JP2931135B2

JP2931135B2 - 地下の流体搬送パイプの場所を検出する方法及び装置

Info

Publication number: JP2931135B2
Application number: JP18872191A
Authority: JP
Inventors: リン・バイロン・ハイトマン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: EP0468809A2; US5036497A; JPH04232890A; EP0468809A3; EP0468809B1; DE69120478T2; AU8138391A; DE69120478D1; AU636550B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、概して、地下のパイプの
場所を検出する検出装置に関し、特に、地震方法を用い
た地下のパイプの場所を検出する方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】地下のパイプを見付けることは、該パイ
プの事故的な損傷によりこうむる費用の観点で必要であ
る。例えば、公益事業会社はしばしば、溝掘りの進行等
の結果として地下のパイプを損傷させる。殆どの地下の
パイプは地図等の上に記されているが、これは代表的に
は、パイプがしばしば与えられた地図上のパイプと比較
して異なった場所に経路付けられるという点で、信頼性
がない。

【０００３】与えられたパイプの場所を見付ける仕事を
一層悪くするもう１つの問題は、プラスチックもしくは
ＰＶＣパイプのような非金属のパイプが広汎に用いられ
ていることである。金属パイプを見付けるための以前の
方法は金属検出器を用いることであった。この方法は、
ＰＶＣパイプの使用を考慮した場合、不充分である。パ
イプを見付けるためのもう１つの方法は、パイプに隣接
して銅のような金属ワイヤを埋設して、該金属ワイヤの
場所を金属検出器もしくはケーブル探知機でもって見付
けるのを容易にすることである。これは、勿論、大変高
価であり、スプリンクラ装置のような大量の地下パイプ
を用いた系統の場合には実行不可能である。他の適用
は、通常の金属検出器と接近することが困難な、河、
湖、及び大洋に位置するパイプを含む。

【０００４】上述の欠点に鑑みて、地下パイプの場所を
経済的に見付けるための方法及び装置に対する必要性が
存在する。

【０００５】

【発明の概要】ここに開示されかつ請求範囲で請求され
た本発明は、地下のパイプの場所を検出するための方法
及び装置を含んでいる。大地もしくは水の表面近辺に配
置されて、有限の距離を離間された第１及び第２の地震
センサが設けられる。地下パイプの一端に配置されるた
めの脈動弁が設けられ、第１の作用においては、実質的
に高い体積速度（volumetric rate）で、地下パイプを
通して流体が流れるのを許容する。第２の作用において
は、周囲の大地に伝導される衝撃波をパイプに与えるた
めに、流れが突然に遮断される。パイプから大地に与え
られたエネルギである地震エネルギは、第１及び第２の
地震センサで検出される。検出された地震エネルギは、
第１及び第２の地震センサ間で比較されて、両者間の差
のエネルギを決定する。センサは、差のエネルギが実質
的に等しくなってセンサが地下のパイプの直接上でまた
がっているということを示すまで、移動される。

【０００６】本発明並びにその長所を一層完全に理解す
るために、添付図面と共に為される以下の説明が参照さ
れる。

【０００７】

【実施例】さて、図１を参照すると、本発明による地下
パイプを見付けるための方法及び装置の斜視図が示され
ている。図１に示された例においては、代表的には地面
下１２〜２４インチ間に埋設された水管路１０が示され
ている。水管路１０は公共の水供給とインターフェース
する水量計１２から延びており、かつ代表的には所有地
の道路境界からビルディング１４の縁までに延びる。管
もしくはパイプは代表的には入口１６を通してビルディ
ング１４に入る。加うるに、代表的には、水系統とイン
ターフェースする幾つかの外部の水蛇口もしくは水出口
１８がある。図示のため、水出口１８は入口１６に近接
しているように示されている。事実、殆どの住居は家へ
の入口１６に近接して外部の蛇口を位置付ける。しかし
ながら、以下に説明するように、管１０の端の近辺の水
系統に幾つかの出口を設けることが必要なだけである。

【０００８】脈動弁２０が水アウトレットすなわち水出
口１８に配置されている。弁２０はまた、以下に詳細に
説明するように、高圧のパルスを水管路１０の下方に送
出する「水撃」効果を創設するよう動作可能である。水
撃が動作する態様は、水の流れを急激に終結することに
よっている。従って、脈動弁２０は、管１０内の水もし
くは流体が全力で流れるのを許容し、次にこの水の流れ
を急激に遮断する。この突然の動作は管内に直ちにサー
ジを創設する。このサージは、脈動弁２０から管１０の
長さ全体に渡って延長し、このパルスは、弁２０から水
量計１２に戻り公共の水供給の向こうにまで延長する。
さらに、水撃効果はまた、インレットすなわち入口１６
から、ビルディング１４の反対側の管の残りの部分に入
る。

【０００９】距離測定を行うために、基準センサ１９が
用いられ、それにおいて、基準センサによって衝撃波が
受信される時刻並びにセンサ２４及び２６によって受信
される時刻が決定され得る。この態様で、距離測定が行
われ得る。以下、一層詳細にこの出願を説明する。

【００１０】脈動弁２０により管１０に与えられる水撃
効果は、大地における衝撃波２２により表される。２つ
のセンサ２４及び２６は、管１０の上の大地のどこかに
挿入される。センサ２４及び２６は、それぞれ２つのポ
ール２８及び３０の端に配置される。センサ２４はワイ
ヤ３４を通して検出装置３２に接続される。同様の態様
で、検出センサ２６は、ワイヤ３６を介して検出箱３２
に接続される。センサ１９、２４及び２６は、ハリバー
トン・カンパニ（Haliburton Co.）により製造される型
式ＳＭ−４の地震計を備えている。同様の感度の水管検
漏器が、水もしくは流体環境で用いられ得る。

【００１１】動作において、ポール２８及び３０は、オ
ペレータがそれぞれセンサ２４及び２６を管１０の上の
地上の位置に挿入するのを許容し、かつ所定の距離が離
される。弁２０により水管路１０に与えられる水撃効果
によりパルスが水管路１０を下方に伝達されるとき、検
出装置３２は衝撃波の相対的な強度を検出する。このこ
とは、水管路１０に対するセンサ２４及び２６の相対位
置に関して幾つかの指示を提供するであろう。

【００１２】図２及び図３を参照すると、本発明の３つ
の交互の実施例が示されている。図２において、管路１
０は水量計の位置で破損され、該水量計１２はそこで除
去されている。弁１８は、市営のもしくは私営の水系統
から水量計１２へのインレットすなわち入口に位置付け
られる。従って、市営のもしくは私営の水系統が検査さ
れ得る。図３では、市営のガス管路が流体管路１０を代
表しており、ガス・メータ１２’は除去されており、そ
して弁１８がガス・メータ１２’へのインレット側に配
置され、弁２０は反対側に配置される。図３における弁
２０は、ホース２３を介して収集タンク２１に接続され
る。

【００１３】図４において、油／ガス管路２５は、その
長さに沿って等間隔の距離に配置された複数個の脈動弁
２０を、該弁に接続される制御配線２７共に有してい
る。管路２５が接続される沖のプラットフォーム２９が
設けられている。油及びガスは、水平に穴が開けられた
井戸３１から生成される。管路２５及び井戸３１の場所
は、地震ストリーマ３３を牽引する地震場所測量容器３
５によって決定される。管路及び井戸３１からの衝撃波
は、それらを取り巻く媒体に与えられ、そしてストリー
マ３３上に配置された水中聴音器を通して受信される。

【００１４】図５を参照すると、センサ２４及び２６の
配置を示す、水管路１０の断面に対する一層詳細な記述
が示されている。センサ２４及び２６の３つの別々の場
所、“Ａ”、“Ｂ”及び“Ｃ”が示されている。位置
“Ａ”に示されているように、センサ２４及び２６は、
並べて置かれており、水管路１０の長手方向軸に対し断
面と実質的に垂直な面で所定の距離を隔てられている。
それらはしかしながら水管路１０の長手方向軸の内側に
オフセットされるか置かれるかしている。それ故、水管
路１０からセンサ２６よりも遠い方に配置されたセンサ
２４に達する信号の強度は、センサ２６に達する信号よ
りも弱い。従って、センサ２６における信号は、センサ
２４上の信号よりも強いという指示が検出器３２に与え
られる。このことは、センサ２４及び２６の双方が検出
器装置３２によって示された方向にすなわちセンサ２６
に向かう方向に移動されるべきであることも示す。

【００１５】第２の位置、位置“Ｂ”においてセンサ２
４及び２６は、同じ所定の距離を隔てて配置されている
が、しかしそれらは、水管路１０を実質的にまたがって
いる。この位置において、センサ２４に達する信号は、
センサ２６に達する信号と強度において同じである。検
出器３２は、等しい強度信号として指示するであろう。
このことはもちろん、水管路１０が、２つのセンサ２４
及び２６の間の中心点のちょうど真下にあるということ
を示すであろう。

【００１６】第３の位置、位置“Ｃ”においてセンサ２
４及び２６は、位置“Ａ”に比較して、水管路１０の反
対側に配置されてそこからオフセットされている。この
位置においてセンサ２４は、センサ２６よりも水管路１
０に接近している。このようにセンサ２４は、センサ２
６よりも強い信号を受信するであろう。検出器３２は、
オペレータにこのことを指示し、オペレータは従って、
水管路１０がセンサ２４の方向にあるという事実につい
て知ることができる。

【００１７】代表的には、オペレータは、パイプを脈動
弁２０から外方に横切ることを始めるであろう。どの方
向に水管路１０が横切っているか、もしくは水管路がい
くつの接続を有しているかが未知であるので、これは充
分な開始点を提供する。以下に説明するように、脈動弁
２０によって与えられる水撃効果は自動化され得るか、
もしくは該弁を付勢させるよう弁２０に位置するオペレ
ータでもって手動化され得る。手動モードにおいて、も
う一人のオペレータは、それぞれポールもしくは柱２８
及び３０でもってセンサ２４及び２６を手動で移動さ
せ、該弁を付勢させるよう脈動弁２０におけるオペレー
タに指令する。センサ２４及び２６を制御するオペレー
タが水管路に沿って外方に移動するとき、その場所が決
定され得る。

【００１８】センサ２４及び２６が水管路１０と平行な
面に配置されているならば、これはセンサの次の移動に
示されるであろう。なぜならば、検出された信号は等し
いであろうが、センサが水管路１０から離れて動くとき
に減少するであろうからである。これを修正するために
は、センサ２４及び２６を９０°だけ回転させることが
必要なだけである。図１〜図５に示された実施例は水パ
イプを用いているが、流体を収容するどのような型のパ
イプでも、衝撃波をそれに与える脈動弁２０でもってそ
のパイプの場所を検出するようにするということを理解
すべきである。例えば、天然ガスは流体であるので、ガ
ス管もしくはガス・パイプもまた見付けられ得る。

【００１９】図６を参照すると、水管路１０の場所を見
付けるための方法及び装置の動作に関する図が示されて
いる。脈動弁２０は、上述したように、手動操作弁もし
くは電気操作弁であって良いパルス制御装置４２により
制御される。以下に説明する一実施例においては、弁は
その出口への流れに応答して自動的に動作するものとす
る。

【００２０】図６の実施例において、検出器３２は該検
出器と関連するメータ４４を有している。メータ４４
は、センサ２４及び２６間の信号の相対レベルを決定す
るように調べられ得る。右方もしくは左方に向かう糸の
たわみは、センサ２４及び２６で受信される信号の不平
衡を示す。上で説明したように、センサ２４及び２６間
の中央の点の真下もしくは一側または他側にあるパイプ
の場所を示すのはこれら信号の不平衡である。加うる
に、一組のヘッドホーン４６が設けられており、該ヘッ
ドホーン４６もまた、センサ２４及び２６で受信される
信号間の平衡をオペレータに示すことができる。

【００２１】パルス制御装置４２を通して脈動弁２０を
制御するための１つの方法は、遠隔のアクチュエータ４
８と、パルス制御装置４２との間で無線周波数（ＲＦ）
リンク４７を用いることである。遠隔のアクチュエータ
４８はアンテナ５０を有しており、パルス制御装置４２
は該パルス制御装置と関連したアンテナ５２を有してい
る。アンテナ５０及び５２は、両者間でのＲＦリンク４
６を提供している。さらには、これは、赤外線リンクで
あっても良い。重要なことは、オペレータに脈動弁２０
の制御を持たせるのを可能とするように何等かの型のリ
ンクを創設する必要があるということを理解することで
ある。これは、勿論、オペレータがパルスを水管路１０
に与えてメータ４４を観察するかもしくはヘッドホーン
４６を聴取し、地下の水管路１０の概略的な場所を決定
するのを可能とするように、ハードウエア・リンクであ
っても良い。この形態の追加の長所は、遠隔的に制御さ
れる弁とセンサ２４及び２６との間のパイプに沿った距
離が、弁の付勢と、センサ２４及び２６へのエネルギの
最初の到着の検出との間の経過時間を測定し、該経過時
間と平均の伝播速度との積を用いてパイプに沿った距離
を決定することにより決定され得る。

【００２２】図７を参照すると、スプリンクラ・システ
ムのような低圧の管路と共に使用するための別の実施例
が示されている。パイプ５０を住居の主水管路もしくは
公共の水供給源に接続する水弁（図示せず）から代表的
には延びる地下パイプ５０が設けられている。この弁
（図示せず）はソレノイド付勢される動作を有するが、
代表的には、水撃効果を生成するには余りにもゆっくり
している。しかしながら、一旦付勢されると、スプリン
クラ・ヘッド自体への背圧の結果として、管路圧力より
も低いレベルとはいえ、管路５０内に圧力が創成され
る。殆どのスプリンクラが体積出力の意味ある量を必要
とするので、全水管路における圧力は代表的には２０パ
ーセントから３０パーセント下げられる。しかしなが
ら、本発明によれば、動作を許容するに充分な圧力が未
だ存在する。脈動弁２０と同様の脈動弁５２が、パイプ
５０と関連したアップライトもしくは直立体上にスプリ
ンクラ・ヘッドの代わりに配置されている。脈動弁５２
は、スプリンクラ・ヘッドの１つと入れ代わる。水は脈
動弁５２を通して流れるのを許容され、そして次に突然
終結され、このようにして衝撃波をパイプ５０に与え
る。これは、上述したようにセンサ２４及び２６により
検出される。

【００２３】図８を参照すると、手動の付勢を用いた脈
動弁２０の一実施例が示されている。弁２０は、室５
８、入口６０及び出口６２から成る。弁座６４が出口６
２に設けられている。ネオプレンもしくはゴムの弁表面
６６は、弁座６４と接触して該弁座６４と共にシールを
提供することができるように、点６８の回りで枢支され
る。弁６６を回転させるための外部の腕７０が設けられ
ている。弁６６が弁座６４に極めて接近したとき、入口
６０から室５８を通して流れそして出口６２に出て行く
流体が、弁６６を弁座６４に対して突然に着座させるよ
うに、弁６６は室５８内で回転するよう配置されている
ことに留意すべきである。これにより実際、水撃効果が
生ぜられる。

【００２４】図９を参照すると、脈動弁２０の別の実施
例が示されている。ハウジング７２が設けられており、
該ハウジング７２はハウジング７２と関連した実質的に
円形の室７４を有しており、室７４は形状において球形
である。球形の回転素子７６が設けられており、該球形
の回転素子７６は、内部を貫通して配置された通路７８
を有している。ハウジング７２は、入口通路８０及び出
口通路８２を有し、入口通路８０は、室７４の一側に入
り、出口通路８２は室７４の直径的に反対の側から出
る。通路７８が入口８０及び出口８２とインターフェー
スして、貫通するただ１つの通路を提供し、遮断されな
い態様で流体の流れを許容し得るように、球形の素子７
６は、室７４内で回転するよう操作可能である。弁７８
が非常に小さい量を回転したとき、これは流れに突然の
遮断を生じる。

【００２５】図１０を参照すると、本発明のパルセータ
弁もしくは脈動弁２０の好適な実施例が示されている。
この図１０に示された弁は自動的な態様で動作する。本
体９０が設けられており、該本体９０は内部に形成され
た内孔９２を有している。水は入口９４で内孔９２に入
る。支持体９６が内孔９２の内部に設けられており、該
内孔９２内に該内孔９２の長手方向軸に沿って中心に配
置されたステンレス鋼の案内９８を保持する。ステンレ
ス鋼の案内９８は、内孔９２内の実質的に中央に配置さ
れ、入口９４から離れて下方に延びている。

【００２６】入口９４から内孔９２の直径的に反対の端
において、出口には、内孔内に延びる上端を有したねじ
切りされた挿入体１００が設けられており、その上部表
面にはテフロンの弁座１０２が配置され、その中央部分
は出口を提供するよう開いている。挿入体１００の内部
はねじ切りされており、内部に形成されたほぼ１.９セ
ンチ（３／４インチ）のねじ切りされた開口を有してい
る。第２の挿入体１０４が、挿入体１００の内側と螺合
可能に係合されており、これにより、その外側直径は、
ほぼ１.９センチ（３／４インチ）であり、その内側直
径はねじ切りされており、ほぼ１.２７センチ（１／２
インチ）の内部直径を有している。第３の挿入体１０６
が設けられており、その外部表面はねじ切りされてい
て、挿入体１０４の内側表面と螺合可能に係合される。
挿入体１０６の内側表面は、ほぼ０.９５センチ（３／
８インチ）の内部直径を有したねじ切りされた表面を有
する。

【００２７】挿入体１０６の内部直径よりも僅かに大き
くかつ挿入体１０４の内部直径よりも小さい直径を有す
るばね１０８が設けられている。ばね１０６は挿入体１
０６の上部すなわち内方に向けられた表面から内孔９２
内に延びるよう作用可能である。テフロンの着座弁１１
０を有するステンレス鋼が、案内９８の長手方向の軸に
沿って往復するに設けられており、かつ案内９８と実質
的に垂直の平面に配置されている。弁１１０の低部表面
はばね１０８の上端と接触する。複数個のスペーサ１１
４が設けられており、該スペーサは、案内９８上で、支
持体９６の低部表面と弁１１０の上部表面との間に配置
されている。スペーサ１１４は弁１１０の上方への移動
に対するストップを提供する。従って、ばねが弁１１０
を上方に押しやるとき、スペーサ１１４は、弁１１０と
支持体９６の低部表面との間の最小距離を制限する。弁
１１０が、該弁１１０の回りの差動水圧力により下方に
押しやられるとき、弁１１０は、弁座１０２に着座し、
それにより内孔９２の低端をシールすなわち封止する。

【００２８】動作中、内孔９２を通る流れがないとき、
ばね１０８は伸張され、それ故、弁１１０を上方に押し
て開き、水がそれを通して流れるのを許容する。しかし
ながら、弁１１０の縁の回りの水の流れが弁１１０の下
に圧力差を生じ、弁１１０を弁座１０２に対して下方に
移動させる。弁１１０が着座するとき、ばねは、該弁１
１０を再度開く方に押しやり、そしてこの過程は振動態
様で続く。振動の周波数及び出力振幅は、ばね１０８の
引張を調節することにより、そしてまた、設けられるス
ペーサ１１４の数を調節することにより調節され得る。

【００２９】水圧力を正規化もしくは標準化するため
に、管路内の水調整器１１９が弁２０への入口に設けら
れる。この圧力は、ほぼ４０から４５ｐｓｉに正規化も
しくは標準化される。従って、水圧力の変動に起因する
弁作用の調整は、最小にされる。

【００３０】図１１及び１２を参照すると、検出器３２
の概略図が示されている。左地震計２４は、抵抗１２２
を介して演算増幅器１２０の負端子に入力される。演算
増幅器１２０の正端子は抵抗１２４を介して接地され
る。演算増幅器１２０の負端子及び出力間に接続される
可変抵抗器１２６を介してフィードバックが与えられ
る。演算増幅器１２０の出力は、抵抗１２８を介して演
算増幅器１３０の正の入力に接続され、該演算増幅器１
３０は、ダイオード１３２のアノードに接続される出力
を有する。演算増幅器１３０の負の入力は抵抗１３４を
介してダイオード１３２のカソードに接続される。ダイ
オード１３２のカソードは、また、コンデンサ１３６の
正の電極にも接続され、該コンデンサ１３６の他方の電
極は接地される。演算増幅器１３０、ダイオード１３２
及びコンデンサ１３６は、従って、ピーク検出器を提供
する。カソード１３２上のピーク検出器の出力は、単一
利得増幅器（a unity gain amplifier）１４０の正の入
力に接続され、該単一利得増幅器１４０は、該増幅器１
４０の出力に接続される負の入力を有する。増幅器１４
０の出力は、左／右メータ１４２の負側に接続される。
別の履行が図１２に示されており、図１２では、いずれ
の信号が大きいかを決定するための比較器回路１４３を
用い、左もしくは右の指示器ランプもしくはＬＥＤ１４
５を付勢するようにしている。

【００３１】他方のセンサ２６は、センサ２４に対して
上述したのと同様の回路に接続される。センサ２６は、
抵抗１４４を介して演算増幅器１４６の負の入力に接続
され、該演算増幅器１４６は、大地と該演算増幅器１４
６の正の入力との間に接続される抵抗１４８、並びに該
演算増幅器１４６の負の入力と出力との間に接続される
フィードバック可変抵抗１５０を有している。演算増幅
器１４６は、抵抗１５２を介して演算増幅器１５４の正
の入力に接続される出力を有し、該演算増幅器１５４の
出力は、ダイオード１５６のアノードに接続される。該
演算増幅器１５４の負の入力は、抵抗１５８を介してダ
イオード１５６のカソードに接続される。ダイオード１
５６のカソードはまた、コンデンサ１６０の一方の電極
にも接続され、該コンデンサ１６０の他方の電極は接地
される。ダイオード１５６のカソードは、ユニット対グ
レイン増幅器（the unit to grain amplifier）１６２
の正の入力に接続され、該増幅器１６２の出力は、可変
抵抗のストリングもしくは弦１６６を介してメータ１４
２の正の入力に接続される。抵抗のストリング１６６
は、感度を調整する。

【００３２】検出器３２の動作を開始するために、単一
のパルス・スイッチ１７０が設けられており、該スイッ
チ１７０は、その一側が接地されており、その他側は２
つのダイオード１７２及び１７４のカソードに接続され
ている。ダイオード１７２及び１７４のアノードは、そ
れぞれダイオード１３２及び１５６のカソードに接続さ
れている。このことは、一方向においてのみ、それぞれ
コンデンサ１３６及び１６０の放電を提供する。

【００３３】動作において、演算増幅器１２０及び１４
６は利得を提供するように働き、演算増幅器１３０及び
１５４は、それぞれダイオード１３２及び１５６と共に
ピーク保護を提供する。従って、地震センサからのピー
ク信号が、それぞれ増幅器１２０及び１４６の入力に受
信されるとき、該信号はピーク保護されて、それぞれコ
ンデンサ１３６及びコンデンサ１６０上に記憶される。
コンデンサ１３６及び１６０上の相対値は、メータ１４
２の振れを決定するであろう。それ故、メータ１４２は
ピーク検出動作の差の指示を提供する。

【００３４】図１３を参照すると、パイプ１０と直列に
配置された弁２０を制御するための疑似ランダム伝送系
統の図が示されている。弁２０はソレノイド１８０によ
り制御され、該ソレノイド１８０は、その制御入力が直
列のシフト・レジスタ１８２の出力に接続されている。
直列のシフト・レジスタ１８２は、コード・プラグ１
８４に接続される並列入力をもったジョンソン・リング
・カウンタ（Johnson ring counter）として構成され
る。クロック１８６が、シフト・レジスタ１８２を順序
化するために設けられる。これは通常の構成である。

【００３５】図１４を参照すると、疑似ランダム系統の
ためのセンサ２４及びセンサ２６の双方の出力を検出す
るための検出装置が示されている。センサ２４の出力は
弁別器１８８に入力され、センサ２６の出力は弁別器１
９０の入力に接続される。弁別器１８８はシフト・レジ
スタ１９２に入力され、該シフト・レジスタ１９２は、
相関器１９４の並列入力に接続される並列出力を有し
た、直列入力のシフト・レジスタである。相関器１９４
はまた、コード・プラグ１８４と同様のコード・プラグ
１９６に接続される１組の並列入力を有する。同様の態
様で、弁別器１９０の出力は、シフト・レジスタ１９８
の直列入力に接続され、該シフト・レジスタ１９８の並
列出力は、相関器２００の並列入力に接続される。相関
器２００は、該相関器２００の他方の組の並列入力にコ
ード・プラグ２０２が接続されるようにしている。

【００３６】相関器１９４の出力は、カウンタ／デコー
ダ／ドライバ回路２０６に入力され、該回路２０６の出
力はディスプレイ２０８を駆動する。同様の態様で、相
関器２００の出力は、カウンタ／デコーダ／ドライバ回
路２１０に入力され、該回路２１０の出力はディスプレ
イ２１４に接続される。カウンタ／デコーダ／ドライバ
回路２０６及び２１０は、与えられたサイクルに対し疑
似ランダム・コードが完了したときを検出して、それへ
の内部カウンタを増分するよう動作可能である。各増分
は、充分な時間量の間、電力（power）が存在すること
を示す。従って、センサ２４及び２６の１つが、パイプ
１０から離れて移動されたとき、より大きい誤差が生じ
る。各誤差に対して相関はない。それだけでは、カウン
タは、誤差が生じたとき増分されないであろう。それ
故、充分な電力があるときだけ、どんな誤差も生ぜず、
カウンタは増分されないであろう。一方のセンサがパイ
プに接近していればいる程、カウンタは増分されるであ
ろう。このことを観察することにより、パイプ１０に対
するセンサ２４及び２６の相対位置を決定することがで
きる。

【００３７】図１５を参照すると、相関器１９４及び２
００の詳細な論理図が示されている。シフト・レジスタ
１９２及び１９８の関連した１つのｉ番目の位置を表わ
す入力ＳＲ１は、排他的論理和ゲート２１６の１つの入
力に入力される。排他的論理和ゲート２１６の他方の入
力は、コード・プラグ１９６または２０２のｉ番目の位
置を表わす信号ＣＰｉに接続される。排他的論理和ゲー
ト２１６の出力は、インバータ２１８を介してシフト・
レジスタの第１の段２２０の入力に入力され、このシフ
ト・レジスタはｎ個の段２２０を有する。並列入力で
ロードされるシフト・レジスタのｎ番目の段２２０
は、排他的論理和ゲート２２４を介して結合される信号
ＳＲｎ及びＣＰｎでもってインバータ２２６を介して入
力される。従って、シフト・レジスタの段２２０の各々
は、シフト・レジスタ１９２または１９８の１つの出
力、並びにコード・プラグ１９６または２０２の関連す
るものの１つの出力を受信する。シフト・レジスタ２２
０の第１の段の出力及び反転されたシフト・クロック
は、アンド・ゲート２２８の入力に入力され、該アンド
・ゲート２２８の出力は、カウンタ２３０に対しクロッ
ク入力を出力する。カウンタ２３０はリセット入力にロ
ード信号を受信する。カウンタ２３０は、ゼロから９９
までをカウントする。これは、ディスプレイ２０８及び
２１４に出力を与える。

【００３８】図１６を参照すると、本発明の疑似ランダ
ム・システムの動作のためのタイミング図が示されてい
る。「流れ」と記された最初のタイミング図には、流れ
の遮断が負のピークにより示されている。「圧力」と記
された第２の図においては、圧力が、流れの図の負のピ
ークと整列した正のピークに帰結していることが分か
る。「信号」と記された第３の図には、センサの各々に
より受信される実際の信号が表わされている。最初の流
れの図における負のピークと整列するピークが生じてい
ることが分かる。これらは、「弁別器出力」と記された
第４の図に示すように弁別される。各正のピークは、論
理「１」を表わし、ピークが無いのは、論理「０」を表
わす。相関器は、「相関器出力」と記された図によって
表わされるように、弁別器の出力を感知する。相関器出
力が閾値以上に上昇したとき、これは、弁別された信号
の正の認知を表わす。これは、好適な実施例において
は、１秒ごとに繰り返されるべきである。

【００３９】図１７を参照すると、任意の系統との距離
を測定するための方法のブロック図が示されている。基
準センサ１９は、弁別器２３２に接続される出力を有
し、弁別器２３２の出力は直列入力としてカウンタ２３
４に入力される。デコーダ２３６は、カウンタ２３４の
並列出力に接続され、デコーダ２３６の出力はディスプ
レイ２３８を駆動する。センサ２４の出力に接続される
第２の弁別器２４０が設けられる。弁別器２４０はカウ
ンタ２３４のリセット入力に接続される。カウンタ２３
４のクロック入力は、２つの発振器の１つに接続され
る。第１の発振器２４２には、プラスチック・パイプに
対する理想的な条件と整合する周期が与えられている。
金属パイプに対する理想的な条件を表わす第２の発振器
２４４も設けられている。両者の間を選択するためにス
イッチ２４６が設けられている。従って、弁別される各
パルスごとに、カウンタ２３４は、弁別器２４０によっ
てリセットされるまで増分される。この態様で、カウン
タ２３４は種々のパルス間の平均カウントを提供する。
２つの発振器２４２及び２４４は、パイプに沿ったパル
スの伝導回数もしくは伝導時間（the conduction time
s）を供給する。

【００４０】要約すれば、地下のパイプの位置探索のた
めの方法及び装置が提供されてきた。本発明の１つの観
点において、地下の流体搬送パイプに近接したもしくは
上の大地に配置され、大地における振動を検出すること
ができる２つのセンサが設けられる。流体がそこから外
方に流れるのを許容するよう、脈動弁が、パイプと連絡
していずれかの場所に配置される。水撃効果が、パイプ
を下方に流れる衝撃波を、パイプに与えるようにする突
然的な態様で、流れが周期的に遮断される。衝撃波が周
囲の大地に導通されて、センサによる該衝撃波の検出を
許容する。また、２つのセンサ間の相対強度を決定する
ことにより、場所が検出され得る。弁の近辺の基準点に
おける初期の動きを感知することにより、パイプに沿っ
た距離が測定され得る。

【００４１】好適な実施例が詳細に説明されてきたけれ
ども、請求範囲により限定されるように、本発明の精神
及び範囲から逸脱することなく、種々の変化、代替及び
改変が本発明の範囲内で行われるべきであることを理解
すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】地下のパイプの場所を検出するための本発明の
方法及び装置を説明する図である。

【図２】地下のパイプの場所を検出するための本発明の
方法及び装置を説明する図である。

【図３】地下のパイプの場所を検出するための本発明の
方法及び装置を説明する図である。

【図４】地下のパイプの場所を検出するための本発明の
方法及び装置を説明する図である。

【図５】種々の場所におけるセンサの配置と共に、周囲
の地形への音波出力及び地下パイプを示す断面図であ
る。

【図６】地下パイプの場所を検出するための方法及び装
置を示す概略図である。

【図７】スプリンクラ・システムにおけるものと同様の
低圧パイプと共に使用するための別の実施例を示す図で
ある。

【図８】脈動弁の１つ目の実施例を示す図である。

【図９】脈動弁の２つ目の実施例を示す図である。

【図１０】脈動弁の好適な実施例を示す図である。

【図１１】検出回路の概略図を示す図である。

【図１２】検出回路の概略図を示す図である。

【図１３】疑似ランダム・コードと共に使用される脈動
弁のための制御回路を示すブロック図である。

【図１４】疑似ランダム・コード・システムにおける地
震センサのための感知回路を示す図である。

【図１５】疑似ランダム・システムのための相関器動作
を示すブロック図である。

【図１６】疑似ランダム・システムのためのタイミング
図を示す図である。

【図１７】距離測定のためのブロック図を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０地下パイプ１２水量計１４ビルディング１６入口１８水出口１９基準センサ２０脈動弁２２衝撃波２４及び２６センサ２８及び３０ポール３２検出装置３４及び３６ワイヤ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01V 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地下の流体搬送パイプの場所を検出する
ための方法であって：実質的に高い体積速度で地下のパ
イプを通して流体が流れるのを許容する許容段階と；パ
イプ内の流体の流れを突然に遮断して、周囲の媒体に導
通される衝撃波を該パイプに与える遮断段階と；パイプ
の概略的な場所の大地に少なくとも第１の地震センサを
配置する配置段階であって、ここに、該第１の地震セン
サは、前記パイプから前記地下の媒体に与えられる地震
波の地震エネルギを感知するように働くものであり、前
記地震波は、前記パイプから前記地下の媒体を通して導
通される衝撃波から生じるものである前記配置段階と；
前記パイプから前記地下の媒体に与えられた前記第１の
地震センサで受信される前記地震エネルギを検出する検
出段階と；前記第１の地震センサにおいて検出された被
検出地震エネルギを測定する測定段階と；前記第１の地
震センサがピークに達した地震エネルギのレベルを検出
するまで、該第１の地震センサを移動する移動段階と；
を含んだ方法。
【請求項２】前記第１の地震センサと同じ第２の地震
センサをさらに備え、さらに：前記第１及び第２の地震
センサを有限の距離を離間させる離間段階であって、こ
こに前記第１及び第２のセンサの組は前記パイプから前
記地下媒体に与えられる地震波の地震エネルギを感知す
るよう動作するものである前記離間段階と；前記第１の
地震センサで受信される地震エネルギの検出と共に、前
記第２の地震センサで受信される地震エネルギを検出す
る第２の検出段階と；前記第１及び第２の地震センサで
検出された被検出地震エネルギを比較する比較段階と；
前記第１及び第２の地震センサが前記パイプの長手方向
軸と実質的に直角な平面にあり、そして地震エネルギの
被検出レベルが第１及び第２の地震センサにおいて実質
的に等しくなるまで、前記第１及び第２の地震センサを
移動する第２の移動段階と；をさらに含んだ請求項１の
方法。
【請求項３】前記パイプ内の流体の流れを突然に遮断
する前記遮断段階は、周期ベースで生じるようにした請
求項２の方法。
【請求項４】前記パイプ内の流体の流れを突然に遮断
する前記遮断段階は、遠隔制御を可能とするよう前記セ
ンサに近接して配置されるオペレータにより制御される
請求項２の方法。
【請求項５】前記地下のパイプを通して流体が流れる
のを許容する前記許容段階、及び引き続く前記パイプ内
の流体の流れを突然に遮断する前記遮断段階は、衝撃波
の所定のシーケンスが前記パイプに与えられるような自
動的な態様で周期ベースで動作する請求項２の方法。
【請求項６】前記パイプ内の流体の流れを突然に遮断
する前記遮断段階は、手動で制御される請求項２の方
法。
【請求項７】前記地下のパイプを通して流体が流れる
のを許容する前記許容段階、及び流体の流れを突然に遮
断する前記遮断段階は：前記パイプとインターフェース
して一端に弁を配置し、そして該弁を通常は開位置で配
置し、次に、該弁を選択時刻において閉じ、該弁を閉じ
るこの段階が、該弁を通る流体流れの突然の遮断を生じ
るようにした請求項２の方法。
【請求項８】流体の流れが遮断される点に近接して基
準センサを配置し、前記衝撃波が、前記基準センサと、
前記第１及び第２センサとで受信される時間を比較し、
そしてこの比較から所定のアルゴリズムに従って距離を
計算する各段階をさらに含んだ請求項２の方法。
【請求項９】流体の流れを突然に遮断する前記段階
は、疑似ランダム・シーケンスで生じる一連の周期パル
スで生じるようにし、前記第１及び第２の地震センサで
受信される地震エネルギを検出する前記第２の検出段階
は、前記パイプの周囲の媒体からのパルスを弁別して、
被受信パルスを前記疑似ランダム・シーケンスと相関さ
せる段階を含む請求項２の方法。
【請求項１０】流れを突然に遮断する前記遮断段階
は、パイプ管路に沿った複数の点に弁を配置し、そして
該弁を遠隔的に制御して所定の時刻において流れを突然
に遮断するようにした請求項２の方法。
【請求項１１】地下の流体搬送パイプの場所を検出す
る装置であって：所定の距離を隔てて大地に配置される
ための第１及び第２の地震センサであって、各々が、前
記第１及び第２の地震センサの場所で大地の地震エネル
ギを受信したときに出力を提供するよう動作可能な前記
第１及び第２の地震センサと；流体を搬送するために大
地に配置される流体搬送地下パイプと；第１の動作にお
いて、実質的に高い体積速度で前記地下パイプを通して
流体が流れるのを許容することによって、前記パイプ内
の流体にエネルギを脈動させ、そして第２の動作におい
て、周囲媒体に導通されて前記第１及び第２の地震セン
サにより検出される衝撃波を前記パイプに与えるため
に、前記パイプ内の流体の流れを突然に遮断する手段
と；前記パイプから周囲の大地に与えられ前記第１及び
第２の地震センサで受信される地震エネルギを検出する
手段と；前記第１及び第２の地震センサで検出された被
検出地震エネルギを比較して、その差指示を提供する手
段と；を備え、前記第１及び第２の地震センサで決定さ
れた差の地震エネルギが実質的に等しいことが決定され
て、前記第１及び第２の地震センサが前記パイプを直接
越えてまたがっていることを示すまで、前記第１及び第
２の地震センサの移動が容易に行われ得るようにした、
地下の流体搬送パイプの場所を検出する装置。