, and the high-frequency amplifier is directly attached to the receiving antenna. 電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物により反射された電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体により受信した電磁波を所要の通りに処理して隠蔽物の探知信号を生成する信号処理手段と、を具備する探査装置であって、
前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体の偏波方向が実質上同一方向で、且つ前記送信用アンテナ体と前記受信用アンテナ体とを結ぶ仮想直線が前記偏波方向と実質上一致するように、前記送信用アンテナ体及び前記受信用アンテナ体が配置されることを特徴とする探査装置。A transmitting antenna for transmitting the electromagnetic wave, a receiving antenna for receiving the electromagnetic wave reflected by the concealed object, and processing the electromagnetic wave received by the receiving antenna as required to generate a concealed object detection signal Signal processing means, comprising:
The transmitting antenna and the receiving antenna have substantially the same polarization direction, and a virtual straight line connecting the transmitting antenna and the receiving antenna substantially coincides with the polarization direction. An exploration apparatus, wherein the transmission antenna and the reception antenna are arranged. 前記送信用アンテナ体と前記受信用アンテナ体との離隔距離が１〜８ｃｍである請求項１０に記載の探査装置。The exploration device according to claim 10, wherein a separation distance between the transmitting antenna and the receiving antenna is 1 to 8 cm.
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