JP2557682B2 - 土中の誘電率計測機能を具備した地中探査装置 - Google Patents
土中の誘電率計測機能を具備した地中探査装置Info
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- JP2557682B2 JP2557682B2 JP63111196A JP11119688A JP2557682B2 JP 2557682 B2 JP2557682 B2 JP 2557682B2 JP 63111196 A JP63111196 A JP 63111196A JP 11119688 A JP11119688 A JP 11119688A JP 2557682 B2 JP2557682 B2 JP 2557682B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば道路下の地中埋設物の状況を探査す
ること等に用いる事ができる地中探査装置であって、特
に探査精度の向上をもたらす目的で被探査地点における
土中の誘電率を計測する機能を付加した地中探査装置に
関する発明である。
ること等に用いる事ができる地中探査装置であって、特
に探査精度の向上をもたらす目的で被探査地点における
土中の誘電率を計測する機能を付加した地中探査装置に
関する発明である。
「従来の技術」 従来より地中に向って電波を発射し、地中から戻って
来る電波を受信して地中に埋設物が有るか否かを探査す
る地中探査装置が実用されている。
来る電波を受信して地中に埋設物が有るか否かを探査す
る地中探査装置が実用されている。
つまり第８図に示すように送信アンテナTXより発射さ
れた電波は空中を伝播して受信アンテナTRに到達する電
波WAと、 地表面下を地表面に沿って伝播して受信アンテナに到
達する電波WGと、 地中へ伝播してパイプ等の埋設物Ｍや、地層の境界
（反射層）で反射して受信アンテナに到達する電波WRと
がある。
れた電波は空中を伝播して受信アンテナTRに到達する電
波WAと、 地表面下を地表面に沿って伝播して受信アンテナに到
達する電波WGと、 地中へ伝播してパイプ等の埋設物Ｍや、地層の境界
（反射層）で反射して受信アンテナに到達する電波WRと
がある。
このことは日本鉱業会誌（1982年６月号、529頁）等
によって明らかにされている。
によって明らかにされている。
この明細書では上記の電波WGを表面伝播波という名称
で使用するものとする。
で使用するものとする。
地中探査装置において埋設物の深さは電波の発射時点
から埋設物より反射した電波が戻って来るまでの時間を
計測して求めている。つまり電波の発射時点から電波が
戻って来るまでの時間をＴ、電波の地中における速度Ｖ
ε、電波を反射させて埋設物までの深さをＤとすると、 で求められる。
から埋設物より反射した電波が戻って来るまでの時間を
計測して求めている。つまり電波の発射時点から電波が
戻って来るまでの時間をＴ、電波の地中における速度Ｖ
ε、電波を反射させて埋設物までの深さをＤとすると、 で求められる。
地中における電波の伝播速度はＶεは土の誘電率εｒ
によって変化する。つまり で求められる。尚VOは空気中の電波伝播速度を示す。従
って被測定点における土（以下媒質と称す）の誘電率が
求められていないと埋設物の正確な深さＤを知ることが
できないことになる。
によって変化する。つまり で求められる。尚VOは空気中の電波伝播速度を示す。従
って被測定点における土（以下媒質と称す）の誘電率が
求められていないと埋設物の正確な深さＤを知ることが
できないことになる。
媒質の誘電率を計測する方法としては媒質となる土の
一部を採取して誘電率計に装填して測定することが考え
られるが、誘電率計を特別に用意しなければならないた
め実用的でない。
一部を採取して誘電率計に装填して測定することが考え
られるが、誘電率計を特別に用意しなければならないた
め実用的でない。
このため地中探査装置を使って媒質の誘電率を求める
方法が考えられている。
方法が考えられている。
その一つの方法としては、第７図に示すように例えば
埋設管１が地表面２と平行に埋設されていると仮定し
て、埋設管１で反射する反射波の伝播時間Trを地中探査
装置３によって計測すると共に、例えばマンホールのよ
うな穴４の位置で埋設管２までの実際の深さXOを計測す
る。
埋設管１が地表面２と平行に埋設されていると仮定し
て、埋設管１で反射する反射波の伝播時間Trを地中探査
装置３によって計測すると共に、例えばマンホールのよ
うな穴４の位置で埋設管２までの実際の深さXOを計測す
る。
XO≒Ｘとして によって媒質５の誘電率εを求めることができる。
この誘電率εを基に、同一領域の媒質の誘電率をこの
計測した誘電率εであると仮定し、この誘電率εを使っ
て他の埋設物の深さを求めている。
計測した誘電率εであると仮定し、この誘電率εを使っ
て他の埋設物の深さを求めている。
「発明が解決しようとする課題」 第７図に示した誘電率の計測方法を採るとき、特にマ
ンホールのような穴４及び校正用に用いた埋設管１が存
在しないと誘電率εを計測することができない欠点があ
る。
ンホールのような穴４及び校正用に用いた埋設管１が存
在しないと誘電率εを計測することができない欠点があ
る。
また校正用に用いた埋設管１を計測した部分の媒質
と、測定すべき埋設物が埋設されている場所での媒質と
が一致しているとは限らないから、正確な深度の測定に
ならない不都合がある。
と、測定すべき埋設物が埋設されている場所での媒質と
が一致しているとは限らないから、正確な深度の測定に
ならない不都合がある。
この発明の目的はマンホールのような穴がなくても、
また地表面と平行した埋設管がなくても媒質の誘電率を
計測することができ、また地中探査装置を移動させるこ
とによって、その移動線上に沿って媒質の誘電率を連続
して計測することができる機能を具備した地中探査装置
を提供しようとするものである。
また地表面と平行した埋設管がなくても媒質の誘電率を
計測することができ、また地中探査装置を移動させるこ
とによって、その移動線上に沿って媒質の誘電率を連続
して計測することができる機能を具備した地中探査装置
を提供しようとするものである。
「課題を解決するための手段」 この発明では、地中に向ってパルス状の電波を発射す
る電波発射装置と、 この電波発射装置が発射した電波が地中から反射して
戻って来る反射波を受信する反射波受信装置と、 この受信装置が反射波を受信すると、電波の発射時点
から受信信号が得られるまでの時間に対応した量を表示
して埋設物の有無及び埋設物の深さを表示する表示器と
を備えた地中検査装置において、 電波発射装置から発射された電波が媒質の表面近くを
伝播して受信装置に到来する表面伝播波を受信する表面
伝播波受信装置と、 この表面伝播波受信装置で受信した表面伝播波と電波
発射装置が電波を発射した時点との間の時間を計測する
伝播時間計測装置と、 この伝播時間計測手段で計測した伝播時間と電波発射
装置と受信装置との間の距離値とから表面伝播波の速度
を算出する伝播速度算出手段と、 この速度算出手段が算出した表面伝播波の速度と空気
中の電波伝播速度との比から誘電率を算出する誘電率算
出手段と、 この誘電率算出手段が算出した土中の誘電率を表示す
る表示器と、 にを付加して媒質の誘電率を計測する機能を具備した地
中探査装置を構成したものである。
る電波発射装置と、 この電波発射装置が発射した電波が地中から反射して
戻って来る反射波を受信する反射波受信装置と、 この受信装置が反射波を受信すると、電波の発射時点
から受信信号が得られるまでの時間に対応した量を表示
して埋設物の有無及び埋設物の深さを表示する表示器と
を備えた地中検査装置において、 電波発射装置から発射された電波が媒質の表面近くを
伝播して受信装置に到来する表面伝播波を受信する表面
伝播波受信装置と、 この表面伝播波受信装置で受信した表面伝播波と電波
発射装置が電波を発射した時点との間の時間を計測する
伝播時間計測装置と、 この伝播時間計測手段で計測した伝播時間と電波発射
装置と受信装置との間の距離値とから表面伝播波の速度
を算出する伝播速度算出手段と、 この速度算出手段が算出した表面伝播波の速度と空気
中の電波伝播速度との比から誘電率を算出する誘電率算
出手段と、 この誘電率算出手段が算出した土中の誘電率を表示す
る表示器と、 にを付加して媒質の誘電率を計測する機能を具備した地
中探査装置を構成したものである。
この発明の構成によれば、通常の地中探査装置として
動作する他に、特に表面伝播波受信装置によって媒質の
表面近くを伝播して到来する表面伝播波を受信すること
ができる。つまりこの表面伝播波は地中の埋設物から反
射して来る反射波よりかなり早い時点で受信装置に到来
する。従って表面伝播波受信装置は電波の発射時点から
最初に受信される電波を表面伝播波としてとらえ、この
電波を受信する。
動作する他に、特に表面伝播波受信装置によって媒質の
表面近くを伝播して到来する表面伝播波を受信すること
ができる。つまりこの表面伝播波は地中の埋設物から反
射して来る反射波よりかなり早い時点で受信装置に到来
する。従って表面伝播波受信装置は電波の発射時点から
最初に受信される電波を表面伝播波としてとらえ、この
電波を受信する。
表面伝播波として電波を受信すると、伝播時間計測手
段が電波の発射時点から表面伝播波の受信時点までの伝
播時間を計測する。
段が電波の発射時点から表面伝播波の受信時点までの伝
播時間を計測する。
この計測によって伝播時間が求められると、伝播速度
算出手段によって表面伝播波の伝播速度を算出する。こ
の算出のためには電波発射装置と受信装置との間の距離
値を与えておき、この距離値を伝播時間で割ることによ
って伝播速度を求めることができる。
算出手段によって表面伝播波の伝播速度を算出する。こ
の算出のためには電波発射装置と受信装置との間の距離
値を与えておき、この距離値を伝播時間で割ることによ
って伝播速度を求めることができる。
表面伝播波の速度が算出されると誘電率算出手段はこ
の表面伝播波の速度と、空気中の電波伝播速度の比から
媒質の誘電率を算出しその値を表示器に表示する。
の表面伝播波の速度と、空気中の電波伝播速度の比から
媒質の誘電率を算出しその値を表示器に表示する。
従ってこの発明によれば地中探査装置を設置した位置
でその直下の媒質の誘電率を計測することができる、 然も誘電率の計測は短時間に行なうことができる。こ
の結果地中探査装置を移動させることによってその移動
線に沿う位置の媒質の誘電率を連続して計測することが
できる。
でその直下の媒質の誘電率を計測することができる、 然も誘電率の計測は短時間に行なうことができる。こ
の結果地中探査装置を移動させることによってその移動
線に沿う位置の媒質の誘電率を連続して計測することが
できる。
このようにして誘電率の計測が埋設物までの深さの探
査と平行して行なわれるから、埋設物までの深さの値は
その地点における媒質の誘電率によって補正することが
できる。よって埋設物の正確な深さを知ることができ精
度の高い地中探査を行なうことができる。
査と平行して行なわれるから、埋設物までの深さの値は
その地点における媒質の誘電率によって補正することが
できる。よって埋設物の正確な深さを知ることができ精
度の高い地中探査を行なうことができる。
「実施例」 第１図にこの発明による土中の誘電率を計測する機能
を具備した地中探査装置の実施例を示す。
を具備した地中探査装置の実施例を示す。
第１図において、100は電波発射装置、200は受信装置
を示す。
を示す。
この例では電波発射装置100と受信装置200を絶縁板10
の上に搭載し、電波発射装置100と受信装置200を一体化
した場合を示す。このように電波発射装置100と受信装
置200を絶縁体10の上に一体化して固定することによっ
て電波発射装置100と受信装置200の間の距離Ｌは固定さ
れて与えられる。
の上に搭載し、電波発射装置100と受信装置200を一体化
した場合を示す。このように電波発射装置100と受信装
置200を絶縁体10の上に一体化して固定することによっ
て電波発射装置100と受信装置200の間の距離Ｌは固定さ
れて与えられる。
電波発射装置100は絶縁板10の上に波着した三角形導
電板によって形成したダイポールアンテナ101と、この
ダイポールアンテナ101にパルス幅が、例えば1NS程度の
極く狭いパルス状の駆動パルスを与えるパルサ102と、
パルサ102とダイポールアンテナ101の間に挿入したイン
ピーダンス整合器103と、ダイポールアンテナ101を取囲
んでダイポールアンテナ101の上面側をシールドするシ
ールドカバー104とによって構成することができる。
電板によって形成したダイポールアンテナ101と、この
ダイポールアンテナ101にパルス幅が、例えば1NS程度の
極く狭いパルス状の駆動パルスを与えるパルサ102と、
パルサ102とダイポールアンテナ101の間に挿入したイン
ピーダンス整合器103と、ダイポールアンテナ101を取囲
んでダイポールアンテナ101の上面側をシールドするシ
ールドカバー104とによって構成することができる。
シールドカバー104はダイポールアンテナ101から発射
される電波が直接受信装置200に伝わらないようにする
ために設けられる。このため望ましくはフェライト製の
シールドカバーを用いるとよい。
される電波が直接受信装置200に伝わらないようにする
ために設けられる。このため望ましくはフェライト製の
シールドカバーを用いるとよい。
パルサ102は同期発生回路11から出力される同期信号
に同期してパルス幅が例えばINS程度の極く短かいパル
ス状の駆動信号を発生する。
に同期してパルス幅が例えばINS程度の極く短かいパル
ス状の駆動信号を発生する。
この駆動信号がダイポールアンテナ101に与えられる
ことによってパルス状の電波が発射される。
ことによってパルス状の電波が発射される。
一方受信装置200は絶縁板10の上に被着した三角形状
のダイポールアンテナ201と、ダイポールアンテナ201の
還電点に誘起される受信信号を取出す高周波増幅器202
と、高周波増幅器202で増幅して取出した受信信号を多
数回取込んで、各回毎に順次サンプリング点をずらして
周波数の低い受信信号に変換するサンプリング回路203
と、高周波増幅器202とダイポールアンテナ201との間に
接続したインピーダンス整合器204と、ダイポールアン
テナ201の上面側をシールドするシールドカバー205とに
よって構成することができる。
のダイポールアンテナ201と、ダイポールアンテナ201の
還電点に誘起される受信信号を取出す高周波増幅器202
と、高周波増幅器202で増幅して取出した受信信号を多
数回取込んで、各回毎に順次サンプリング点をずらして
周波数の低い受信信号に変換するサンプリング回路203
と、高周波増幅器202とダイポールアンテナ201との間に
接続したインピーダンス整合器204と、ダイポールアン
テナ201の上面側をシールドするシールドカバー205とに
よって構成することができる。
受信装置側のシールドカバー205も電波発射装置100の
シールドカバー104と同様に電波発射装置100から発射さ
れる電波が受信装置100のダイポールアンテナ201に直接
伝わらないようにシールドすることを目的に設けられて
いる。従ってこのシールドカバー205も望ましくはフェ
ライト製のシールドカバーを用いるとよい。
シールドカバー104と同様に電波発射装置100から発射さ
れる電波が受信装置100のダイポールアンテナ201に直接
伝わらないようにシールドすることを目的に設けられて
いる。従ってこのシールドカバー205も望ましくはフェ
ライト製のシールドカバーを用いるとよい。
サンプリング回路203には同期回路11からサンプリン
グパルスが与えられ、受信信号を2048回程度順次位相を
ずらしてサンプリングすることによって時間を拡大した
低周波の信号に変換する。
グパルスが与えられ、受信信号を2048回程度順次位相を
ずらしてサンプリングすることによって時間を拡大した
低周波の信号に変換する。
このサンプリング動作を第２図を用いて説明する。周
期Ｔ毎に電波発射装置100から電波PXが発射されるもの
とすると、同期回路11は電波PXの発射と同期して第２図
Ｂに示す同期が比較的短い第１鋸歯状波SW1を発生す
る。これと同時に電波PXの１発目の発射と同期して同期
の長い第２鋸歯状波SW2を発生させる。
期Ｔ毎に電波発射装置100から電波PXが発射されるもの
とすると、同期回路11は電波PXの発射と同期して第２図
Ｂに示す同期が比較的短い第１鋸歯状波SW1を発生す
る。これと同時に電波PXの１発目の発射と同期して同期
の長い第２鋸歯状波SW2を発生させる。
第１鋸歯状波SW1の電圧が第２鋸歯状波SW2の電圧と一
致する毎に第２図ｃに示すようにサンプリングパルスSP
を発生させる。このサンプリンパルスSPは電波発射時点
からτ1,τ2,τ3,τ４…（τ１＜τ２＜τ３＜τ４＜
…）と順次遅延量が増加するパルスとなる。第１鋸歯状
波SW1の周波数を第２鋸歯状波の周波数に対して例えば2
048倍に選定することによって、第２鋸歯状波SW2の終了
までに2048個のサンプリングパルスSPを得ることができ
る。
致する毎に第２図ｃに示すようにサンプリングパルスSP
を発生させる。このサンプリンパルスSPは電波発射時点
からτ1,τ2,τ3,τ４…（τ１＜τ２＜τ３＜τ４＜
…）と順次遅延量が増加するパルスとなる。第１鋸歯状
波SW1の周波数を第２鋸歯状波の周波数に対して例えば2
048倍に選定することによって、第２鋸歯状波SW2の終了
までに2048個のサンプリングパルスSPを得ることができ
る。
このサンプリングパルスSPを用いて電波の発射毎に受
信される受信信号をサンプリングすることによって、受
信信号に対するサンプリングの位相を順次ずらすことが
でき、高速に変化する信号を遅い速度で変化する信号に
変換することができる。このサンプリング方式による速
度変換方法は例えばサンプリング式オシロスコープ等に
利用されている。
信される受信信号をサンプリングすることによって、受
信信号に対するサンプリングの位相を順次ずらすことが
でき、高速に変化する信号を遅い速度で変化する信号に
変換することができる。このサンプリング方式による速
度変換方法は例えばサンプリング式オシロスコープ等に
利用されている。
電波発射装置100から電波が発射されると、シールド
カバー104によってダイボールアンテナ101の上面側には
電波が放射されることがなく、地中の方向にだけ電波が
発射される。地中に向かって発射された電波はその一部
が地表近くを伝播し、受信装置100に到来する。図中300
はこの表面伝播波の伝播路を示す。
カバー104によってダイボールアンテナ101の上面側には
電波が放射されることがなく、地中の方向にだけ電波が
発射される。地中に向かって発射された電波はその一部
が地表近くを伝播し、受信装置100に到来する。図中300
はこの表面伝播波の伝播路を示す。
一方地中に発射された電波が埋設物によって反射し、
戻って来る時間は埋設物の深さにもよるが電波反射装置
100と受信装置200との間の距離を可及的に小さく、例え
ば20〜50cm程度に選定すれば表面伝播波の伝播時間より
長くなる。
戻って来る時間は埋設物の深さにもよるが電波反射装置
100と受信装置200との間の距離を可及的に小さく、例え
ば20〜50cm程度に選定すれば表面伝播波の伝播時間より
長くなる。
よって第３図に示すように表面伝播波SFの受信時点
と、埋設物からの反射波LFとは時間がずれて受信され
る。同期回路11において第２鋸歯状波SW2の周期TMを反
射波LFの到来タイミングの範囲より長く選定することに
よって反射波LFもサンプリング回路203によって低周波
信号に変換することができる。
と、埋設物からの反射波LFとは時間がずれて受信され
る。同期回路11において第２鋸歯状波SW2の周期TMを反
射波LFの到来タイミングの範囲より長く選定することに
よって反射波LFもサンプリング回路203によって低周波
信号に変換することができる。
尚第１図に示す400は移動距離信号発生器を示す。こ
の移動距離発生器400によって電波発射装置100と受信装
置200が移動した距離に比例したパルスを出力させ、こ
の移動距離信号が表示器に入力されて、表示器に表示さ
せる像に測定位置が移動したことを表示させるようにし
ている。
の移動距離発生器400によって電波発射装置100と受信装
置200が移動した距離に比例したパルスを出力させ、こ
の移動距離信号が表示器に入力されて、表示器に表示さ
せる像に測定位置が移動したことを表示させるようにし
ている。
第４図に電気的な構成の全体を示す。同期回路11には
基準発振器12が設けられ、この基準発振器12から出力さ
れる例えば800kHzの基準信号を第１分周器13と第２分周
器14で分周し、第１分周器13で分周した信号を遅延回路
15で所定時間遅延させてパルサ102に与え、第１分周器1
3の分周出力信号の周期で電波発射装置100から電波を発
射させる。
基準発振器12が設けられ、この基準発振器12から出力さ
れる例えば800kHzの基準信号を第１分周器13と第２分周
器14で分周し、第１分周器13で分周した信号を遅延回路
15で所定時間遅延させてパルサ102に与え、第１分周器1
3の分周出力信号の周期で電波発射装置100から電波を発
射させる。
分周器13の分周出力は遅延回路16を通して第１鋸歯状
波発生器17に与えられ、電波の発射と同期して第２図に
示した第１鋸歯状波SW1を発生させる。
波発生器17に与えられ、電波の発射と同期して第２図に
示した第１鋸歯状波SW1を発生させる。
一方分周器14からは第１分周器13の分周出力の周期よ
り例えば2048倍程度長い分周信号を出力させ、この分周
信号を第２鋸歯状波発生器19に与え、第２鋸歯状波発生
器19から第２図に示した第２鋸歯状波SW2を発生させ
る。
り例えば2048倍程度長い分周信号を出力させ、この分周
信号を第２鋸歯状波発生器19に与え、第２鋸歯状波発生
器19から第２図に示した第２鋸歯状波SW2を発生させ
る。
第１鋸歯状波SW1と第２鋸歯状波SW2は一致検出回路20
に与えられ、第１鋸歯状波SW1が第２鋸歯状波SW2と一致
する毎にサンプリングパルスを発生させる。
に与えられ、第１鋸歯状波SW1が第２鋸歯状波SW2と一致
する毎にサンプリングパルスを発生させる。
このサンプリングパルスがサンプリング回路203に与
えられ、サンプリング回路203において受信装置200で受
信した表面伝播波及び反射波をサンプリングし、低周波
信号に変換する。このようにして低周波信号に変換され
た表面伝播波と反射波は表示装置500に送られる。
えられ、サンプリング回路203において受信装置200で受
信した表面伝播波及び反射波をサンプリングし、低周波
信号に変換する。このようにして低周波信号に変換され
た表面伝播波と反射波は表示装置500に送られる。
表示装置500にはデータセレクタ501が設けられ、この
データセレクタ501によって表面伝播波の受信信号と同
期回路11から与えられる同期信号がインターフェース50
2を通じてマイクロコンピュータ503に分岐される。マイ
クロコンピュータ503では同期回路11から送られた電波
の発射タイミングから表面伝播波の受信タイミングまで
の時間を計測する。この計測はマイクロコンピュータ50
3が同期信号の発生を検出して電波の発射タイミングを
検知し、この時点から表面伝播波が受信されるまでの間
クロックを計数するプログラムを実行し、その計数値に
よって表面伝播波の伝播時間が計測される。
データセレクタ501によって表面伝播波の受信信号と同
期回路11から与えられる同期信号がインターフェース50
2を通じてマイクロコンピュータ503に分岐される。マイ
クロコンピュータ503では同期回路11から送られた電波
の発射タイミングから表面伝播波の受信タイミングまで
の時間を計測する。この計測はマイクロコンピュータ50
3が同期信号の発生を検出して電波の発射タイミングを
検知し、この時点から表面伝播波が受信されるまでの間
クロックを計数するプログラムを実行し、その計数値に
よって表面伝播波の伝播時間が計測される。
表面伝播波の伝播時間を計測するマイクロコンピュー
タ503はキィーボード504から予め入力されている電波発
射装置100と受信装置200との間の距離Ｌを使って表面伝
播波の速度Ｖεを算出する。
タ503はキィーボード504から予め入力されている電波発
射装置100と受信装置200との間の距離Ｌを使って表面伝
播波の速度Ｖεを算出する。
表面伝播波の速度が算出されると、この表面伝播波の
速度Ｖεと予め入力してある空気中の電波伝播速度VOと
の比（VO/Vε）２を算出し、その地点における媒質の誘
電率εＯを算出する。
速度Ｖεと予め入力してある空気中の電波伝播速度VOと
の比（VO/Vε）２を算出し、その地点における媒質の誘
電率εＯを算出する。
マイクロコンピュータ503で算出された媒質の誘電率
はキャラクタジェネレータ505に送られ文字映像パター
ンに変換されて例えば陰極線管表示器506に入力され、
陰極線管表示器506に媒質の誘電率を第５図に示す数字
表示部514に数字表示させる。誘電率の測定値は複数記
憶することができるように構成し、電波発射装置100と
受信装置200の移動位置に応じて各位置における誘電率
を表示できるように構成している。第５図の例えば２点
の誘電率を表示させた場合を示す。
はキャラクタジェネレータ505に送られ文字映像パター
ンに変換されて例えば陰極線管表示器506に入力され、
陰極線管表示器506に媒質の誘電率を第５図に示す数字
表示部514に数字表示させる。誘電率の測定値は複数記
憶することができるように構成し、電波発射装置100と
受信装置200の移動位置に応じて各位置における誘電率
を表示できるように構成している。第５図の例えば２点
の誘電率を表示させた場合を示す。
一方陰極線管表示器506には受信装置200でとらえた表
面伝播波と埋設物からの反射波が画像として映出され
る。
面伝播波と埋設物からの反射波が画像として映出され
る。
つまりデータセレクタ501では受信装置200でとらえた
表面伝播波と反射波及び移動距離信号発生器400から出
力される移動距離信号を従来からある画像処理装置507
に入力し、画像処理して陰極線管表示器506に与える。
表面伝播波と反射波及び移動距離信号発生器400から出
力される移動距離信号を従来からある画像処理装置507
に入力し、画像処理して陰極線管表示器506に与える。
第５図に陰極線管表示器506に表示した表面伝播波と
埋設物から反射した反射波の例を示す。この画像は第６
図に示す媒質を計測した場合の像である。つまり第６図
において600及び700は第１の媒質及び第２の媒質を示
す。
埋設物から反射した反射波の例を示す。この画像は第６
図に示す媒質を計測した場合の像である。つまり第６図
において600及び700は第１の媒質及び第２の媒質を示
す。
第１の媒質は誘電率ε１＝11の砂、第２の媒質は誘電
率ε２＝32のローム質の土とした場合である。
率ε２＝32のローム質の土とした場合である。
これら第１の媒質600及び第２の媒質700の下に例えば
コンクリートから成る第３の媒質800が同一の深さ位置
に打設される。
コンクリートから成る第３の媒質800が同一の深さ位置
に打設される。
この状況の表面を電波発射装置100と受信装置200を矢
印Ｋの方向に移動させると、第５図に示す画像が得られ
る。
印Ｋの方向に移動させると、第５図に示す画像が得られ
る。
第５図に示す画像において輝線511は電波の発射点を
指し、これは第１及び第２の媒質600と700の表面の位置
に該当する。輝線512は表面伝播波の受信点を示し、輝
線513は反射波の受信点を示す。
指し、これは第１及び第２の媒質600と700の表面の位置
に該当する。輝線512は表面伝播波の受信点を示し、輝
線513は反射波の受信点を示す。
これら輝線512と513は第１の媒質600と第２の媒質700
のとの間で段差を描き伝播時間に差が生じたことが表示
される。従来はこの段差が表示されると、この部分に断
層が存在するものとして観ていたが、この発明によれば
数字表示部分514に媒質600と700の誘電率ε１とε２を
表示し、更に埋設物までの深さX1とX2を表示するから、
この段差が媒質600と700の誘電率の違いによって電波伝
播速度に差が生じ、これが原因で形成されることが解
る。
のとの間で段差を描き伝播時間に差が生じたことが表示
される。従来はこの段差が表示されると、この部分に断
層が存在するものとして観ていたが、この発明によれば
数字表示部分514に媒質600と700の誘電率ε１とε２を
表示し、更に埋設物までの深さX1とX2を表示するから、
この段差が媒質600と700の誘電率の違いによって電波伝
播速度に差が生じ、これが原因で形成されることが解
る。
「変形実施例」 尚、実施例ではダイポールアンテナ素子として、三角
形の導電板を使用した場合を説明したが、その他の棒状
導体ダイポールアンテナ、四角形の導電板ダイポールア
ンテナ、抵抗装荷形ダイポールアンテナ、円形の導電板
ダイポールアンテナ、進行波ダイポールアンテナ、ある
いは導体板平面上に細長い穴をあけたいわゆるスリット
アンテナ等が利用できる。
形の導電板を使用した場合を説明したが、その他の棒状
導体ダイポールアンテナ、四角形の導電板ダイポールア
ンテナ、抵抗装荷形ダイポールアンテナ、円形の導電板
ダイポールアンテナ、進行波ダイポールアンテナ、ある
いは導体板平面上に細長い穴をあけたいわゆるスリット
アンテナ等が利用できる。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば、常に電波伝播
条件が一定としてみなすことができる表面伝播波を利用
して媒質中の電波伝播速度を求め、この伝播速度と空気
中の電波伝播速度との比を求めて媒質の誘電率を算出す
る構造としたから、地中探査装置自体で誘電率を計測す
ることができ、特に埋設物の探査と平行して誘電率を計
測することができるから、埋設物の深さを誘電率の違い
に影響されることなく正確に測定することができる。
条件が一定としてみなすことができる表面伝播波を利用
して媒質中の電波伝播速度を求め、この伝播速度と空気
中の電波伝播速度との比を求めて媒質の誘電率を算出す
る構造としたから、地中探査装置自体で誘電率を計測す
ることができ、特に埋設物の探査と平行して誘電率を計
測することができるから、埋設物の深さを誘電率の違い
に影響されることなく正確に測定することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す一部を断面とした斜
視図、第２図はこの発明に用いたサンプリング動作を説
明するための波形図、第３図は表面伝播波と反射波の時
間的な配置関係を説明するための波形図、第４図はこの
発明による装置の全体の構成を説明するためのブロック
図、第５図はこの発明による装置によって測定した結果
の一例を示す正面図、第６図は実験に用いた媒質の配置
を説明するための断面図、第７図は従来の技術を説明す
るための断面図、第８図は地中探査装置における電波の
伝播系路を説明するための断面図である。 100:電波発射装置、200:受信装置、300:表面伝播波通
路、400:距離信号発生器、500:表示器。
視図、第２図はこの発明に用いたサンプリング動作を説
明するための波形図、第３図は表面伝播波と反射波の時
間的な配置関係を説明するための波形図、第４図はこの
発明による装置の全体の構成を説明するためのブロック
図、第５図はこの発明による装置によって測定した結果
の一例を示す正面図、第６図は実験に用いた媒質の配置
を説明するための断面図、第７図は従来の技術を説明す
るための断面図、第８図は地中探査装置における電波の
伝播系路を説明するための断面図である。 100:電波発射装置、200:受信装置、300:表面伝播波通
路、400:距離信号発生器、500:表示器。
Claims (1)
- 【請求項１】A.パルス幅が狭いパルス状の電波を土中に
向かって発射する電波発射装置と、 B.この電波発射装置が発射する電波が地表近くの媒質を
伝播して到来する表面伝播波を受信する受信装置と、 C.電波発射装置の電波発射時点から表面伝播波を受信す
るまでの時間を計測する表面伝播波の伝播時間計測手段
と、 D.この伝播時間計測手段で計測した伝播時間と上記電波
発射装置と受信装置との間の距離とから表面伝播波の速
度を算出する速度算出手段と、 E.この速度算出手段が算出した表面伝播波の速度と空気
中の電波伝播速度との比から誘電率を算出する誘電率算
出手段と、 F.この誘電率算出手段が算出した土中の誘電率を表示す
る表示器と、 によって構成したことを特徴とする土中の誘電率計測機
能を具備した地中探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111196A JP2557682B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 土中の誘電率計測機能を具備した地中探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111196A JP2557682B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 土中の誘電率計測機能を具備した地中探査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282490A JPH01282490A (ja) | 1989-11-14 |
| JP2557682B2 true JP2557682B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=14554933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63111196A Expired - Lifetime JP2557682B2 (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 土中の誘電率計測機能を具備した地中探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557682B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722252A3 (de) * | 2005-05-10 | 2016-10-05 | HILTI Aktiengesellschaft | Handgeführter, scannender Untergrunddetektor |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031537A1 (fr) * | 2000-10-12 | 2002-04-18 | Cos Co., Ltd. | Procede pour etalonner la permittivite relative d'un detecteur electromagnetique et detecteur electromagnetique |
| JP4857575B2 (ja) * | 2005-03-17 | 2012-01-18 | パナソニック電工株式会社 | パルスレーダ装置 |
| JP6538416B2 (ja) * | 2015-04-30 | 2019-07-03 | 日本電信電話株式会社 | 測定方法及び地中レーダ装置 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP63111196A patent/JP2557682B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1722252A3 (de) * | 2005-05-10 | 2016-10-05 | HILTI Aktiengesellschaft | Handgeführter, scannender Untergrunddetektor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01282490A (ja) | 1989-11-14 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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