JP3050654B2 - Water leak position detection method using current vector - Google Patents

Water leak position detection method using current vector

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JP3050654B2 JP3197403A JP19740391A JP3050654B2 JP 3050654 B2 JP3050654 B2 JP 3050654B2 JP 3197403 A JP3197403 A JP 3197403A JP 19740391 A JP19740391 A JP 19740391A JP 3050654 B2 JP3050654 B2 JP 3050654B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、貯水槽、廃棄物処分
場、その他の、遮水層を備えた遮水構造物における漏水
位置を、電気的に検知する方法の改良に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a method for electrically detecting a water leakage position in a water storage tank, a waste disposal site, and other water-blocking structures having a water-blocking layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】貯水槽や管理型最終処分場などを建設す
る場合に、遮水層を形成する遮水工の材料として合成樹
脂などの人工的不透水膜(ビニールシート、ゴムシート
など)を使用すると、コンクリート・ライニングにより
施工した場合に比較して、遮水性の高い構造物を低廉か
つ短期間に建設することができることから、最近では汚
染水の地中への漏洩を防ぐことが必要とされる管理型最
終処分場の建設に当たっても1mm乃至2mmの薄い人
工的不透水膜(以下シートという)を使用する遮水工法
が採用される場合が増加する傾向にある。
2. Description of the Related Art When constructing a water storage tank or a managed final disposal site, an artificial water-impermeable membrane (a vinyl sheet, a rubber sheet, etc.) such as a synthetic resin is used as a material of a water-blocking work for forming a water-blocking layer. When used, it is possible to construct a highly water-impervious structure at a low cost and in a short period of time, compared to the case of construction using concrete lining. Even when constructing a managed final disposal site, there is a tendency to increase the number of cases where a water blocking method using a thin artificial water-impermeable membrane (hereinafter referred to as a sheet) of 1 mm to 2 mm is adopted.

【0003】しかし、シートによる遮水工法の欠点とし
て、何らかの原因によりシートに損傷が生じて、遮水構
造物に穴が発生した場合、シート自体が建設材料として
脆弱なものであるため遮水構造物からの漏水が次第に大
きくなるが、特に管理型最終処分場などにおいては、周
辺の環境に対する汚染を最小限に防止するために、シー
トに発生した穴すなわち遮水層の損傷位置を可及的早急
に発見して補修する必要があり、シートの損傷位置すな
わち漏水位置を正確に検知する技術が必要とされる。
However, as a drawback of the sheet-based water-blocking method, when the sheet is damaged for some reason and a hole is formed in the water-blocked structure, the sheet itself is fragile as a construction material, so that the sheet itself is fragile as a construction material. Leakage from materials will gradually increase, especially in controlled final disposal sites, etc., in order to prevent contamination of the surrounding environment to a minimum, locate holes in the sheet, that is, damage locations of the impermeable layer as much as possible. It is necessary to find and repair the sheet immediately, and a technique for accurately detecting the damaged position of the sheet, that is, the leak position is required.

【0004】このような電気的な漏水位置検知方法とし
ては、本願の出願人による、遮水構造物内の電位差の分
布状況を測定して漏水位置を把握する方法(特開平1−
178843号)や、遮水構造物内において電流を挿入
する電極を適当に移動させ、この電極から流れる電流の
方向から漏水位置を把握する方法(物理探査学会第81
回学術講演会論文集、平成1年11月)などが提案され
ている。
As such an electric leak position detecting method, a method of measuring the distribution state of the potential difference in the impermeable structure and grasping the leak position by the applicant of the present invention (Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 1 (1990) -1990).
No. 178843) or a method of appropriately moving an electrode into which a current is inserted in a water-blocking structure, and grasping the position of water leakage from the direction of the current flowing from the electrode (No. 81 of the Geophysical Exploration Society of Japan).
Proceedings of the Annual Scientific Lecture Meeting, November 1999).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、精度の高い測定を行おうとすると、電位の分
布を細かく捉えるため測定点が多くなる問題と、電位測
定を行うためには、電位の基準点を設けてこの点と各測
定点の電位差から電位を求める必要があることから、各
測定点を基準点と電気的に結ぶ必要があり、各測定点間
を無線化することができない問題とがある。また、後者
の方法では電流を挿入する電極を移動させる必要がある
ため、遮水構造物に収容される電導性の媒体物質が流動
性の液体である場合は問題はないが、非流動性の廃棄物
などの場合には簡単に電極を移動できないため、測定対
象施設に収容される媒体物質が廃棄物などの固体である
場合は使用できないという決定的な欠点がある。
However, in the former method, when performing high-accuracy measurement, the number of measurement points increases because the distribution of the potential is finely grasped. Since it is necessary to provide a reference point and determine the potential from the potential difference between this point and each measurement point, it is necessary to electrically connect each measurement point to the reference point, and it is not possible to wirelessly connect each measurement point There is. In the latter method, it is necessary to move the electrode into which the current is inserted, so there is no problem when the conductive medium substance accommodated in the impermeable structure is a fluid liquid. Since the electrode cannot be easily moved in the case of waste or the like, there is a decisive drawback in that the medium cannot be used when the medium substance contained in the facility to be measured is a solid such as waste.

【0006】本発明の目的は、上述の課題を解決し、比
較的少ない測定個所により精度の高い漏水位置検知を可
能にすると共に、測定点を固定することにより水のよう
な流動性物質を収容する場合でも廃棄物のような非流動
性物質を収容する場合でも同様に適用できる、漏水位置
検知方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, to enable accurate detection of a leak position with relatively few measuring points, and to store a fluid substance such as water by fixing a measuring point. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a leak position, which can be applied to a case where a non-flowable substance such as waste is contained in the same manner.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、遮水構造物の
内部に電圧印加用内部電極を固定設置し、前記遮水構造
物の外部の地中に電圧印加用外部電極を埋設設置し、前
記遮水構造物の内部の複数の所定位置に電流ベクトル測
定手段を設置し、前記電圧印加用内部電極と前記電圧印
加用外部電極との間に電圧を印加し、該電圧により前記
所定位置に生ずる電流の大きさおよび方向を前記電流ベ
クトル測定手段により測定し、電流の大きさの分布、及
び電流の方向から漏水位置を検知するようにしている。
According to the present invention, an internal electrode for voltage application is fixedly installed inside a water impermeable structure, and an external electrode for voltage application is buried and installed in the ground outside the water impermeable structure. Installing current vector measuring means at a plurality of predetermined positions inside the water-blocking structure, applying a voltage between the voltage-applying internal electrode and the voltage-applying external electrode, and applying the voltage to the predetermined position. Is measured by the current vector measuring means, and the leakage position is detected from the distribution of the magnitude of the current and the direction of the current.

【0008】[0008]

【作用】電気的絶縁物による遮水層を備えた遮水構造物
において、電導性物質を収容する遮水構造物の内部に固
定設置される内部電極と、遮水構造物の外部に固定設置
される外部電極との間に電圧を印加すると、遮水層であ
る電気絶縁物に穴が発生している場合は、この穴を通し
て内部電極と外部電極との間に電流が流れるが、遮水構
造物内における各点の電流の方向や相対的な電流の大き
さは、内部電極と穴の位置関係によって定まるので、遮
水構造物内の2点以上で電流の大きさと方向を測定する
ことにより、遮水層に発生している穴の位置すなわち漏
水位置を検知することができる。
[Function] In a water-blocking structure having a water-blocking layer made of an electrically insulating material, an internal electrode is fixedly installed inside a water-blocking structure containing a conductive material, and is fixedly installed outside the water-blocking structure. When a voltage is applied between the external electrode and the external electrode, a current flows between the internal electrode and the external electrode through the hole if a hole is formed in the electrical insulation that is the water-impervious layer. Since the direction and relative magnitude of the current at each point in the structure are determined by the positional relationship between the internal electrode and the hole, measure the magnitude and direction of the current at two or more points in the impermeable structure. Thereby, the position of the hole generated in the impermeable layer, that is, the water leakage position can be detected.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の電流ベクトルによる漏水位
置検知方法を実施する場合の遮水構造物1の断面図であ
り、図2は同じく遮水構造物1の上面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a water-impervious structure 1 when the method of detecting a water-leakage position based on a current vector according to the present invention is carried out. FIG. 2 is a top view of the same.

【0010】図1において、遮水構造物1は通常谷状の
地面を整形した矩形開口で垂直断面が台形の構造物とし
て形成され、その内面に電気的絶縁性の人工的不透水膜
(以下シートという)2が遮水層として敷設されてい
る。水あるいは廃棄物などの電導性物質3が遮水構造物
1に収容される。
In FIG. 1, a water-blocking structure 1 is usually formed as a rectangular opening formed by shaping a valley-shaped ground and having a trapezoidal vertical cross section, and an electrically insulating artificial water-impermeable membrane (hereinafter referred to as an inner surface) on its inner surface. (Referred to as a sheet) 2 is laid as a waterproof layer. A conductive material 3 such as water or waste is accommodated in the impermeable structure 1.

【0011】図1に示すように、電気的絶縁物で覆われ
た電導性物質3(この場合は遮水構造物1の内部に収容
される物質)と、その外側の電導性物質4(この場合は
土壌)との間に電圧印加(電流挿入)用の内部電極5お
よび外部電極6により電圧Vを加えた場合、内側の電導
性物質3を覆っているシート2に穴7が開いていなけれ
ば、シート2を浸透して流れる電流やシート2の表面を
伝わって流れる僅かな漏洩電流と、シート2が絶縁体で
あることから生じる電気的容量成分(キャパシタンス)
により流れる容量性電流以外の電流は流れず、印加した
電圧Vの周波数が低ければ容量性電流も殆ど流れないの
で、概して電流は流れないものと見做すことができる
が、シート2に穴7が開いている場合はこの穴7を経由
して電流が流れる。図2に示すように、この穴7を通っ
た電流は遮水構造物1の内部では、電導性物質3を伝導
して穴7と電導性物質3内に挿入された内部電極5との
関係によって生じる電気力線に沿って流れる。この電気
力線は電気的絶縁物であるシート2で覆われた電導性物
質3の形状などによって影響されるが、これらが既知で
あれば穴7と内部電極5との位置関係により定まるの
で、電流ベクトルを測定して、2点以上の点で電流の流
れる方向と大きさを把握することにより、シート2に生
じた穴7の位置を検知するものである。
As shown in FIG. 1, a conductive material 3 covered with an electrical insulator (in this case, a material accommodated inside the water-blocking structure 1) and a conductive material 4 outside the conductive material 3 (this material). In the case where a voltage V is applied between the inner conductive material 3 and the inner electrode 5 for applying a voltage (current insertion) and the outer electrode 6 between the inner electrode 5 and the outer electrode 6, a hole 7 must be formed in the sheet 2 covering the inner conductive material 3. For example, a current flowing through the sheet 2 or a small leakage current flowing along the surface of the sheet 2 and an electric capacitance component (capacitance) generated by the sheet 2 being an insulator.
Current does not flow except for the capacitive current flowing due to the above, and if the frequency of the applied voltage V is low, almost no capacitive current flows. Therefore, it can be generally considered that no current flows. Is open, current flows through this hole 7. As shown in FIG. 2, the current passing through the hole 7 conducts the conductive material 3 inside the water-blocking structure 1, and the current flows between the hole 7 and the internal electrode 5 inserted into the conductive material 3. Flow along the lines of electric force created by the The lines of electric force are affected by the shape of the conductive material 3 covered with the sheet 2 which is an electrical insulator. If these are known, they are determined by the positional relationship between the hole 7 and the internal electrode 5. The position of the hole 7 formed in the sheet 2 is detected by measuring the current vector and grasping the direction and magnitude of the current flowing at two or more points.

【0012】図3は、本発明の電流ベクトルによる漏水
位置検知方法を実施する装置例の構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of an example of an apparatus for implementing the method for detecting a water leak position using a current vector according to the present invention.

【0013】図3に示すように、電流ベクトル測定器8
を電気的絶縁物であるシート2により遮水工を施した遮
水構造物1の内部に所定の間隔で固定設置し、電圧印加
用の内部電極5を遮水構造物1の内部に、また、電圧印
加用の外部電極6を遮水構造物1の外部近傍の地中に埋
設設置する。
As shown in FIG. 3, the current vector measuring device 8
Are fixedly installed at predetermined intervals inside the water-blocking structure 1 that has been subjected to water-blocking work with the sheet 2 that is an electrical insulator, and the internal electrodes 5 for voltage application are placed inside the water-blocking structure 1 and The external electrode 6 for voltage application is buried and installed in the ground near the outside of the water-blocking structure 1.

【0014】測定センタ9に設置された交流定電圧電源
10から、内部電極5と外部電極6との間に低周波定電
圧の交流電圧が印加される。
An alternating voltage of a low frequency constant voltage is applied between the internal electrode 5 and the external electrode 6 from an AC constant voltage power supply 10 installed in the measurement center 9.

【0015】なお、印加される電圧としては、原理的に
は直流、交流何れでもよいが、実際にフィールドに適用
する場合、大地には地電流が流れており、この影響から
逃れるために、扱う信号を交流にした方が測定精度が向
上する。また、廃棄物中や大地に電極を設置すると分極
電位が発生するが、この影響を避けるためにも信号電源
としては交流を使用する方が望ましい。
The applied voltage may be either DC or AC in principle, but when actually applied to a field, a ground current flows in the ground and escapes from this influence. The measurement accuracy improves when the signal is changed to AC. When an electrode is placed in waste or on the ground, a polarization potential is generated. To avoid this effect, it is preferable to use an alternating current as a signal power supply.

【0016】この状態でシート2に何らかの損傷が無け
れば、内部電極5と外部電極6との間には殆ど電流が流
れない。しかし、シート2に損傷すなわち穴7が存在す
る場合は、上述のようにこの穴7を通して内部電極5と
外部電極6との間に電流が流れる。
In this state, if there is no damage to the sheet 2, almost no current flows between the internal electrode 5 and the external electrode 6. However, when the sheet 2 is damaged, that is, when the hole 7 exists, a current flows between the internal electrode 5 and the external electrode 6 through the hole 7 as described above.

【0017】この電流の大きさと方向を、遮水構造物1
内に所定の間隔で設置した電流ベクトル測定器8で測定
し、各電流ベクトル測定器8で測定した測定データを測
定センタ9に送信し、測定センタ9に設けられた演算回
路11により処理することで、シート2に発生した穴7
の位置すなわち漏水位置を検知する。検知した結果はC
RTあるいはX−Yプロッタなどの出力装置12により
表示する。
The magnitude and direction of this current are determined by the impermeable structure 1
The measurement is performed by the current vector measuring devices 8 installed at predetermined intervals in the inside, the measurement data measured by each current vector measuring device 8 is transmitted to the measurement center 9, and processed by the arithmetic circuit 11 provided in the measurement center 9. The hole 7 generated in the sheet 2
, That is, the water leakage position. The detected result is C
The image is displayed by an output device 12 such as an RT or XY plotter.

【0018】また、タイミング信号発生回路13は交流
定電圧電源10のオンオフ制御を行うと共に、前述のよ
うに大地の地電流の影響や分極電位(ほぼ直流成分)か
らの影響を避けるために、印加する電源として低周波の
交流電源を使用するため、流れる電流の方向が電源の極
性が変化する毎に180度変化することから、電流ベク
トルの方向の測定に当たっては電源の極性と同期を取り
つつ行う必要があり、交流定電圧電源10と電流ベクト
ル測定器8に同時に位相信号を送り、両者の同期を取る
ようにする。
Further, the timing signal generating circuit 13 controls the on / off of the AC constant voltage power supply 10 and applies an applied voltage in order to avoid the influence of the earth current on the ground and the influence from the polarization potential (almost a direct current component) as described above. Since a low-frequency AC power source is used as the power source, since the direction of the flowing current changes by 180 degrees every time the polarity of the power source changes, the direction of the current vector is measured while synchronizing with the polarity of the power source. It is necessary to send a phase signal to the AC constant voltage power supply 10 and the current vector measuring device 8 at the same time so that both are synchronized.

【0019】さらに、本装置例では、測定センタ9と電
流ベクトル測定器8との間の測定制御および測定データ
の転送は無線方式で行うようにし、このため、通信回路
14はタイミング信号発生回路13の制御により電流ベ
クトル測定器8に対して電流ベクトルの測定を指示する
変調信号を発生し、これをアンテナ15を通して空中に
輻射すると共に、電流ベクトル測定器8からの測定デー
タ信号をアンテナ15により受信し、これを復調して演
算回路11に送る。
Further, in this example of the apparatus, the measurement control and the transfer of the measurement data between the measurement center 9 and the current vector measuring device 8 are performed by a wireless system. Generates a modulation signal for instructing the current vector measuring device 8 to measure the current vector, radiates this to the air through the antenna 15, and receives the measurement data signal from the current vector measuring device 8 by the antenna 15. Then, it is demodulated and sent to the arithmetic circuit 11.

【0020】図4は、電流ベクトル測定器8における測
定用電極の外観図および回路ブロック図である。
FIG. 4 is an external view of a measuring electrode in the current vector measuring device 8 and a circuit block diagram.

【0021】電流ベクトル測定器8の測定用電極16
は、平行した電極保持部17の間にX方向とY方向の電
流を測定する2組の電極子18x,18yをそれぞれ直
交する方向に配置するようにして形成され、通信回路1
9が測定センタ9から送られてくる制御信号を受信復調
し、電流ベクトル測定回路20が測定センタ9から送信
されてくる制御信号に含まれる位相信号により同期を取
りつつ、X方向およびY方向の電流の大きさ及び極性を
測定し、これらの測定値を合成することにより、電流ベ
クトル測定器8の置かれる位置における電流ベクトルの
大きさおよび方向のデータとして検出し、測定センタ9
からの要求に従って通信回路19により変調された信号
としてアンテナ21から測定センタ9側に無線送信す
る。
Measurement electrode 16 of current vector measuring device 8
Are formed by arranging two sets of electrode elements 18x and 18y for measuring currents in the X and Y directions between the parallel electrode holders 17 in directions orthogonal to each other, and the communication circuit 1
9 receives and demodulates the control signal sent from the measurement center 9, and the current vector measurement circuit 20 synchronizes with the phase signal included in the control signal sent from the measurement center 9 while synchronizing with the X direction and the Y direction. By measuring the magnitude and polarity of the current and synthesizing these measured values, the data is detected as data of the magnitude and direction of the current vector at the position where the current vector measuring device 8 is placed, and the measurement center 9
Is transmitted by radio from the antenna 21 to the measurement center 9 side as a signal modulated by the communication circuit 19 according to the request from the communication circuit 19.

【0022】電流ベクトル測定器8の電源には太陽電池
22を使用し、太陽電池22で発電した電力は二次電池
23に充電して、必要な時に電流ベクトル測定器8の各
回路に供給するが、この制御を電源回路24が行う。
A solar cell 22 is used as a power source of the current vector measuring device 8, and the power generated by the solar cell 22 is charged to a secondary battery 23 and supplied to each circuit of the current vector measuring device 8 when necessary. However, the power supply circuit 24 performs this control.

【0023】従来の漏水位置検知方法では、測定手段に
より測定したデータの転送を無線化することが困難であ
って、遮水構造物に設置される測定手段(測定用内部電
極)と測定結果の演算処理手段との間を測定データ転送
用の配線で接続する必要があり、埋め立て中の最終処分
場における適用の場合などには、配線が作業上の障害と
なるなどの問題があったが、本装置例のように、電流ベ
クトル測定器8と測定センタ9との間のデータ転送を無
線方式により行うと共に、太陽電池22を使用した電源
システムを採用することにより、電流ベクトル測定器8
と測定センタ9とは完全にコードレス化することができ
る。
In the conventional method for detecting a water leak position, it is difficult to wirelessly transfer the data measured by the measuring means, and the measuring means (measurement internal electrode) installed in the water-blocking structure and the measurement result It is necessary to connect with the arithmetic processing means by wiring for transfer of measurement data, and in the case of application in a final disposal site during landfill, there was a problem that wiring becomes an obstacle to work, As in this device example, the data transfer between the current vector measuring device 8 and the measurement center 9 is performed by a wireless method, and the power vector system using the solar cell 22 is employed.
And the measurement center 9 can be completely cordless.

【0024】遮水構造物1内の穴7の位置すなわちシー
ト2の損傷位置の検知に際しては、先ずタイミング信号
発生回路13から交流定電圧電源10に制御信号を送
り、交流定電圧電源10をオンさせることで、内部電極
5と外部電極6との間に低周波の定電圧交流を印加す
る。また、位相信号を交流定電圧電源10および電流ベ
クトル測定器8に送信し、両者の同期を取る。次に、測
定センタ9側からの制御により各電流ベクトル測定器8
を指定して、各電流ベクトル測定器8における測定デー
タを順々に読み取り、演算回路11内の記憶回路(不図
示)に蓄積する。全部の電流ベクトル測定器8に関わる
電流ベクトルの大きさおよび方向の全データを収集する
と、演算回路11において遮水構造物1内の穴7の位置
すなわちシート2の損傷位置を演算し、その結果をCR
TあるいはX−Yプロッタなどの出力装置12に表示す
る。
When detecting the position of the hole 7 in the impermeable structure 1, that is, the damaged position of the sheet 2, first, a control signal is sent from the timing signal generating circuit 13 to the AC constant voltage power supply 10 to turn on the AC constant voltage power supply 10. By doing so, a low-frequency constant voltage alternating current is applied between the internal electrode 5 and the external electrode 6. Further, the phase signal is transmitted to the AC constant voltage power supply 10 and the current vector measuring device 8 to synchronize them. Next, each current vector measuring device 8 is controlled by the control from the measuring center 9 side.
Is specified, and the measurement data in each current vector measuring device 8 is sequentially read and stored in a storage circuit (not shown) in the arithmetic circuit 11. When all the data of the magnitude and direction of the current vector relating to all the current vector measuring devices 8 are collected, the arithmetic circuit 11 calculates the position of the hole 7 in the impermeable structure 1, that is, the damaged position of the sheet 2, and as a result, To CR
It is displayed on an output device 12 such as a T or XY plotter.

【0025】なお、実際に全部の電流ベクトル測定器8
における電流ベクトルの大きさおよび方向のデータから
遮水構造物1内の穴7の位置すなわちシート2の損傷位
置を演算するに当たっては、上下方向に流れる電流成分
および容量性電流は位置測定に関係ないので、穴7の位
置の演算の前に背景となる電流成分として消去する必要
があり、電流のスカラー量が標準偏差以内の測定データ
を抽出して、X方向およびY方向それぞれの平均値を求
め、これをX方向およびY方向の背景として全測定デー
タからそれぞれ差し引くことにより位置測定に関係のな
い電流成分を消去して正確な位置検知を可能とする。
Note that all the current vector measuring devices 8
In calculating the position of the hole 7 in the impermeable structure 1, that is, the damaged position of the sheet 2, from the data of the magnitude and direction of the current vector at, the current component flowing in the vertical direction and the capacitive current are not related to the position measurement. Therefore, it is necessary to eliminate the current component as a background before the calculation of the position of the hole 7, and to extract measurement data having a scalar amount of current within a standard deviation, and obtain an average value in each of the X and Y directions. By subtracting this as a background in the X and Y directions from all measurement data, current components irrelevant to position measurement are eliminated to enable accurate position detection.

【0026】図5は漏水位置検知の実験例を示す図であ
り、同図の○印の位置がシート2の損傷位置の検知結果
に相当する。なお、この実験例では、シート2により遮
水工が施された遮水構造物1の底部に50m毎に測定用
電極16を固定設置し、内部電極5を(150,0)の
●印の位置に設置し、遮水構造物1のシート2の概ね
(125,125)に*印により示す疑似穴25を開
け、各測定用電極16に流れる電流ベクトルを測定して
背景消去を行った後の電流ベクトルの分布状況をX−Y
プロッタにより出力表示させたものであり、極めて正確
にシート2の損傷位置を検知している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an experiment for detecting a water leak position. The position indicated by a circle in FIG. 5 corresponds to the result of detecting the damaged position of the sheet 2. In this experimental example, the measuring electrode 16 was fixedly installed at every 50 m at the bottom of the water-blocking structure 1 subjected to the water-blocking work with the sheet 2, and the internal electrode 5 was marked with a black circle (150, 0). After setting a dummy hole 25 indicated by an asterisk at approximately (125, 125) of the sheet 2 of the impermeable structure 1 and measuring the current vector flowing through each measurement electrode 16, the background is erased. X-Y
The output is displayed by a plotter, and the damaged position of the sheet 2 is detected very accurately.

【0027】次に電流ベクトルによる漏水位置の演算原
理について説明する。破損位置の求め方として、メッシ
ュ状に配置した電流ベクトル測定器のデータと内部電極
の位置から、処分場内を流れる電流の全体の状況を把握
して破損位置を求めることもできるが、本実験例は、先
ず各測定点の電流の大きさと方向から、大まかな破損位
置がどの測定点の間に存在するかを見つけ、次にその破
損位置を取り囲む4つの測定点のデータから最終的な位
置を把握する方法を用いている。このメリットとして
は、演算が少なく、演算時間を短縮できる点がある。
Next, the principle of calculating the water leakage position based on the current vector will be described. As a method of finding the damage position, it is possible to determine the damage position by grasping the overall state of the current flowing in the disposal site from the data of the current vector measuring device arranged in a mesh shape and the position of the internal electrode. First, from the magnitude and direction of the current at each measurement point, find out the approximate location of the break point between the measurement points, and then determine the final position from the data of the four measurement points surrounding the break point. We use a method to figure out. This has the advantage that the number of calculations is small and the calculation time can be reduced.

【0028】どの測定点間に破損位置が存在するかの判
断は、図5から分かるように破損位置周辺では電流ベク
トルが大きくなっており、電流値が大きくなる。このこ
とから、ある一定値以上の点を選び出す。例えば、標準
偏差以上の点で、内部電極の近傍でない点。内部電極の
近傍も図5のように、電流は大きくなるので、例えば図
6のような条件で誤って内部電極を破損位置として選ば
ないようにする。選んだ点のベクトル方向に破損位置が
あると考え、選んだ点と、その点の電流ベクトルが示す
方向の3点を選び出し、計4点の測定値から最終位置を
算出するための演算を行う。
As shown in FIG. 5, it is determined which of the measurement points has the broken position. As can be seen from FIG. 5, the current vector is large around the broken position, and the current value is large. From this, a point above a certain value is selected. For example, a point not less than the standard deviation and not near the internal electrode. Since the current also increases near the internal electrode as shown in FIG. 5, the internal electrode is not erroneously selected as a damaged position under the conditions shown in FIG. Considering that there is a broken position in the vector direction of the selected point, three points in the direction indicated by the selected point and the current vector of the selected point are selected, and an operation for calculating the final position from a total of four measured values is performed. .

【0029】最終位置の算出を行う方法について次に説
明する。図7(a)の説明図に示すように、均一な電導
媒体物質の1点から電流Iが四方に流れる場合に、距離
rの点で面積ΔSでこれを受けた時の電流iは(1)式
により与えられる。
Next, a method of calculating the final position will be described. As shown in the explanatory diagram of FIG. 7A, when the current I flows from one point of the uniform conductive medium material in all directions, the current i when the current I is received in the area ΔS at the point of the distance r is (1 ).

【0030】図7(b)に示す半球の場合、すなわち、
電流Iが流れ出る点より下方には電流が流れない場合
の、距離rの点で面積ΔSで受けた時の電流i′は
(1)式に示す電流iの2倍となる。
In the case of the hemisphere shown in FIG.
In the case where no current flows below the point where the current I flows, the current i ′ when receiving the area ΔS at the point of the distance r is twice the current i shown in the equation (1).

【0031】半球の底面に設置したと同様の状態で、図
7(c)に示す2点A,Bで測定される電流i1,i2 と
電流Iが流れ出す点から2点A,Bまでの距離r1,r2
との間には、次の関係が成立する。
In the same state as the case where it is set on the bottom surface of the hemisphere, the distance from the point at which the currents i1, i2 and the current I measured at the two points A and B shown in FIG. r1, r2
And the following relationship is established.

【0032】これら2式の比から、 r1,r2 は正であるので、(6)式が得られる。 From the ratio of these two equations, Since r1 and r2 are positive, equation (6) is obtained.

【0033】A,B間の距離をHとすると、r1 は
(7)式となる。
Assuming that the distance between A and B is H, r1 is given by equation (7).

【0034】そこで、図8における測定用電極16A,
16B,16C,16Dで測定した電流ベクトルをそれ
ぞれIa,Ib,Ic,Id とし、それぞれの電流ベクトルの
x,y成分をIax,Iay,Ibx,Iby,Icx,Icy,I
dx,Idyとする。また、測定用電極16Aから穴7(シ
ート2の損傷位置に相当)までの距離をX,Yとし、各
測定用電極間距離16A〜16B,16B〜16C,1
6C〜16D,16D〜16AをH(一定)とする。
Therefore, the measuring electrodes 16A, 16A in FIG.
The current vectors measured at 16B, 16C, and 16D are Ia, Ib, Ic, and Id, respectively, and the x and y components of each current vector are Iax, Iay, Ibx, Iby, Icx, Icy, and Icy.
dx and Idy. The distances from the measurement electrodes 16A to the holes 7 (corresponding to the damaged positions of the sheet 2) are X and Y, and the distances between the measurement electrodes 16A to 16B, 16B to 16C, 1
6C to 16D and 16D to 16A are set to H (constant).

【0035】先ず、測定用電極16A,16B,16D
から求まるx,y成分であるXa,Ya を求めると、
(7)式より、 同様にして測定用電極16A,16B,16Cから求ま
るx,y成分をXb,Yb、測定用電極16B,16C,
16Dから求まるx,y成分をXc,Yc 、測定用電極1
6C,16D,16Aから求まるx,y成分をXd,Yd
とすると、(10)〜(15)の式が得られる。
First, the measuring electrodes 16A, 16B, 16D
Xa, Ya which are x, y components obtained from
From equation (7), Similarly, the x and y components obtained from the measurement electrodes 16A, 16B and 16C are Xb and Yb, and the measurement electrodes 16B and 16C,
The x and y components obtained from 16D are Xc and Yc, and the measuring electrode 1
Xd and Yd are x and y components obtained from 6C, 16D and 16A, respectively.
Then, equations (10) to (15) are obtained.

【0036】ノイズなどを考慮して、中心となるそれぞ
れの電流ベクトルIのスカラー量|I|より加重平均を
とることにより、最終的に測定用電極16Aから穴7
(シート2の損傷位置に相当)までの距離をX,Yが
(16)式および(17)式のように得られる。
By taking a weighted average from the scalar quantity | I | of each current vector I at the center in consideration of noise and the like, the measurement electrode 16A and the hole 7 are finally obtained.
X and Y can be obtained as shown in Expressions (16) and (17).

【0037】なお、これらの演算は演算回路11に内蔵
されるマイクロコンピュータ(不図示)により行われ、
固定設置されている測定用電極16の何れか(上述の説
明の場合は測定用電極16A)からの絶対位置としてシ
ート2の損傷位置が検知される。
These operations are performed by a microcomputer (not shown) built in the operation circuit 11,
The damaged position of the sheet 2 is detected as an absolute position from any of the fixedly installed measurement electrodes 16 (the measurement electrode 16A in the case of the above description).

【0038】なお、測定用電極16における電極子18
x,18yの数は、上述の説明におけるように、図9
(a)の説明図に示すような2対4個にかかわらず3個
以上あればよく、図9(b)や図9(c)に示すよう
に、電気理論的に電流ベクトルが演算可能である形状で
あればどのような配置としてもよい。
The electrode 18 of the measurement electrode 16
The numbers x, 18y are, as in the above description, FIG.
It is sufficient that three or more besides 2 to 4 as shown in the explanatory diagram of FIG. 9A, and the current vector can be calculated theoretically as shown in FIG. 9B and FIG. 9C. Any arrangement may be used as long as it has a certain shape.

【0039】また、以上の実施例の説明は平面上の電流
ベクトルを求める例として説明したが、遮水工の底面が
斜めであるような場合など、3次元で電流ベクトルを測
定する必要がある場合には、上述の実施例の測定断面を
直交させるようにして測定することで、シート2の損傷
位置の検知が可能となる。
Although the above embodiment has been described as an example of obtaining a current vector on a plane, it is necessary to measure the current vector three-dimensionally, for example, when the bottom surface of a seepage control is oblique. In this case, it is possible to detect the damaged position of the sheet 2 by performing the measurement so that the measurement cross sections of the above-described embodiment are orthogonal to each other.

【0040】さらに精度は落ちるが、下記の(18)式
及び(19)式より図10に示されるように2つの測定
用電極16A,16Bから漏水の位置を求めることもで
きる。これは電流ベクトル測定器を配置した範囲外に漏
水位置がある場合に有効である。
Although the precision is further reduced, the position of water leakage can be obtained from the two measuring electrodes 16A and 16B as shown in FIG. 10 from the following equations (18) and (19). This is effective when there is a water leakage position outside the range where the current vector measuring device is arranged.

【0041】測定用電極16Aから求めたy成分は であり、測定用電極16Bから求めたy成分は であるから、スカラー量より加重平均をとることによっ
て(19)式が得られる。
The y component obtained from the measurement electrode 16A is And the y component obtained from the measurement electrode 16B is Thus, by taking a weighted average from the scalar quantity, the equation (19) is obtained.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遮水構造物の内部に電圧印加用内部電極を固定設置し、
前記遮水構造物の外部の地中に電圧印加用外部電極を埋
設設置し、前記遮水構造物の内部の複数の所定位置に電
流ベクトル測定手段を設置し、前記電圧印加用内部電極
と前記電圧印加用外部電極との間に電圧を印加し、該電
圧により前記所定位置に生ずる電流の大きさおよび方向
を前記電流ベクトル測定手段により測定し、該測定結果
より漏水位置を検知するようにしたから、比較的少ない
測定個所により精度の高い漏水位置検知を可能にすると
共に、測定点を固定することにより水のような流動性物
質を収容する場合でも廃棄物のような非流動性物質を収
容する場合でも同様に適用することができる。
As described above, according to the present invention,
The internal electrode for voltage application is fixedly installed inside the impermeable structure,
An external electrode for voltage application is buried and installed in the ground outside the impermeable structure, current vector measuring means is installed at a plurality of predetermined positions inside the impermeable structure, and the internal electrode for voltage application and the A voltage is applied between the external electrode for voltage application, the magnitude and direction of a current generated at the predetermined position by the voltage are measured by the current vector measuring means, and the water leakage position is detected from the measurement result. Therefore, it is possible to detect the leak position with high accuracy by using relatively few measuring points, and to fix non-fluid substances such as waste even when storing fluid substances such as water by fixing the measurement points. The same can be applied to the case in which it is performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電流ベクトルによる漏水位置検知方法
を実施する場合の遮水構造物の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a water-blocking structure when a method for detecting a water-leakage position by a current vector according to the present invention is performed.

【図2】同じく電流ベクトルによる漏水位置検知方法を
実施する場合の遮水構造物の上面図である。
FIG. 2 is a top view of a water-blocking structure when the method of detecting a water leakage position by using a current vector is also performed.

【図3】本発明の電流ベクトルによる漏水位置検知方法
を実施する装置例の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an example of an apparatus that implements a method for detecting a water leak position based on a current vector according to the present invention.

【図4】電流ベクトル測定器における測定用電極の外観
図および電流ベクトル測定器の回路ブロック図である。
FIG. 4 is an external view of a measuring electrode in the current vector measuring device and a circuit block diagram of the current vector measuring device.

【図5】本発明による漏水位置検知の実験例における測
定電流ベクトルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a measured current vector in an experimental example of water leak position detection according to the present invention.

【図6】図5において内部電極近傍の破損位置選出条件
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing conditions for selecting a broken position near an internal electrode in FIG. 5;

【図7】電流ベクトルによる漏水位置の算出方法を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating a water leakage position based on a current vector.

【図8】電流ベクトルによる漏水位置の具体的な求め方
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a specific method of obtaining a water leakage position using a current vector.

【図9】測定用電極の配置の別の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another example of the arrangement of measurement electrodes.

【図10】電流ベクトルによる漏水位置の具体的な求め
方の別の例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another example of a specific method of obtaining a water leakage position using a current vector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 遮水構造物 2 人工的不透水膜(シート) 3 電導性物質 4 電導性物質(土壌) 5 内部電極 6 外部電極 7 穴 8 電流ベクトル測定器 9 測定センタ 10 交流定電圧電源 11 演算回路 12 出力装置 13 タイミング信号発生回路 14 通信回路 15 アンテナ 16,16A,16B,16C,16D 測定用電極 17 電極保持部 18x,18y 電極子 19 通信回路 20 電流ベクトル測定回路 21 アンテナ 22 太陽電池 23 二次電池 24 電源回路 25 疑似穴 H 電極間距離 I,Ia,Ib,Ic,Id,Iax,Iay,Ibx,Iby,Icx,
Icy,Idx,Idy 電流 i,i′,i1,i2 電流 r,r1,r2 距離 V 交流電圧 X,Xa,Xb,Xc,Xd 距離 Y,Ya,Yb,Yc,Yd 距離 ΔS 面積
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water-blocking structure 2 Artificial water-impermeable film (sheet) 3 Conductive substance 4 Conductive substance (soil) 5 Internal electrode 6 External electrode 7 Hole 8 Current vector measuring instrument 9 Measurement center 10 AC constant voltage power supply 11 Arithmetic circuit 12 Output device 13 Timing signal generation circuit 14 Communication circuit 15 Antenna 16, 16A, 16B, 16C, 16D Measurement electrode 17 Electrode holding unit 18x, 18y Electrode 19 Communication circuit 20 Current vector measurement circuit 21 Antenna 22 Solar cell 23 Secondary battery 24 Power supply circuit 25 Pseudo hole H Distance between electrodes I, Ia, Ib, Ic, Id, Iax, Iay, Ibx, Iby, Icx,
Icy, Idx, Idy Current i, i ', i1, i2 Current r, r1, r2 Distance V AC voltage X, Xa, Xb, Xc, Xd Distance Y, Ya, Yb, Yc, Yd Distance ΔS Area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−29830(JP,A) 特開 平1−178843(JP,A) 特表 平2−501767(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 3/40 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-29830 (JP, A) JP-A-1-178843 (JP, A) JP-A-2-501767 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 3/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気的絶縁物による遮水層を備えた、水
あるいは廃棄物などの電導性物質を収容する遮水構造物
の漏水位置を検知する方法であって、該遮水構造物の内
部に電圧印加用内部電極を固定設置し、前記遮水構造物
の外部の地中に電圧印加用外部電極を埋設設置し、前記
遮水構造物の内部の複数の所定位置に電流ベクトル測定
手段を設置し、前記電圧印加用内部電極と前記電圧印加
用外部電極との間に電圧を印加し、該電圧により前記所
定位置に生ずる電流の大きさおよび方向を前記電流ベク
トル測定手段により測定し、該測定結果より前記遮水構
造物内の漏水位置を検知するようにした電流ベクトルに
よる漏水位置検知方法。
1. A method for detecting a water leakage position of a water-blocking structure provided with a water-blocking layer made of an electrically insulating material and containing a conductive substance such as water or waste, comprising the steps of: An internal electrode for voltage application is fixedly installed inside, and an external electrode for voltage application is buried and installed in the ground outside the impermeable structure, and current vector measuring means is provided at a plurality of predetermined positions inside the impermeable structure. Is installed, a voltage is applied between the voltage-applying internal electrode and the voltage-applying external electrode, and the magnitude and direction of a current generated at the predetermined position by the voltage are measured by the current vector measuring means. A method for detecting a water leak position using a current vector, wherein the water leak position in the water impermeable structure is detected from the measurement result.
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