JP3205945U - 電気探査システム - Google Patents
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Abstract
【課題】地盤の構造に依らずに地盤の見掛比抵抗値を測定することが可能であり、電極群と地盤との接地抵抗値の測定誤差を解消でき、地盤の構造を長期的にモニタリング可能となる電気探査システムを提供する。【解決手段】本考案を適用した電気探査システム１は、電流Ｉを供給可能な電流供給装置８１と、電流供給装置８１から発生させた電流Ｉの電流値及び電位差から算出される地盤９の見掛比抵抗値を測定可能な測定装置８２とを有する本体装置８０と、電流供給装置８０に電気的に接続された一対の電流電極１１ａ、１１ｂと、一方の電流電極１１ａから他方の電流電極１１ｂに向けて地盤９中に通電される電流Ｉの電位差を測定可能な複数の電位電極１２ａ、１２ｂとを有する電極群１０とを備え、電極群１０は、電極群１０と地盤９との接地抵抗値を低減可能であり、時間と共に硬化する経時硬化性材４２からなる接地抵抗低減材４０を介して地盤に固定される。【選択図】図１
Description
本考案は、地盤の構造を探査する電気探査システムに関する。
従来、地表面下の埋設物を探査することを目的として、例えば、特許文献１の開示技術が提案されている。
特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、地下の見掛比抵抗を測定する地下埋設物探査装置であって、地盤に電流を流す電流電極と、２地点間の電位差を測定する電位電極と、前記電流電極及び前記電位電極を支持する支持体を備えている。各電極は、地表面に刺衝する又は接触する針状、線状、突起状のいずれかに形成された構成を有している。これにより、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、各電極を微小な凹凸のある地盤に確実に刺衝又は接触させることができ、地盤と各電極との接地抵抗を下げることが可能となる。
しかし、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、各電極を直接地盤に刺衝又は接触させるため、電極が接触する地盤の構造や種類によって、電極と地盤との接地抵抗値が大きくなる。このため、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、電流電極の間に電流を流すことができず、地盤の見掛比抵抗値が測定できないという問題点があった。
また、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、電極と地盤との接地抵抗値を低減させるために、電極の周囲の地盤に水や塩水等の水分を含ませることによって、電極と地盤との接地抵抗値を低減可能となるものである。
しかし、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、地盤の接地抵抗値が地盤の乾湿状態によって変化するため、地盤の見掛比抵抗値の経時的な変化を測定する場合には、条件を一定にして測定できないという問題点があった。
また、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、地盤の探査の度に電極を地盤に取り付け、探査終了後に取り外しが行われるものであって、電極を地盤に残置させるものではない。
このため、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、地盤の経時的な変化を探査するとき、電位電極を設置する位置が同一とならず、設置位置の違いによる地盤の見掛比抵抗値の測定誤差が生じるという問題点があった
この他、接地極と地盤との接地抵抗を低減する目的として、例えば、特許文献２の開示技術が提案されている。
この他、接地極と地盤との接地抵抗を低減する目的として、例えば、特許文献２の開示技術が提案されている。
特許文献２に開示された接地抵抗の低減方法は、接地極の周囲の土壌に凝固剤を配合した炭素微粒子を圧入して、前記接地極の周囲の土壌の導電率を高くするものである。
しかし、特許文献２に開示された接地抵抗の低減方法は、異常電圧の発生から電気機器を保護するための接地極の周囲に設けられるものであって、地盤の構造を探査する電気探査システムの電極と地盤との接地抵抗を低減させるためのものではない。
また、特許文献１に開示された地下埋設物探査装置は、上述したように、地盤の探査の度に電極を地盤に取り付け、探査終了後に取り外しが行われるものであって、特許文献２に開示された接地抵抗の低減方法のような炭素微粒子を、電極の周囲の土壌に圧入して地盤に固定させることを特許文献１に適用することには、大きな阻害要因が存在した。
そこで、本考案は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、地盤の構造に依らずに地盤の見掛比抵抗値を測定することが可能であり、電極群と地盤との接地抵抗値の測定誤差を解消でき、地盤を長期的にモニタリング可能となる電気探査システムを提供することにある。
第１考案に係る電気探査システムは、地盤の見掛比抵抗値を測定して地盤の構造を探査する電気探査システムであって、電流を供給する電流供給装置と、前記電流供給装置から発生させた前記電流の電流値及び電位差から算出される地盤の見掛比抵抗値を測定する測定装置とを有する本体装置と、前記電流供給装置に電気的に接続された一対の電流電極と、一方の前記電流電極から他方の前記電流電極に向けて地盤中に通電される前記電流の電位差を測定可能な複数の電位電極とを有する電極群とを備え、前記電極群は、前記電極群と地盤との接地抵抗値を低減可能であり、時間と共に硬化する接地抵抗低減材を介して地盤に固定されることを特徴とする。
第２考案に係る電気探査システムは、第１考案において、前記電極群は、地盤に挿入される挿入部が前記接地抵抗低減材に被覆されることを特徴とする。
第１考案、第２考案によれば、電極群は、接地抵抗低減材を介して地盤に固定されることによって、地盤の構造に依らずに電極群と地盤との接地抵抗値を低減でき、地盤の見掛比抵抗値を測定することが可能となる。
第１考案、第２考案によれば、電極群は、時間と共に硬化する経時硬化性材からなる接地抵抗低減材を介して地盤に固定されることによって、時間が経過した場合であっても電極群の設置位置が変わらないため、電極群の設置位置の違いによる電極群と地盤との接地抵抗値の測定誤差を解消することが可能となる。
第２考案によれば、特に、電極群は、地盤に挿入される挿入部が接地抵抗低減材に被覆されることによって、電極群が劣化するのを防止することができ、長期的に地盤に埋設させることが可能となる。
以下、本考案を適用した電気探査システムを実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本考案を適用した電気探査システム１の第１実施形態を示す図である。電気探査システム１は、地盤９の見掛比抵抗値を測定することで、地盤９の構造を把握するものであって、礫岩、砂岩、泥岩等の地層や地盤中の水や空隙等を探査するために用いられる。
電気探査システム１は、火山活動が活発で地盤中に硫黄や硫化物等が多く含まれる地域にも設置される。電気探査システム１は、地盤９の見掛比抵抗値を測定することで、地下数百ｍ〜数千ｍの地下水、蒸気やマグマ等の地盤構造の変化を捉え、地盤９を長期的にモニタリングするものである。
電気探査システム１は、地盤９中に挿入される電極群１０と、電極群１０に電気的に接続される本体装置８０とを備える。
この本体装置８０は、電極群１０に矩形波（例えば０．３〜３Ｈｚ程度）の電流Ｉを供給する電流供給装置８１と、電流供給装置８１から発生させた電流Ｉの電流値及び電位差から算出される地盤９の見掛比抵抗値を測定する測定装置８２と、電極群１０のうち見掛比抵抗値の測定に使用する電極の切り替えが可能な電極切替装置８３を有する。また、本体装置８０は、電極群１０から十分離れた位置（例えば数ｋｍ〜数十ｋｍ程度）に設けられる。電流供給装置８１は、地盤９に電流Ｉが通電できる程度に、電流値及び周波数等を適宜調整できるものである。
電極群１０は、それぞれ本体装置８０に接続されるものである。電極群１０は、金属で構成され、例えば、銅、ステンレス、真鍮等が用いられる。電極群１０は、棒状で形成されるが、かかる場合に限定されず、如何なる形状で形成されてもよい。
電極群１０は、地盤９の表面に間隔を空けて（例えば、数十ｍ〜数百ｍ程度）設置され、地盤９をアースオーガーやボーリングマシン等の掘削機により掘削した挿入孔９１に挿入される。なお、電極群１０は、その設置本数及び設置間隔は任意で設定されてよい。
電極群１０は、電極群１０と地盤９との接地抵抗値を低減可能である接地抵抗低減材４０を介して地盤９に固定され、地盤９に挿入される挿入部１０ａが接地抵抗低減材４０に被覆される。
電極群１０は、電流供給装置８１から電流Ｉが通電される一対の電流電極１１ａ、１１ｂと、一方の電流電極１１ａから他方の電流電極１１ｂに向けて地盤９中に通電される電流Ｉの電位差を測定可能な一対の電位電極１２ａ、１２ｂを有する。
この一対の電流電極１１ａ、１１ｂ及び一対の電位電極１２ａ、１２ｂは、本体装置８０の電極切替装置８３によって、見掛比抵抗値を測定する場所に応じて、それぞれ電極群１０の中から任意に選択されるものである。
接地抵抗低減材４０は、石油火力発電所にて発生する粒径１０μｍ〜１００μｍ程度の石油灰からなる炭素微粒子４１と、時間と共に硬化する経時硬化性材４２とで構成される。接地抵抗低減材４０は、炭素微粒子４１が１００重量部に対し、経時硬化性材４２が１０〜３０重量部が配合されたものとすることが好ましい。また、接地抵抗低減材４０は、その重量が５０〜８０重量部に対し、水を１００重量部程度の割合で混和され、硬化するものである。
炭素微粒子４１は、良導電性物質であって、物理的、電気的腐食に対して非常に安定した物質で構成される。また、経時硬化性材４２は、石灰、石膏、天然セメント、マグネシアセメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメントなどのセメント系材料を主成分とする。従って、接地抵抗低減材４０は、炭素微粒子４１を経時硬化性材４２に包含した状態で、地盤９中に安定して存在することが可能となる。
このようにして構成される接地抵抗低減材４０は、地盤９の有する導電率の大小に影響されず、地盤９との接触面積を種々に変えることによって、電極群１０と地盤９との接地抵抗値を、所定の値に低減することができる。また、接地抵抗低減材４０は、炭素微粒子４１自体が変質することはないため、長期間安定に地盤９中に維持することができる。
本考案を適用した電気探査システム１は、電極群１０が、接地抵抗低減材４０を介して地盤９に固定されることによって、電極群１０と地盤９との接地抵抗値を低減できる。このため、電気探査システム１は、電極群１０の周囲の地盤の構造によらずに、電流Ｉを一の電流電極１１ａから他の電流電極１１ｂまで地盤９中に通電させ、２つの電位電極１２ａ、１２ｂの電位差を測定でき、地盤９の見掛比抵抗値を測定装置８２で測定することが可能となる。
電気探査システム１は、接地抵抗低減材４０が時間と共に硬化する経時硬化性材４２で構成されることにより、電極群１０が地盤９に強固に固定されるものとなる。このため、電気探査システム１は、時間が経過した場合であっても電極群１０の設置位置が変わることがない。その結果、電気探査システム１は、電極群１０の設置位置の違いによる、電極群１０と地盤９との接地抵抗値の測定誤差を解消することが可能となり、地盤９を長期的にモニタリングが可能となる。
電気探査システム１は、電極群１０の挿入部１０ａが、長期間安定に地盤９中に維持することができる接地抵抗低減材４０に被覆され、挿入孔９１に設けられる。これにより、電気探査システム１は、電極群１０が直接地盤９に接触されることがなく、電極群１０の劣化を防止することが可能となる。
特に、電気探査システム１は、硫黄や硫化物等の金属腐食因子が多く含まれる火山活動が活発な地盤中に設置される場合、金属で構成された電極群１０に金属腐食因子が侵入するのを防止することが可能となる。このため、電気探査システム１は、電極群１０の腐食を防止することができ、電極群１０を長期的に地盤９に埋設することが可能となる。即ち、電気探査システム１は、測定毎に、電極群１０を設置及び取り外しする作業を省略することが可能となり、長期的に地盤９に埋設することが可能となる。
また、電気探査システム１は、電極群１０が地盤９に強固に固定されるとともに、本体装置８０が電極群１０から十分離れた位置に設けられることによって、火山活動が活発化し、その周辺の地域に人が立ち入ることができなくなった場合であっても、人が安全に、地盤９の見掛比抵抗値を測定することが可能となる。
以上、本考案の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本考案を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本考案の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
１ ：電気探査システム
９ ：地盤
１０ ：電極群
１０ａ ：挿入部
１１ａ ：電流電極
１１ｂ ：電流電極
１２ａ ：電位電極
１２ｂ ：電位電極
４０ ：接地抵抗低減材
４１ ：炭素微粒子
４２ ：経時硬化性材
８０ ：本体装置
８１ ：電流供給装置
８２ ：測定装置
８３ ：電極切替装置
９１ ：挿入孔
Ｉ ：電流
９ ：地盤
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Ｉ ：電流
Claims (2)
- 地盤の見掛比抵抗値を測定して地盤の構造を探査する電気探査システムであって、
電流を供給する電流供給装置と、前記電流供給装置から発生させた前記電流の電流値及び電位差から算出される地盤の見掛比抵抗値を測定する測定装置とを有する本体装置と、
前記電流供給装置に電気的に接続された一対の電流電極と、一方の前記電流電極から他方の前記電流電極に向けて地盤中に通電される前記電流の電位差を測定可能な複数の電位電極とを有する電極群とを備え、
前記電極群は、前記電極群と地盤との接地抵抗値を低減可能であり、時間と共に硬化する接地抵抗低減材を介して地盤に固定されること
を特徴とする電気探査システム。 - 前記電極群は、地盤に挿入される挿入部が前記接地抵抗低減材に被覆されること
を特徴とする請求項１記載の電気探査システム。
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|---|---|---|---|
| JP2016001525U JP3205945U (ja) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 電気探査システム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2016001525U JP3205945U (ja) | 2016-04-01 | 2016-04-01 | 電気探査システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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2016
- 2016-04-01 JP JP2016001525U patent/JP3205945U/ja active Active
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