JP2011203062A - Method and apparatus for exploring buried pipe - Google Patents

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Tomomi Okubo
智美 大久保
Takahiro Tsunoda
貴弘 角田
Takashi Sakai
孝 坂井
Atsushi Suganuma
淳 菅沼
Takashi Teranuma
考 寺沼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for exploring for a buried pipe, which are applicable regardless of a kind of a pipe material and capable of simply identifying a buried location.SOLUTION: The method of exploring for a buried pipe identifies a location of a pipe 10 buried under the ground. While vibration is applied to an exposed part of the pipe 10, vibration of the ground is measured at a plurality of measurement points 12A, B, C and D, and vibrations at the respective measurement points 12A, B, C and D are compared with one another to identify the location of a buried part of the pipe 10.

Description

本発明は、埋設配管探査方法、及び装置に関する。   The present invention relates to a buried pipe exploration method and apparatus.

埋設された配管の状態を確認する技術としては、配管内を伝播するハンマ音の有無に基づいて接続の有無を確認するものや(例えば、特許文献1を参照)、地表から発信した波動信号の反射を捉えて位置を特定するもの(例えば、特許文献2を参照)、開放した枝管の端部から音波を伝播して埋設配管を振動させてこれを地表面で検知するもの(例えば、特許文献3を参照)がある。   As a technique for confirming the state of the buried pipe, there is a technique for confirming the presence / absence of connection based on the presence / absence of hammer sound propagating in the pipe (for example, refer to Patent Document 1), or a wave signal transmitted from the ground surface. One that identifies the position by capturing the reflection (for example, see Patent Document 2), one that propagates sound waves from the end of the open branch pipe, vibrates the buried pipe, and detects this on the ground surface (for example, a patent) Reference 3).

特開2002−365371号公報JP 2002-365371 A 特開2001−116836号公報JP 2001-116836 A 特開2005−308445号公報JP 2005-308445 A

電磁誘導を利用した埋設配管の探査法では、導電性を有しない樹脂性の配管の探査に適用できない。配管内に伝播させた音波を利用した埋設配管の探査法の場合、導電性を有しない配管であっても適用可能であるが、枝管の端部等を開放する必要があるため、探査対象の配管を隔離して管内のガスや液体を予め排出したりする必要があり、作業性に難がある。   The method for exploring buried piping using electromagnetic induction cannot be applied to exploring resinous piping that does not have electrical conductivity. In the case of a method for exploring buried pipes using sound waves propagated in the pipe, it can be applied to pipes that do not have electrical conductivity, but the end of the branch pipe must be opened. Therefore, it is necessary to isolate the pipe and exhaust the gas and liquid in the pipe in advance, which is difficult to work.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、配管の材質を問わずに適用でき且つ簡単に埋設箇所を特定できる埋設配管探査方法、及び装置を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of such a subject, and makes it a subject to provide the buried piping exploration method and apparatus which can be applied regardless of the material of piping and can specify a buried location easily.

本発明は、上記課題を解決するため、配管に振動を加えた際の地面の振動を複数の計測点で比較し、配管の埋設部分の位置を特定する。   In order to solve the above problems, the present invention compares the vibration of the ground when a vibration is applied to the piping at a plurality of measurement points, and specifies the position of the buried portion of the piping.

詳細には、地中に埋設されている配管の位置を特定する埋設配管探査方法であって、前記配管の露出部分に振動を加えた状態で、地面の振動を複数の計測点で計測し、各計測点の振動を比較して前記配管の埋設部分の位置を特定する。   Specifically, it is a buried pipe exploration method for specifying the position of a pipe buried in the ground, and in a state where vibration is applied to the exposed portion of the pipe, the vibration of the ground is measured at a plurality of measurement points, The vibration of each measurement point is compared to identify the position of the buried portion of the pipe.

ここで、配管の露出部分とは、地中から露出していることにより、配管に振動を加え得る部分であり、例えば、埋設されている配管のうち地上に立ち上がっていることにより配管の表面が外に露出している部分である。また、配管の埋設部分とは、地中に埋設されていることにより、埋設箇所を目視で特定できない部分であり、例えば、道路に埋設されている配管から道路に隣接している敷地へ側方に伸びている部分である。   Here, the exposed part of the pipe is a part that can apply vibration to the pipe by being exposed from the ground.For example, the surface of the pipe is raised by standing on the ground among the buried pipes. It is the part that is exposed to the outside. In addition, the buried part of the pipe is a part where the buried part cannot be visually identified because it is buried in the ground. For example, the pipe is buried on the road from the pipe to the site adjacent to the road. It is a part that extends.

上記埋設配管探査方法は、このような配管の露出部分に振動を加える。これにより、配管の露出部分から伝わった振動が地中の配管に伝わる。地中の配管に伝わった振動は、配管の上側の地面にも伝わる。そこで、上記埋設配管探査方法は、地面の振動を複数の計測点で計測し、各計測点の振動を比較する。配管に近い部分は、遠い部分に比べ、計測される振動の計測値が有意な値を示すため、各計測点の振動を比較することで配管の埋設部分
の位置を特定できる。この埋設配管探査方法によれば、配管を振動させた際の地面の振動を捉えて配管の埋設部分の位置を特定するので、配管の材質を問わずに適用でき且つ簡単に埋設箇所を特定できる。
The buried pipe exploration method applies vibration to the exposed part of such a pipe. Thereby, the vibration transmitted from the exposed portion of the pipe is transmitted to the underground pipe. The vibration transmitted to the underground pipe is also transmitted to the ground above the pipe. Therefore, the buried pipe exploration method measures the vibration of the ground at a plurality of measurement points and compares the vibrations at the respective measurement points. Since the measured value of the measured vibration shows a significant value in the portion close to the pipe compared to the far portion, the position of the buried portion of the pipe can be specified by comparing the vibration at each measurement point. According to this buried pipe exploration method, since the position of the buried portion of the pipe is identified by capturing the vibration of the ground when the pipe is vibrated, it can be applied regardless of the material of the pipe and the buried position can be easily identified. .

なお、前記配管の露出部分に加える振動は、特定の周波数の振動であり、前記配管の位置を特定する際は、各計測点の振動のうち前記特定の周波数の振動を比較して該配管の埋設部分の位置を特定するものであってもよい。   The vibration applied to the exposed portion of the pipe is vibration of a specific frequency, and when specifying the position of the pipe, the vibration of the specific frequency is compared among the vibrations of each measurement point. The position of the embedded portion may be specified.

各計測点で計測される地面の振動には、上記配管に加えた振動の他、周辺で発生した振動等のノイズ成分が多数含まれ得る。そこで、配管に加える振動を特定の周波数としておき、各計測点で計測された振動のうちこの特定の周波数と同じ周波数の振動を比較すれば、ノイズ成分があっても配管の探査を行うことができる。   The vibration of the ground measured at each measurement point may include many noise components such as vibration generated in the vicinity in addition to the vibration applied to the pipe. Therefore, if the vibration applied to the pipe is set as a specific frequency and the vibration of the same frequency as the specific frequency among the vibrations measured at each measurement point is compared, the pipe can be searched even if there is a noise component. it can.

また、前記埋設配管探査方法は、道路に埋設された主管から分岐して該道路に隣接する敷地へ引き込まれる枝管の引き込み位置を特定するものでありのに好適であり、前記地面の振動を計測する際は、前記枝管の露出部分と前記道路との間の地面の振動を、該道路に略沿って並ぶ複数の計測点で計測し、前記枝管の位置を特定する際は、前記各計測点の振動を比較して該枝管の引き込み位置を特定するものであってもよい。   Further, the buried pipe exploration method is suitable for specifying a drawing position of a branch pipe branched from a main pipe buried in a road and drawn into a site adjacent to the road, and the vibration of the ground is detected. When measuring, the vibration of the ground between the exposed portion of the branch pipe and the road is measured at a plurality of measurement points arranged substantially along the road, and when specifying the position of the branch pipe, It is also possible to identify the pull-in position of the branch pipe by comparing the vibration at each measurement point.

道路に埋設された主管から分岐して引き込まれる枝管は、通常、道路と略直交するように引き込まれ、且つ、引き込み先の敷地内で枝管の端部が露出していることが多い。よって、上記埋設配管探査方法を用いるのに好適であるのは言うまでもなく、広い敷地内に埋設された配管を特定するものであってもよい。   A branch pipe that is branched and drawn from a main pipe embedded in a road is usually drawn so as to be substantially orthogonal to the road, and the end of the branch pipe is often exposed in the site of the drawing destination. Therefore, it goes without saying that it is suitable for using the above-described buried pipe exploration method, and pipes buried in a wide site may be specified.

なお、本願発明は、装置としての側面からも捉えることができる。例えば、本願発明は、地中に埋設されている配管の位置を特定する埋設配管探査装置であって、前記配管の露出部分に振動を加える加振手段と、前記加振手段が前記配管に振動を加えた状態で、地面の振動を複数の計測点で計測する振動計測手段と、前記振動計測手段が計測した各計測点の振動を比較可能なように並べて表示する表示手段と、を備えるものであってもよい。   The present invention can also be understood from the aspect of the device. For example, the invention of the present application is an embedded pipe exploration device that specifies the position of a pipe buried in the ground, and a vibration means that applies vibration to an exposed portion of the pipe, and the vibration means vibrates the pipe. A vibration measuring means for measuring ground vibration at a plurality of measurement points, and a display means for displaying the vibrations of the measurement points measured by the vibration measuring means side by side so that they can be compared. It may be.

配管の材質を問わずに適用でき且つ簡単に埋設箇所を特定できる。   It can be applied regardless of the material of the pipe, and the buried portion can be easily identified.

埋設配管探査装置の構成図である。It is a block diagram of a buried piping exploration device. センサアレイの構成図である。It is a block diagram of a sensor array. 埋設配管探査装置の設置状態を上から見た図である。It is the figure which looked at the installation state of a buried piping exploration device from the top. 配管加振器の構成図である。It is a block diagram of a pipe shaker. 加振アンプの構成図である。It is a block diagram of a vibration amplifier. 波形モニタの構成図である。It is a block diagram of a waveform monitor. モニタに表示される波形の一例である。It is an example of the waveform displayed on a monitor. 配管と各計測点との距離の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance of piping and each measurement point. 変形例に係るセンサアレイの構成図である。It is a block diagram of the sensor array which concerns on a modification.

以下、本願発明の実施形態について説明する。図1は、実施形態に係る埋設配管探査装置1の構成図である。埋設配管探査装置1は、図1に示すように、配管加振器2、加振アンプ3、センサアレイ4、及び波形モニタ5を備える。埋設配管探査装置1は、図1に示すように、道路6に埋設されたガスの本管7から家屋8が建っている敷地9へ引き込まれるガスの枝管10の引き込み位置を特定するものである。配管加振器2は、例えば、枝管
10の立ち上がり部分であるガスメータ11の下側の露出部分に取り付けられる。なお、埋設配管探査装置1は、このようなガスの配管の埋設部分の位置を特定するもののみならず、その他の種類の流体を流すための配管や電線を通すための配管の位置を特定する際に用いることも可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an embedded piping exploration device 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the buried pipe exploration device 1 includes a pipe vibrator 2, a vibration amplifier 3, a sensor array 4, and a waveform monitor 5. As shown in FIG. 1, the buried pipe exploration device 1 specifies a drawing position of a gas branch pipe 10 drawn from a gas main pipe 7 buried in a road 6 to a site 9 where a house 8 is built. is there. The pipe shaker 2 is attached to, for example, an exposed portion on the lower side of the gas meter 11 that is a rising portion of the branch pipe 10. The buried pipe exploration device 1 identifies not only the position of the buried portion of such a gas pipe, but also the position of a pipe for flowing other types of fluid and a pipe for passing an electric wire. It can also be used.

図2は、センサアレイ4の構成図である。センサアレイ4は、図2に示すように、4つの加速度センサ12A,B,C,Dと、各加速度センサ12A,B,C,Dを等間隔で固定した棒状の固定ステー13、固定ステー13の中心部分に取り付けられてセンサアレイ4をハンドキャリー可能にするハンドル14を備える。加速度センサ12A,B,C,Dは、少なくとも上下方向の一軸についての加速度を捉えることができればよい。加速度センサ12A,B,C,Dは、地面に接触するように設置されることで、地面の振動を計測する。計測した加速度を積分すれば速度、及び変位量も特定できる。加速度センサ12A,B,C,Dは、地面の伝搬振動を検知するため、高感度のものであることが望ましく、例えば、サーボ型加速度センサ、或いは高感度型圧電加速度センサなどが好適である。なお、加速度センサの代わりに速度センサを用いてもよい。速度センサとしては、例えば、ジオフォンなどの物理探査用のセンサ等が好適である。このように構成されるセンサアレイ4であれば、構造が極めて簡単なので軽く、安価である。   FIG. 2 is a configuration diagram of the sensor array 4. As shown in FIG. 2, the sensor array 4 includes four acceleration sensors 12A, B, C, and D, rod-like fixed stays 13 and fixed stays 13 in which the acceleration sensors 12A, B, C, and D are fixed at equal intervals. The handle 14 is attached to the central portion of the sensor array 4 so that the sensor array 4 can be hand-carried. The acceleration sensors 12A, B, C, and D only need to be able to capture at least the acceleration about one axis in the vertical direction. The acceleration sensors 12A, B, C, and D are installed so as to be in contact with the ground, thereby measuring the vibration of the ground. If the measured acceleration is integrated, the speed and displacement can be specified. The acceleration sensors 12A, B, C, and D are desirably highly sensitive in order to detect propagation vibrations on the ground. For example, a servo acceleration sensor or a highly sensitive piezoelectric acceleration sensor is suitable. A speed sensor may be used instead of the acceleration sensor. As the speed sensor, for example, a geophysical sensor such as a geophone is suitable. The sensor array 4 configured as described above is light and inexpensive because the structure is extremely simple.

ところで、各加速度センサ12A,B,C,Dは、地面と密接する必要がある。そこで、固定ステー13は、ある程度の剛性や弾性を有しつつ、各加速度センサ12A,B,C,Dの重さで変形するようになっている。各加速度センサ12は、信号ケーブル15によって波形モニタ5に繋がっている。各加速度センサ12の間隔は、探査する配管の深さや太さ、配管加振器2が配管に加える振動の大きさ等に応じて適宜決定されるものであるが、本実施形態では概ね300mmにしている。なお、各加速度センサ12A,B,C,D間で振動が相互に伝わらないよう、固定ステー13と各加速度センサ12A,B,C,Dとの間に緩衝材を挟んでもよい。   By the way, each acceleration sensor 12A, B, C, D needs to be in close contact with the ground. Therefore, the fixed stay 13 is deformed by the weight of each acceleration sensor 12A, B, C, D while having a certain degree of rigidity and elasticity. Each acceleration sensor 12 is connected to the waveform monitor 5 by a signal cable 15. The interval between the acceleration sensors 12 is appropriately determined according to the depth and thickness of the pipe to be searched, the magnitude of vibration applied to the pipe by the pipe shaker 2, etc. In this embodiment, it is approximately 300 mm. ing. A buffer material may be sandwiched between the fixed stay 13 and each of the acceleration sensors 12A, B, C, and D so that vibrations are not transmitted between the acceleration sensors 12A, B, C, and D.

図3は、埋設配管探査装置1の設置状態を上から見た図である。敷地9へ引き込まれるガスの枝管10は、通常、図3に示すように、道路6に埋設された本管7から敷地9へ道路6と略直交する方向に引き込まれている。よって、地面の振動を計測する計測点を道路6に沿って並ぶように定めれば、各計測点で計測される振動の振幅が相違することになり、枝管10が何れの箇所に引き込まれているのかを特定し得る。センサアレイ4は、地面の振動を計測する計測点をこのように道路6に沿って並ぶようにするために、4つの加速度センサ12A,B,C,Dを固定ステー13で直線上に並べている。   FIG. 3 is a view of the installation state of the buried pipe exploration device 1 as seen from above. As shown in FIG. 3, the gas branch pipe 10 drawn into the site 9 is usually drawn from the main pipe 7 embedded in the road 6 into the site 9 in a direction substantially orthogonal to the road 6. Therefore, if the measurement points for measuring the vibration of the ground are determined so as to be arranged along the road 6, the amplitude of the vibration measured at each measurement point will be different, and the branch pipe 10 is drawn into any location. It can be specified. In the sensor array 4, four acceleration sensors 12 A, B, C, and D are arranged on a straight line by a fixed stay 13 so that measurement points for measuring ground vibration are arranged along the road 6 in this way. .

図4は、配管加振器2の構成図である。配管加振器2は、図4に示すように、取り付け治具16A,B、取り付け治具16A,B同士を締結する立管挟み付けボルト17、枝管10に当接する接触子18を動かす加振アクチュエータ19、及び枝管10を加振アクチュエータ19と協働して挟む締め付けボルト20を備える。加振アクチュエータ19は、加振アンプ3から出力される正弦波の電流がコイルに流れることで、コイルの内部に配置された超磁歪材料が接触子18を振動させる超磁歪素子であり、入力信号に対する応答性や発生応力に優れる。このため、加振アクチュエータ19に加振アンプ3で生成された特定の周波数(加振周波数)、例えば、振動の伝達効率が良い100〜1000Hzの正弦波を入力することで、枝管10を十分に振動させることができる。本実施形態では、枝管10内の空洞に音波等を流すのではなく、枝管10そのものを振動させて探査する方法を採っている為、配管加振器2で十分な振動を発生させないと、枝管10に伝わった振動が地中でたちまち減衰してしまう。超磁歪素子を用いた加振アクチュエータ19であれば、枝管10を探査可能な程度の十分な振動を発生させることができる。もっとも、本実施形態に係る埋設配管探査装置1は、センサアレイ4に設けた4つの加速度センサ12A,B,C,Dで捉えた各計測点の振動を単に比較することで枝管10を探査するものであるた
め、振動が微弱となっても何れかの加速度センサ12A,B,C,Dでこの振動を捉えることができれば検出可能である。
FIG. 4 is a configuration diagram of the pipe vibrator 2. As shown in FIG. 4, the pipe vibration exciter 2 includes an attaching jig 16A, B, a vertical pipe clamping bolt 17 that fastens the attaching jigs 16A, 16B, and a contact 18 that contacts the branch pipe 10. A vibration actuator 19 and a fastening bolt 20 that sandwiches the branch pipe 10 in cooperation with the vibration actuator 19 are provided. The vibration actuator 19 is a giant magnetostrictive element that vibrates the contact 18 by a giant magnetostrictive material arranged inside the coil when a sinusoidal current output from the excitation amplifier 3 flows through the coil. Excellent responsiveness to stress and generated stress. For this reason, by inputting a specific frequency (excitation frequency) generated by the excitation amplifier 3 to the excitation actuator 19, for example, a sine wave having a good vibration transmission efficiency of 100 to 1000 Hz, the branch pipe 10 is sufficiently provided. Can be vibrated. In the present embodiment, a sound wave or the like is not flowed into the cavity in the branch pipe 10, but a method of searching by vibrating the branch pipe 10 itself is employed. The vibration transmitted to the branch pipe 10 is attenuated immediately in the ground. If the vibration actuator 19 uses a giant magnetostrictive element, it is possible to generate sufficient vibrations that allow the branch pipe 10 to be probed. However, the buried pipe exploration device 1 according to the present embodiment explores the branch pipe 10 by simply comparing the vibrations of the respective measurement points captured by the four acceleration sensors 12A, B, C, and D provided in the sensor array 4. Therefore, even if the vibration becomes weak, it can be detected if any of the acceleration sensors 12A, B, C, D can catch the vibration.

なお、振動の大きさは、加振アクチュエータ19の反力に比例する。よって、振動の大きさは、立管挟み付けボルト17の締め付け力を調整することにより振動の大きさを調整できる。また、振動の大きさは、加振アンプ3の出力によっても変えることができる。また、加振アンプ3が生成する信号は、枝管10を振動させ得るものであれば如何なる波形の信号であってもよく、例えば、矩形波等であってもよい。配管加振器2は、接触子18と締め付けボルト20との間に枝管10を挟む構成を採っている為、取り付け可能な枝管10の大きさはある程度自在である。   The magnitude of vibration is proportional to the reaction force of the vibration actuator 19. Therefore, the magnitude of vibration can be adjusted by adjusting the tightening force of the vertical tube clamping bolt 17. The magnitude of vibration can also be changed by the output of the excitation amplifier 3. Further, the signal generated by the excitation amplifier 3 may be a signal having any waveform as long as it can vibrate the branch pipe 10, and may be, for example, a rectangular wave or the like. Since the pipe vibrator 2 has a configuration in which the branch pipe 10 is sandwiched between the contact 18 and the fastening bolt 20, the size of the attachable branch pipe 10 is somewhat flexible.

また、加振アクチュエータ19は、超磁歪材料を用いたものに限定されるものではない。すなわち、加振アクチュエータ19は、特定の周波数で且つ十分な大きさの振幅で枝管10を振動させることができるものであればよく、例えば、コイルと永久磁石で構成される動電型のアクチュエータや、ピエゾ素子で構成されるアクチュエータであってもよい。   The vibration actuator 19 is not limited to one using a giant magnetostrictive material. That is, the vibration actuator 19 may be anything that can vibrate the branch pipe 10 at a specific frequency and with a sufficiently large amplitude. For example, an electrodynamic actuator composed of a coil and a permanent magnet. Alternatively, it may be an actuator composed of a piezo element.

配管加振器2を枝管10に固定する際は、まず、立管挟み付けボルト17を外して取り付け治具16A,Bを分ける。また、締め付けボルト20を緩めた状態にする。そして、取り付け治具16A,B同士で枝管10を挟み込んだ状態で、取り付け治具16A,B同士を立管挟み付けボルト17で締結する。そして、更に、締め付けボルト20を締め付ける。これにより、配管加振器2が枝管10に固定される。配管加振器2を枝管10から外す際は、立管挟み付けボルト17を外す。配管加振器2は、このように、枝管10の露出部分を挟み込むように固定されるものであるため、枝管10の内部を開放する必要がない。   When fixing the pipe vibration exciter 2 to the branch pipe 10, first, the vertical pipe clamping bolts 17 are removed to separate the attachment jigs 16A and 16B. Further, the tightening bolt 20 is loosened. Then, the attachment jigs 16A and B are fastened with the vertical pipe clamping bolts 17 in a state where the branch pipe 10 is sandwiched between the attachment jigs 16A and B. Further, the tightening bolt 20 is tightened. Thereby, the pipe vibrator 2 is fixed to the branch pipe 10. When removing the pipe vibrator 2 from the branch pipe 10, the vertical pipe clamping bolt 17 is removed. Since the pipe shaker 2 is thus fixed so as to sandwich the exposed portion of the branch pipe 10, it is not necessary to open the inside of the branch pipe 10.

図5は、加振アンプ3の構成図である。加振アンプ3は、図5に示すように、発振器21と増幅器22を備えている。発振器21は、任意に設定された特定の周波数の正弦波を生成する。増幅器22は、発振器21が生成した正弦波を増幅した電流を出力する。増幅器22から出力された正弦波の電流は、加振アクチュエータ19に入力される。設定される特定の周波数は、枝管10に伝わった振動が地中で減衰しにくいものであればよく、枝管10の材質等に応じて適宜調整する。   FIG. 5 is a configuration diagram of the excitation amplifier 3. The excitation amplifier 3 includes an oscillator 21 and an amplifier 22 as shown in FIG. The oscillator 21 generates a sine wave having a specific frequency that is arbitrarily set. The amplifier 22 outputs a current obtained by amplifying the sine wave generated by the oscillator 21. The sine wave current output from the amplifier 22 is input to the vibration actuator 19. The specific frequency to be set is not particularly limited as long as the vibration transmitted to the branch pipe 10 is not easily attenuated in the ground, and is appropriately adjusted according to the material of the branch pipe 10 and the like.

図6は、波形モニタ5の構成図である。波形モニタ5は、図6に示すように、各加速度センサ12A,B,C,Dからの信号が入力されるフィルタ23と、フィルタ23から出力されるアナログ信号をデジタル信号へ変換するA/D変換器24、A/D変換器24によってデジタル信号へ変換された各加速度センサ12A,B,C,Dからの信号を波形にして表すグラフィック画像を生成するためのCPU(Central Processing Unit)25や
メモリ26、及びCPU25とメモリ26が協働して生成したグラフィック画像を表示するモニタ27を備える。CPU25は、メモリ26に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、A/D変換器24から出力される各加速度センサ12A,B,C,Dの計測値である振幅のデータを記憶しながら、横軸を時間軸とし縦軸を振幅とするグラフで表した波形のグラフィック画像を生成する。フィルタ23は、各加速度センサ12A,B,C,Dからの信号に含まれるノイズ成分を除去し、配管加振器2によって振動する枝管10の振動以外の成分の振動に起因する振幅の信号を除去する。すなわち、フィルタ23は、各加速度センサ12A,B,C,Dからの信号に含まれる様々な周波数のアナログ信号波のうち、加振アンプ3の発振器21が生成する正弦波の周波数よりも高い周波数の信号波、及び該特定の周波数よりも低い周波数の信号波を減衰させることで、フィルタ23を通過するアナログ信号波が、発振器21が生成する正弦波の周波数と略同じ周波数の信号波だけになるようにするバンドパスフィルタである。これにより、CPU25がメモリ26と協働して生成するグラフィック画像の波形に、ノイズ成分である非特定の周
波数の信号波の波形が映らなくなり、各計測点の波形の比較が容易になる。
FIG. 6 is a configuration diagram of the waveform monitor 5. As shown in FIG. 6, the waveform monitor 5 includes a filter 23 to which signals from the acceleration sensors 12A, B, C, and D are input, and an A / D that converts an analog signal output from the filter 23 into a digital signal. A CPU (Central Processing Unit) 25 for generating graphic images representing the signals from the respective acceleration sensors 12A, B, C, and D converted into digital signals by the converter 24 and the A / D converter 24 as waveforms; A memory 26 and a monitor 27 for displaying a graphic image generated by the cooperation of the CPU 25 and the memory 26 are provided. The CPU 25 executes the computer program stored in the memory 26 to store the amplitude data that is the measured values of the acceleration sensors 12A, B, C, and D output from the A / D converter 24. A graphic image of a waveform represented by a graph having the horizontal axis as the time axis and the vertical axis as the amplitude is generated. The filter 23 removes noise components included in the signals from the respective acceleration sensors 12A, B, C, and D, and a signal having an amplitude caused by vibration of components other than the vibration of the branch pipe 10 that is vibrated by the pipe shaker 2. Remove. That is, the filter 23 has a frequency higher than the frequency of the sine wave generated by the oscillator 21 of the excitation amplifier 3 among the analog signal waves having various frequencies included in the signals from the respective acceleration sensors 12A, B, C, and D. The signal wave having a frequency lower than the specific frequency is attenuated, so that the analog signal wave passing through the filter 23 is changed to a signal wave having substantially the same frequency as the frequency of the sine wave generated by the oscillator 21. It is a band pass filter to be As a result, the waveform of the non-specific frequency signal wave, which is a noise component, is not reflected in the waveform of the graphic image generated by the CPU 25 in cooperation with the memory 26, and the waveform of each measurement point can be easily compared.

なお、上記波形モニタ5は、各加速度センサ12A,B,C,Dが計測した振動の波形を比較表示可能なものであれば如何なるものであってもよく、例えば、各アナログ波を表示するオシロスコープを各加速度センサ12A,B,C,D毎に並べたものであってもよい。その場合、デジタル信号処理が不要となるため、A/D変換器24やCPU25、メモリ26等は不要である。   The waveform monitor 5 may be any monitor that can compare and display the vibration waveforms measured by the acceleration sensors 12A, B, C, and D. For example, an oscilloscope that displays each analog wave is used. May be arranged for each acceleration sensor 12A, B, C, D. In that case, since digital signal processing is unnecessary, the A / D converter 24, the CPU 25, the memory 26, and the like are unnecessary.

図7は、上記埋設配管探査装置1を使って埋設配管の探査を行なう際に、モニタ27に表示されるグラフィック画像の一例を示したものである。センサアレイ4を、例えば図3に示すA地点に暫定的に設置した場合、モニタ27には図7(a)に示すような波形のグラフィック画像が表示される。センサアレイ4を設置する箇所は、枝管10が埋設されていそうな箇所であり、ユーザである計測者が適当に見当をつけて決定する。ここで、計測者は、モニタ27に表示された各計測点の波形の振幅の大きさを比較する。図7(a)に示すようなノイズ程度の波形の場合、計測点1(加速度センサ12A)の波形の振幅が他よりも若干大きいものの、特段有意な差は無いことが判る。この場合、計測者は、センサアレイ4の下には枝管10が無いものと判断し、別の場所を探査することを考える。センサアレイ4の位置を変える際は、道路6に沿って動かすのが良い。なお、何れの場所が枝管10に近いかは、各計測点の波形の振幅の大きさを考えることで把握できる。すなわち、A地点においては、計測点1の波形の振幅が他よりも若干大きいものであったたため、計測点1よりも更に側方であることが推察できる。計測者が、このような判断に基づいてセンサアレイ4を、例えば図3に示すB地点に置きなおしたものとする。この場合、モニタ27には図7(b)に示すような波形のグラフィック画像が表示される。先程と同じように、計測者は、モニタ27に表示された各計測点の波形の振幅の大きさを比較する。図7(b)に示すような波形の場合、計測点3(加速度センサ12C)の波形の振幅が他よりも明らかに大きいことが判る。すなわち、各計測点の波形の振幅の大きさは、計測点3が最も大きく、計測点2と計測点4、そして、計測点1の順に小さくなる。計測点2と計測点4で観測された波形の振幅の大きさは、概ね同じである。これは、各計測点に到達する振動が、地中を透過する距離に応じて減衰するためであり、図8に示すように、枝管10と各計測点との距離が異なるためである。この結果、計測者は、枝管10が概ね計測点3の直下にあることを特定することができる。なお、最も振幅の大きい計測点が2つある場合、枝管10は、両計測点の中間付近にあることを特定できる。   FIG. 7 shows an example of a graphic image displayed on the monitor 27 when the buried pipe searching device 1 is used to search for the buried pipe. For example, when the sensor array 4 is temporarily installed at a point A shown in FIG. 3, a graphic image having a waveform as shown in FIG. The location where the sensor array 4 is installed is a location where the branch pipe 10 is likely to be embedded, and is determined by a user who is appropriately measured. Here, the measurer compares the amplitude of the waveform at each measurement point displayed on the monitor 27. In the case of a noise-like waveform as shown in FIG. 7A, it can be seen that although the amplitude of the waveform at measurement point 1 (acceleration sensor 12A) is slightly larger than the others, there is no particularly significant difference. In this case, the measurer determines that there is no branch pipe 10 under the sensor array 4 and considers exploring another location. When changing the position of the sensor array 4, it is preferable to move along the road 6. Note that which location is close to the branch pipe 10 can be grasped by considering the magnitude of the waveform amplitude at each measurement point. That is, at the point A, the amplitude of the waveform at the measurement point 1 was slightly larger than the others, so that it can be inferred that it is further to the side than the measurement point 1. Assume that the measurer repositions the sensor array 4 at, for example, the point B shown in FIG. 3 based on such a determination. In this case, a graphic image having a waveform as shown in FIG. As before, the measurer compares the amplitude of the waveform at each measurement point displayed on the monitor 27. In the case of the waveform as shown in FIG. 7B, it can be seen that the amplitude of the waveform at the measurement point 3 (acceleration sensor 12C) is clearly larger than the others. That is, the amplitude of the waveform at each measurement point is the largest at measurement point 3, and decreases in the order of measurement point 2, measurement point 4, and measurement point 1. The amplitudes of the waveforms observed at measurement point 2 and measurement point 4 are substantially the same. This is because the vibration that reaches each measurement point is attenuated according to the distance transmitted through the ground, and as shown in FIG. 8, the distance between the branch pipe 10 and each measurement point is different. As a result, the measurer can specify that the branch pipe 10 is almost directly below the measurement point 3. When there are two measurement points with the largest amplitude, it can be specified that the branch pipe 10 is in the vicinity of the middle between the two measurement points.

上記埋設配管探査装置1であれば、配管を振動させることで配管の埋設箇所を特定できるため、配管の内部を開放する必要がない。よって、探査開始前に、配管内のガスや液体を排出する必要が無い。また、探査終了後もガスや液体の流れを復旧させる必要がない。また、上記埋設配管探査装置1であれば、配管を振動させることで配管の埋設箇所を特定できるため、振動が伝わりさえすればよく、探査可能な配管の材質にほとんど制限が無い。   If it is the said buried piping exploration apparatus 1, since the burying location of piping can be pinpointed by vibrating piping, it is not necessary to open the inside of piping. Therefore, it is not necessary to discharge the gas or liquid in the piping before the start of exploration. Moreover, it is not necessary to restore the flow of gas or liquid after the exploration is completed. Moreover, if it is the said buried piping exploration apparatus 1, since the burying location of piping can be pinpointed by vibrating a piping, vibration should just be transmitted and there is almost no restriction | limiting in the material of piping which can be searched.

反響音の位相差を数百〜数千ミリ秒オーダーで解析して埋設配管の位置を特定するような構成を採る場合、土やコンクリート、アスファルトといった材料に応じて音の透過速度も異なるため、実用できる程度の精度を得ることが極めて困難である。しかし、上記埋設配管探査装置1であれば、複数の計測点の振動を単純に比較する探査法なので、高精度な計測機器や高度な振動解析アルゴリズムが不要である。また、上記埋設配管探査装置1であれば、高精度な計測機器や高度な振動解析アルゴリズムを必要としないにも関わらず、工事に必要な程度の精度を得ることができる。   When adopting a configuration that analyzes the phase difference of reverberation in the order of hundreds to thousands of milliseconds and identifies the position of the buried pipe, the sound transmission speed varies depending on the material such as soil, concrete, and asphalt. It is extremely difficult to obtain a practical accuracy. However, since the above-described buried pipe exploration device 1 is an exploration method that simply compares the vibrations of a plurality of measurement points, it does not require a highly accurate measuring instrument or an advanced vibration analysis algorithm. Moreover, if it is the said underground piping exploration apparatus 1, although a highly accurate measurement apparatus and an advanced vibration analysis algorithm are not required, the precision required for construction can be obtained.

なお、上記実施形態では、センサアレイ4が4つの加速度センサを備えていたが、加速度センサの位置や数は如何なるものであってもよい。例えば、図9に示す変形例に係るセ
ンサアレイ4’のように、12個の加速度センサを設けてもよい。加速度センサの数を増やせば、探査の精度を高めることができる。
In the above embodiment, the sensor array 4 includes four acceleration sensors. However, the position and number of the acceleration sensors may be arbitrary. For example, 12 acceleration sensors may be provided as in a sensor array 4 ′ according to the modification shown in FIG. If the number of acceleration sensors is increased, the accuracy of exploration can be increased.

1・・埋設配管探査装置,2・・配管加振器,3・・加振アンプ,4・・センサアレイ,5・・波形モニタ,6・・道路,7・・本管,8・・家屋,9・・敷地,10・・枝管,11・・ガスメータ,12A,12B,12C,12D・・加速度センサ,13・・固定ステー,14・・ハンドル,15・・信号ケーブル,16A,16B・・取り付け治具,17・・立管挟み付けボルト,18・・接触子,19・・加振アクチュエータ,20・・締め付けボルト,21・・発振器,22・・増幅器,23・・フィルタ,24・・A/D変換器,25・・CPU(Central Processing Unit),26・・メモリ,27・・モニ
1 .... buried pipe exploration device, 2 .... pipe shaker, 3 .... excitation amplifier, 4 .... sensor array, 5 .... waveform monitor, 6 .... road, 7 .... main, 8 .... house , 9 · Site, 10 · · Branch pipe, 11 · · Gas meter, 12A, 12B, 12C, 12D · · Accelerometer, 13 · · Fixed stay, 14 · · Handle, 15 · · Signal cable, 16A, 16B · · Fixing jigs, 17 · · Vertical tube clamping bolts, 18 · · Contacts, 19 · · Vibrating actuators · 20 · · Tightening bolts · · · Oscillators · · · 22 · · Amplifiers · 23 · · Filters · 24 · · A / D converter, 25 · · CPU (Central Processing Unit), 26 · · Memory, 27 · · Monitor

Claims (5)

地中に埋設されている配管の位置を特定する埋設配管探査方法であって、
前記配管の露出部分に振動を加えた状態で、地面の振動を複数の計測点で計測し、
各計測点の振動を比較して前記配管の埋設部分の位置を特定する、
埋設配管探査方法。
A buried pipe exploration method for identifying the position of a pipe buried underground,
With vibration applied to the exposed part of the pipe, the vibration of the ground is measured at a plurality of measurement points,
Compare the vibration of each measurement point to identify the position of the buried part of the pipe,
Underground pipe exploration method.
前記配管の露出部分に加える振動は、特定の周波数の振動であり、
前記配管の位置を特定する際は、各計測点の振動のうち前記特定の周波数の振動を比較して該配管の埋設部分の位置を特定する、
請求項1に記載の埋設配管探査方法。
The vibration applied to the exposed portion of the pipe is vibration of a specific frequency,
When specifying the position of the pipe, the position of the buried portion of the pipe is specified by comparing the vibration of the specific frequency among the vibrations of each measurement point.
The buried pipe exploration method according to claim 1.
前記埋設配管探査方法は、道路に埋設された主管から分岐して該道路に隣接する敷地へ引き込まれる枝管の引き込み位置を特定するものであり、
前記地面の振動を計測する際は、前記枝管の露出部分と前記道路との間の地面の振動を、該道路に略沿って並ぶ複数の計測点で計測し、
前記枝管の位置を特定する際は、前記各計測点の振動を比較して該枝管の引き込み位置を特定する、
請求項1または2に記載の埋設配管探査方法。
The buried pipe exploration method is to identify a pull-in position of a branch pipe that is branched from a main pipe buried in a road and drawn into a site adjacent to the road,
When measuring the vibration of the ground, the vibration of the ground between the exposed portion of the branch pipe and the road is measured at a plurality of measurement points arranged substantially along the road,
When specifying the position of the branch pipe, the vibration of each measurement point is compared to specify the drawing position of the branch pipe.
The buried piping exploration method according to claim 1 or 2.
地中に埋設されている配管の位置を特定する埋設配管探査装置であって、
前記配管の露出部分に振動を加える加振手段と、
前記加振手段が前記配管に振動を加えた状態で、地面の振動を複数の計測点で計測する振動計測手段と、
前記振動計測手段が計測した各計測点の振動を比較可能なように並べて表示する表示手段と、を備える、
埋設配管探査装置。
A buried pipe exploration device for identifying the position of a pipe buried in the ground,
Vibration means for applying vibration to the exposed portion of the pipe;
Vibration measuring means for measuring vibration of the ground at a plurality of measurement points in a state where the vibration means applies vibration to the pipe;
Display means for displaying the vibration of each measurement point measured by the vibration measuring means side by side so as to be comparable,
Underground piping exploration equipment.
前記加振手段は、
前記配管の露出部分に当接する超磁歪アクチュエータと、
前記配管の露出部分に前記超磁歪アクチュエータが当接した状態で該超磁歪アクチュエータを該配管に固定する治具と、を有する、
請求項4に記載の埋設配管探査装置。
The vibration means is
A giant magnetostrictive actuator in contact with the exposed portion of the pipe;
A jig for fixing the giant magnetostrictive actuator to the pipe in a state where the giant magnetostrictive actuator is in contact with the exposed portion of the pipe,
The buried piping exploration device according to claim 4.
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