JP2014091904A

JP2014091904A - 無線通信機能付き貫入ロッド

Info

Publication number: JP2014091904A
Application number: JP2012240865A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Noguchi; 昭一野口
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-19

Abstract

【課題】地中の測定信号を良好な感度で受信できる無線通信機能付き貫入ロッドの提供。
【解決手段】本発明は、地中の物理量あるいは化学量を測定するセンサ１１，１２，１３，１４を備えるロッド本体１０に、延長用ロッド３０を継ぎ足しながら当該ロッド本体１０を地中へ貫入し、貫入過程で各種地質を測定する貫入ロッドにおいて、各ロッド１０，３０の内部にケーブル１５，３２を配線するとともに各ロッド１０，３０の接続部にコネクタ１６，３３，３４を設け、これらを電気的に接続することにより、測定信号を前記延長用ロッド３０の最後尾へ伝送可能とし、この最後尾のコネクタ３３に無線通ユニット７０を電気的に接続することで、測定信号を地上の受信機へ無線発信するように構成した無線通信機能付き貫入ロッドである。この構成により、無線通信ユニット７０が地上側に位置するので、地上の記憶装置は測定信号を良好な感度で受信できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、地盤調査に用いる貫入ロッドに関する。

従来から、地下水位測定用の貫入ロッドとしては、特許文献１に示すものがある。この貫入ロッドは、地盤貫入用のロッドに水検知センサを設けることで、地中の水の存在を検知するように構成されている。また、ロッドには水検知センサによる検出信号を電波発信する発信機が設けられており、ロッドを地盤に挿入していく過程で、水検知センサが地下水の深さ位置に達すると、それを検知して発信機から電波を発信し、地上の受信機で受信して地下水の水位を測定するように構成されている。

特開２００２ − ３４８８４６号公報

しかしながら、上記の貫入ロッドでは、発信機からの電波を、地盤内を通じて地上に送信しても、例えば測定地点が深いような場合は、発信機からの電波が地上まで届きにくく、測定に支障を生じることがある。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、地上において、地中で得られる測定信号を良好な感度で受信することができる無線通信機能付き貫入ロッドを提供することを課題とする。

上記の課題は、地中の物理量あるいは化学量を測定するセンサを備えるロッド本体に、延長用ロッドを継ぎ足しながら当該ロッド本体を地中へ貫入し、貫入過程で各種地質を測定する貫入ロッドにおいて、各ロッドの内部にケーブルを配線するとともに各ロッドの接続部にコネクタを設け、これらコネクタを電気的に接続することにより、前記センサによる測定信号を前記延長用ロッドの最後尾へ伝送可能とし、当該延長用ロッドの最後尾のコネクタに無線通ユニットを電気的に接続することで、測定信号を地上の受信機へ無線発信するように構成したことを特徴とする無線通信機能付き貫入ロッドによって解決できる。

本発明の無線通信機能付き貫入ロッドは、無線通信ユニットが地上側に位置するように構成されているから、地中で得られる測定信号を、地上において良好な感度で受信することができる。

本発明の無線通信機能付き貫入ロッドの全体図である。本発明の無線通信機能付き貫入ロッの要部拡大断面図である。本発明の無線通信機能付き貫入ロッドのブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は無線通信機能付き貫入ロッド（以下、単に貫入ロッド１という）である。この貫入ロッド１は、ロッド本体１０と、必要に応じてこのロッド本体１０に順次継ぎ足す延長用ロッド３０と、この延長用ロッド３０の最後尾に設けた無線通信ユニット７０とから構成されている。また、ロッド本体１０の先端にはスクリューポイント２が接続してあり、地中に回転貫入できるように構成されている。

前記ロッド本体１０には、図２に示すように、センサの一例として、リング状の電極１１，１２，１３，１４が所定の間隔を空けて設けてある。そして、最上部の電極１１に電流を印加し、最下部の電極１４に流れる電流を検出し、残りの電極１２，１３の電位差を検出することにより、地中の比抵抗を測定することができる。

前記電極１１，１２，１３，１４から延びる各信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａは、ロッド本体１０の内部に設けた中継基板５０に集中配線されており、電極１１，１２，１３，１４による測定信号が中継基板１１へ伝送される。また、この中継基板５０には、同軸ケーブル１５が接続されており、ロッド本体１０の後端に設けた同軸コネクタ１６との間で通信及び電力供給するように構成されている。

前記中継基板５０には、図３に示すように、分離回路５１、定電圧電源回路５２、ＭＰＵ５３、電流駆動回路５４、電流検出回路５５、差動増幅回路５６、電圧検出回路５７が集積されている。

前記分離回路５１は、無線通信ユニット７０から同軸ケーブル１５を通じて送信される電力と電気信号とを分離するものであり、電力を定電圧電源回路５２へ入力する一方、各種指令信号をＭＰＵ５３へ送信するように構成されている。

前記電流駆動回路５４は、前記定電圧駆動回路５２からの出力に応じて電極１１へ電流供給するように構成されている。そして、電流検出回路５５が、電極１１から地中抵抗を介して電極１４へ流れた電流を検出する。

前記差動増幅回路５６は、電極１２，１３の入力信号の差分を一定係数で増幅するように構成されている。そして、この差動増幅回路５６による増幅信号に基づいて、電圧検出回路５７が電極１２，１３の電位差を検出する。

前記ＭＰＵ５３は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を内蔵しており、電流検出回路５５及び電圧検出回路５７から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、前記無線通信ユニット７０と通信するように構成されている。また、MPU５３は、各種指令信号に応じて前記電流駆動回路５４を制御し、当該電流駆動回路５４が供給する電流値を変更できるように構成されている。

また、前記延長用ロッド３０は、図２に示すように、二重管構造を成しており、内管３１と外管４１とから構成されている。中空の内管３１には、同軸ケーブル３２が挿入されている。この同軸ケーブル３２は、両端に雄型の同軸コネクタ３３及び雌型の同軸コネクタ３４を備えており、同軸コネクタ３４と前記ロッド本体１０の同軸コネクタ１６とが電気的に接続することで、前記中継基板５０と前記無線通信ユニット７０との間で電力供給及び通信が行われるように構成されている。一方、外管４１には、その両端に雌ねじ部４２、雄ねじ部４３が形成されており、雌ねじ部４２と前記ロッド本体１０の後端に形成された雄ねじ部１７とが螺合接続するように構成されている。この構成により、延長用ロッド３０をロッド本体１０に継ぎ足す場合には、内管３１をコネクタ接続してから外管４１を螺合接続する。次の延長用ロッド３０を継ぎ足す場合も同様である。

さらに、無線通信ユニット７０は、図３に示すように、前記延長用ロッド３０の同軸コネクタ３３に電気的に接続可能な同軸コネクタ７１と、前記中継基板５０のＭＰＵ５３から送信されるディジタル信号に基づいて地中の比抵抗を演算するCPU７２と、この演算値をブルーツース通信プロトコルに従うリソースデータに変換するブルーツース無線モジュール用インターフェース７３（blue tooth）と、CＰＵ７２に接続されるバッテリー７４とから構成されている。この構成により、無線通信ユニット７０から電波が発信され、ロッド本体１０の検出値を地上の記憶装置（図示せず）が受信する。

なお、本発明の貫入ロッド１は、スェーデン式サウンディング試験（ＪＩＳＡ１２２１）に利用できるよう、ロッド本体１０及び延長用ロッド３０の寸法がＪＩＳ
Ａ１２２１に準ずる設定となっている。また、前記延長用ロッド３０の外管４１の外周には長手方向に延びる長溝４４が形成されており、例えば特許４２８７７０４号公報に示すスェーデン式サウンディング試験用貫入試験機のロッドチャックに装着することができる。

本発明の貫入ロッド１においては、延長用ロッド４１の最後尾に無線通信ユニット７０が設けてあるので、地上の記憶装置が測定信号を良好な感度で受信することができる。また、無線通信ユニット７０は、延長用ロッド４１から着脱できるため、作業者は、延長用ロッド４１を簡単に継ぎ足すことができる。

なお、本発明の貫入ロッド１においては、上記電極１１，１２，１３，１４をセンサの一例としたが、これに代えてロッド本体１０の内周壁にひずみゲージ（図示せず）を貼り付けることにより、貫入トルクの検出も可能となる。

１貫入ロッド
１０ロッド本体
１１，１２，１３，１４電極（センサ）
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ信号線
１５，３２同軸ケーブル
１６，３３，３４，７１同軸コネクタ
３０延長用ロッド
７０無線通信ユニット

Claims

地中の物理量あるいは化学量を測定するセンサを備えるロッド本体に、延長用ロッドを継ぎ足しながら当該ロッド本体を地中へ貫入し、貫入過程で各種地質を測定する貫入ロッドにおいて、
各ロッドの内部にケーブルを配線するとともに各ロッドの接続部にコネクタを設け、これらコネクタを電気的に接続することにより、前記センサによる測定信号を前記延長用ロッドの最後尾へ伝送可能とし、当該延長用ロッドの最後尾に設けたコネクタに無線通ユニットを電気的に接続することで、測定信号を地上の受信機へ無線発信するように構成したことを特徴とする無線通信機能付き貫入ロッド。