JP2009236691A - System and method for searching buried pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は埋設配管位置の探査技術に関し、特に、ガス配管等、地中や建築躯体内等に埋設された配管の位置探査に好適な埋設配管探査装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an exploration technique for a buried pipe position, and more particularly to a buried pipe exploration apparatus and method suitable for exploring a position of a pipe buried in the ground, a building enclosure, etc., such as a gas pipe.
従来、ガス配管等の非開削探査工法としては、電磁式ロケータの利用が一般的であった。しかし、近年、普及拡大が著しいポリエチレン管(PE管)については、位置探査用のロケータ・ワイヤーが、電食等により配線接続部において断線する例が多く、探査の障害となっていた。また、鋼管についても、配管途中に絶縁継手やバルブ絶縁が介在している場合には探査精度が低下するという問題があった。さらに、大口径管については比較的探査しやすいものの、支管(供内管)等の小口径管では感度が低下するという問題があった。
これらの問題に対応するため、支管の地上部立管などの開口端に音源を取り付けて、ここから配管内部に音波を発信し、推定埋設位置の地表面において管内を伝播する音響振動を検知し、位置特定する音響式探査技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、発信音波について、異なる複数の周波数(例えば、150Hz〜300Hz)の音波を同時に発信する技術が開示されている(特許文献2)。さらに、周波数300Hz〜1100Hzの中から適宜選択した音波を、断続的に発信する技術が開示されている(特許文献3)。
Conventionally, use of an electromagnetic locator has been common as a non-opening exploration method for gas piping and the like. However, in recent years, polyethylene pipes (PE pipes), which have been spreading widely, have often been located in locator wires for position exploration that break at the wiring connection due to electrolytic corrosion or the like, which has been an obstacle to exploration. Also, the steel pipe has a problem that the exploration accuracy is lowered when an insulating joint or valve insulation is interposed in the middle of the pipe. Furthermore, although it is relatively easy to search for a large-diameter pipe, there is a problem that the sensitivity is lowered in a small-diameter pipe such as a branch pipe (in-house pipe).
To deal with these problems, a sound source is attached to the open end of a branch pipe above the branch, and sound waves are transmitted from here to the inside of the pipe to detect acoustic vibrations propagating in the pipe at the estimated ground surface. An acoustic exploration technique for specifying a position has been proposed (for example, Patent Document 1).
Moreover, the technique which transmits simultaneously the sound wave of a several different frequency (for example, 150Hz-300Hz) about a transmitted sound wave is disclosed (patent document 2). Furthermore, a technique for intermittently transmitting a sound wave appropriately selected from a frequency of 300 Hz to 1100 Hz is disclosed (Patent Document 3).
上記音響式探査技術においては、発信される音波は、複数種類の周波数を発信するものにあっても、全て周波数が固定されている。しかしながら、地表面における検知感度は、埋設配管の管種、検知位置の土質、舗装状態等の埋設環境により大きく異なり、従来の周波数固定方式ではこれらに適切に対応することが難しいという問題がある。また、現場の暗騒音と検知振動とを識別することが困難という問題もある。このような理由から、音響式探査方式は普及が進んでいないのが実情である。
本発明はこのような課題を解決するものであって、探査精度が高く、また暗騒音と識別が容易で実用性の高い埋設配管探査装置及びその方法を提供するものである
In the acoustic exploration technique, the transmitted sound wave has a fixed frequency even if it is transmitted by a plurality of types of frequencies. However, the detection sensitivity on the ground surface varies greatly depending on the embedded environment such as the pipe type of the embedded pipe, the soil at the detection position, the pavement state, and the like, and there is a problem that it is difficult to appropriately cope with these in the conventional frequency fixing method. There is also a problem that it is difficult to distinguish background noise and detected vibration. For these reasons, the acoustic exploration method is not widely used.
The present invention solves such a problem, and provides a buried pipe exploration apparatus and method with high exploration accuracy, easy discrimination from background noise, and high practicality.
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る燃料ガスの埋設配管位置探装置は、
(1)配管開口部に設置した音源から信号音を配管内部に伝播させて、埋設層外において検出手段を用いて伝播振動を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査装置であって、該信号音が、所定の周期を以って所定の周波数帯内で、連続的に変化する音波であることを特徴とする。
本発明によれば、音源から伝播する音波の周波数が連続的に変化しているため、検出手段を用いてスキャンする際に追尾が容易、かつ、暗騒音との識別が容易という特徴を有する。
なお、周波数帯内の連続的変化は滑らかな変化に限らず、ステップ状に変化するものであってもよい。
(2)前記所定の周波数帯が、400Hz乃至600Hzであることを特徴とする。
(3)前記所定の周期が、0.25秒乃至0.75秒の範囲内であることを特徴とする。
The gist of the present invention is as follows. That is, the fuel gas buried piping position locator according to the present invention is:
(1) A buried pipe exploration device for exploring a pipe burying position by transmitting a signal sound from a sound source installed in a pipe opening to the inside of the pipe and detecting propagation vibration using a detection means outside the buried layer. The signal sound is a sound wave that continuously changes in a predetermined frequency band with a predetermined period.
According to the present invention, since the frequency of the sound wave propagating from the sound source is continuously changed, it is characterized in that tracking is easy when scanning using the detection unit, and discrimination from background noise is easy.
Note that the continuous change in the frequency band is not limited to a smooth change, and may be a step change.
(2) The predetermined frequency band is 400 Hz to 600 Hz.
(3) The predetermined period is in a range of 0.25 seconds to 0.75 seconds.
(4)前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を視覚確認可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
(5)前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を聴覚確認可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
視覚確認可能とすることにより、デジタル表示又はアナログ表示では捉えられない微小変化をも識別可能になるという特徴がある。
(6)前記聴取手段は、複数人による聴覚確認を可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
複数人により視覚確認可能とすることにより、より客観的な判定が可能になるという特徴がある。
(7)前記検出手段は、前記音源に対して、前記所定の周波数帯及び/又は前記所定の周期を、適宜変更指示可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする埋設配管探査装置。
本発明により、管種、検知位置の土質、舗装状態等の配管埋設環境に合わせて、最適の周波数帯、周期を選択することができ、常に高い検出性能を確保することが可能となる。
(4) The detection means further includes means for enabling visual confirmation of a level change of the detected propagation vibration accompanying a minute change in the detection position.
(5) The detection means further includes means for enabling an auditory confirmation of a level change in detected propagation vibration accompanying a minute change in the detection position.
By enabling visual confirmation, it is possible to identify even minute changes that cannot be captured by digital display or analog display.
(6) The listening means further includes means for enabling auditory confirmation by a plurality of persons.
By enabling visual confirmation by a plurality of people, there is a feature that a more objective determination is possible.
(7) The buried pipe exploration device, wherein the detection means further comprises means for appropriately changing the predetermined frequency band and / or the predetermined period to the sound source. .
According to the present invention, it is possible to select an optimal frequency band and cycle according to the pipe embedment environment such as the pipe type, the soil at the detection position, and the pavement state, and it is possible to always ensure high detection performance.
また、本発明に係る燃料ガスの埋設配管位置探査装置は、
(8)配管開口部から配管内部に信号音を伝播させて、埋設層外の位置で信号音を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査方法であって、該信号音が、400Hz乃至600Hzの周波数帯、かつ、0.25秒乃至0.75秒の周期で変化する音波であることを特徴とする。
(9)上記(8)において、さらに、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化に対応して、前記信号音の周波数帯及び/又は周期を適宜変更することを特徴とする。
In addition, the fuel gas buried piping position exploration device according to the present invention,
(8) A buried pipe exploration method for exploring a pipe buried position by propagating a signal sound from a pipe opening into the pipe and detecting the signal sound at a position outside the buried layer, wherein the signal sound is It is a sound wave that changes in a frequency band of 400 Hz to 600 Hz and a cycle of 0.25 seconds to 0.75 seconds.
(9) In the above (8), the frequency band and / or period of the signal sound is appropriately changed in response to a change in the level of detected propagation vibration accompanying a minute change in the detection position.
本発明により、埋設配管の管種、検知位置の土質、舗装状態等の埋設環境に関わらず、検知感度を確保することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to ensure detection sensitivity regardless of the buried environment such as the type of buried piping, the soil at the detection position, and the pavement state.
以下、本発明の実施形態について、図1乃至4を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の各実施形態に限定されるものではない。
<第一の実施形態>
図1は、本実施形態に係る埋設配管探査装置1の全体構成を示す図である。埋設配管探査装置1は、土中に埋設されているガス導管4経路中の分岐管5の立管部6(位置A)に設けた音波発信装置2と、位置Aから離隔した配管埋設推定位置(位置B)の地表面に配置される受信装置3と、を主要構成として備えている。
音波発信装置2は、所定の信号を発振する信号発振部2bと、電力増幅部2cと、出力調整部2dと、立管部6の開口部に取り付けられたスピーカ2aと、を備えている。これらにより音波発信装置2は、信号発振部2bにおいて所望の周波数帯、周期を以って連続的に変化する信号波を発振し、電力増幅部2cにおいてこれを増幅して、音波としてスピーカ2aから管内に発信するように構成されている。また、スピーカ2aから管内に発信された音波の出力は、探査に最適なレベルになるよう出力調整部2dで調整される。
受信装置3は、ピックアップ3aと、電圧増幅部3c、フィルター部3d、感度調整部3g、電力増幅部3h、表示部3e、を備えた受信装置本体3bと、を主要構成として備えている。これにより、受信装置3は、音波発信装置2から音波として発信され、埋設ガス導管1内部を伝播し、さらに地表面位置Bに到達する振動波を、ピックアップ3aで検知して電気信号として出力する。さらに、本体3bにおいて電圧増幅、フィルタリングして表示部にレベル表示するように構成されている。さらに、受信装置3は受信した振動波を電力増幅部3hで増幅した後、外部ヘッドホン3fに出力可能に構成されている。また、受信装置3の感度は感度調整部3gで探査に適切な感度に調整される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. The scope of the present invention is described in the scope of claims, and is not limited to the following embodiments.
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embedded
The sound wave transmitting
The
次に、本実施形態における埋設配管探査方法について説明する。音波発信装置2から発信される音波は、図2に示すように周波数帯400〜600Hz、周期0.5秒を以って連続的に変化する波である。信号発振部2bにおいて合成される上記音波は、増幅部2cにおいて増幅され、スピーカ2aにより管内に発信される。
受信装置3側では、予め配管埋設予想位置の地表面にピックアップ3aを置き、管内から地表面に伝わる音波振動を探査する。具体的には、推定埋設位置周囲をピックアップ3aでスキャンして、 受信装置3の表示部3eのレベル表示の動きを追尾し、最高レベルを示す位置を埋設位置と特定する。当該位置を道路にマークするとともに、マップに落とし込む。この工程を順次、道路上において所定の間隔で行うことにより、道路全長にわたり埋設位置を把握することができる。
なお、本実施形態では、表示部3eのレベル表示を目視により追尾して判定する例を示したが、ヘッドホン3fを用いた聴覚判定とすることもできる。さらに、スピーカに接続することにより、複数人で判定する形態とすることもできる。
Next, the buried pipe exploration method in this embodiment will be described. The sound wave transmitted from the sound wave transmitting
On the
In the present embodiment, an example in which the level display of the
<第二の実施形態>
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態に係る埋設配管探査装置の構成は、上述の実施形態と同一であるので説明を省略する。上述の実施形態との相違点は、発信する音波の周波数帯及び周期を、受信装置側の検知状態に対応して変化させることである。
図3は、周波数帯変更の一例を示した図である。第一ステップでは、発信装置側から最大周波数f1、最小周波数f1’、周期t1で連続的に変化する音波が発信される。ここに、f1≦600Hz、f1’≧400Hz、かつ、0.25sec<t1<0.5secに調整されている。この設定で、受信装置側においてピックアップをスキャンして表示レベルを追尾し、埋設位置探査を行う。この設定による判定が困難な場合には、次に第二ステップとして発信装置側から最大周波数f2、最小周波数f2’、周期t2で連続的に変化する周波数帯音波に変更し、同様の探査を行う。なお、第二ステップの音波の周波数帯、周期は第一ステップと異なるが、f2≦600Hz、f2’≧400Hz、かつ、0.25sec<t2<0.5secに調整されている点に関しては同一である。
このようにして位置特定ができるまで周波数帯、周期を変更していく。位置特定できたときは、別地点に移動して上記工程を繰り返し行う。
これにより、土質等、埋設環境に適合した周波数帯、周期を用いた探査が可能となる。
<Second Embodiment>
Next, another embodiment of the present invention will be described. The configuration of the buried piping exploration device according to the present embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted. The difference from the above-described embodiment is that the frequency band and period of the sound wave to be transmitted are changed corresponding to the detection state on the receiving device side.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of frequency band change. In the first step, sound waves that continuously change at the maximum frequency f1, the minimum frequency f1 ′, and the period t1 are transmitted from the transmitting device side. Here, f1 ≦ 600 Hz, f1 ′ ≧ 400 Hz, and 0.25 sec <t1 <0.5 sec are adjusted. With this setting, the receiving device scans the pickup, tracks the display level, and searches the buried position. If determination by this setting is difficult, the next step is to change to a frequency band sound wave that continuously changes at the maximum frequency f2, the minimum frequency f2 ′, and the period t2 from the transmitting device side, and perform the same search. . The frequency band and period of the sound wave in the second step are different from those in the first step, but are the same in that f2 ≦ 600 Hz, f2 ′ ≧ 400 Hz, and 0.25 sec <t2 <0.5 sec. is there.
The frequency band and the period are changed until the position can be specified in this way. When the position can be specified, the process is repeated by moving to another point.
This enables exploration using a frequency band and period suitable for the buried environment, such as soil quality.
<第三の実施形態>
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係る埋設配管探査装置20の全体構成を示す図である。埋設配管探査装置20が上述の埋設配管探査装置1と異なる点は、受信装置22に周波数帯変更を指示する周波数帯指示部22a、選択周波数帯を無線送信する送信部22bが付設されていること、及び、発信装置21に受信装置側から送信される選択周波数帯を受信する受信部21aが付設されていることである。その他の構成については埋設配管探査装置1と同一であるので、説明を省略する。
このような構成により、上述の第二の実施形態では、周波数帯変更に際してステップごとに測定者が発信装置側に連絡する必要があるのに対して、本実施形態では測定者が所望する周波数帯を受信装置側から無線指令することにより、直ちに発信装置側から選択された周波数帯の音波が発信されることになる。これにより探査効率のさらなる促進が図られる。
<Third embodiment>
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an overall configuration of the buried
With such a configuration, in the second embodiment described above, it is necessary for the measurer to contact the transmitter at every step when changing the frequency band, whereas in this embodiment, the frequency band desired by the measurer is required. Is wirelessly commanded from the receiving device side, and the sound wave in the frequency band selected from the transmitting device side is immediately transmitted. This further promotes exploration efficiency.
以下、本発明の効果を確認するため行った試験の内容について説明する。
(試験方法)
全長44mの50φPE管を深さ60cmの土中に埋設し、一端側の立管開口部に音源を取り付けた。音源から順に2.5m、5.0m、7.5m、・・・のように、2.5mごとの位置、P1〜P17に受信装置を置き、音源から周波数100〜1000Hzの範囲の音波を発信し、地表面に伝播する振動音を測定した。図5(a)、図5(b)は、それぞれP1〜P9、P10〜P17における周波数−音圧レベル(dB)特性をプロットしたものである。
これらの図から、400〜600Hzの範囲において比較的音圧レベルが高く、また音源からの距離によらず音圧レベルの減衰が小さいことから、測定のばらつきを排除でき、検知精度が高いことが分かる。
Hereinafter, the content of the test conducted in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
(Test method)
A 50φ PE pipe having a total length of 44 m was embedded in soil having a depth of 60 cm, and a sound source was attached to the vertical pipe opening on one end side. Place the receiving device at the position of every 2.5m, P1 to P17 like 2.5m, 5.0m, 7.5m, ... in order from the sound source, and transmit sound waves in the frequency range of 100-1000Hz from the sound source. Then, the vibration sound propagating to the ground surface was measured. 5A and 5B are plots of frequency-sound pressure level (dB) characteristics at P1 to P9 and P10 to P17, respectively.
From these figures, the sound pressure level is relatively high in the range of 400 to 600 Hz, and the attenuation of the sound pressure level is small regardless of the distance from the sound source, so that measurement variations can be eliminated and detection accuracy is high. I understand.
実施例1の試験装置を用いて、さらに聴覚による官能試験を行った。250〜350Hz、450〜550Hz、650〜750Hzの音波を、周期0.5秒で連続的に音源から発信し、受信装置側において被験者 3人がヘッドホンを用いて聴取して、伝達特性(音源からの距離による検知レベル変化)及び聴き易さについて判定した。表1にその結果を示す。
本発明は、ガス配管のみならず、地上部に開口部を設けることができる配管の位置探査に広く利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used not only for gas piping but also for position exploration of piping in which an opening can be provided on the ground.
1、20・・・・埋設配管探査装置
2、21・・・・音波発信装置
2a スピーカ
2b・・・・信号発振部
2c・・・・電力増幅部
2d・・・・出力調整部
3、22・・・・受信装置
3a・・・・ピックアップ
3c・・・電圧増幅部
3d・・・フィルター部
3e・・・表示部
3f・・・ヘッドホン
3g・・・感度調整部
3h・・・電力増幅部
4・・・・ガス導管
5・・・・分岐管
6・・・・立管部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該信号音が、所定の周波数帯内で所定の周期を以って、連続的に変化する音波であることを特徴とする埋設配管探査装置。 A buried pipe exploration device for exploring a pipe burying position by propagating signal sound from a sound source installed in a pipe opening to the inside of the pipe and detecting propagation vibration using a detection means outside the buried layer,
The buried pipe exploration device, wherein the signal sound is a sound wave that continuously changes within a predetermined frequency band with a predetermined period.
該信号音が、400Hz乃至600Hzの周波数帯、かつ、0.25秒乃至0.75秒の周期で変化する音波であることを特徴とする埋設配管探査方法。 A buried pipe exploration method for exploring a pipe buried position by propagating a signal sound from the pipe opening to the inside of the pipe and detecting the signal sound at a position outside the buried layer,
The buried pipe exploration method, wherein the signal sound is a sound wave that changes in a frequency band of 400 Hz to 600 Hz and a period of 0.25 seconds to 0.75 seconds.
9. The buried pipe exploration method according to claim 8, further comprising changing the frequency band and / or cycle of the signal sound as appropriate in response to a level change of detected propagation vibration accompanying a minute change in the detection position.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20120515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20121030 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |