JP3274308B2 - Magnetic exploration device and its magnetic sensor device - Google Patents

Magnetic exploration device and its magnetic sensor device

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JP3274308B2
JP3274308B2 JP6013095A JP6013095A JP3274308B2 JP 3274308 B2 JP3274308 B2 JP 3274308B2 JP 6013095 A JP6013095 A JP 6013095A JP 6013095 A JP6013095 A JP 6013095A JP 3274308 B2 JP3274308 B2 JP 3274308B2
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axis
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賢一 浅川
悟 高木
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ケイディーディーアイ株式会社
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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、微少な磁気を探査する
磁気探査装置及びその磁気センサ装置に関するものであ
り、特に海底に敷設されている海底ケーブルや、海底資
源を探査するときに好適な金属等の探査装置に好適なも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic detecting device for detecting minute magnetism and a magnetic sensor device thereof, and is particularly suitable for searching for a submarine cable laid on the seabed or a submarine resource. It is suitable for an exploration device for metal or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球上に存在する微少な磁気を帯びた金
属を探査する装置、または海底に敷設されている海底ケ
ーブルや、パイプの存在を検知するための海底ケーブル
探査装置では、その被探査体の位置を特定するために、
被探査体を構成する鉄などに起因する直流磁界や、被探
査体の構成要素である金属内に流れる直流電流によって
発生する磁界を検出する磁気センサを移動体に搭載し、
この移動体が被探査金属に接近したときに出力される磁
界の強度変化を検出することにより、海底ケーブルまた
はパイプ等の追跡調査を行うことができる。
2. Description of the Related Art An apparatus for searching for a small magnetic metal on the earth, or a submarine cable exploration apparatus for detecting the presence of a submarine cable or a pipe laid on the sea floor, is a target for detection. To locate the body,
A magnetic sensor that detects a magnetic field generated by a DC magnetic field caused by iron or the like constituting the object to be searched or a DC current flowing in a metal that is a component of the object to be searched is mounted on a moving body,
By detecting the change in the intensity of the magnetic field output when the moving body approaches the metal to be searched, it is possible to track the submarine cable or pipe.

【0003】以下、探査すべき金属として海底ケーブル
である場合についてのべる。これまで発生した海底ケー
ブルの障害原因の多くは、漁網や錨に引っかけられて生
じるものである。これらの障害を未然に防止するため
に、浅海域に敷設する海底ケーブルは海底面下に埋設さ
れている。しかし、この埋設海底ケーブルにも障害が発
生する場合がある。埋設ケーブルの障害を修理するため
には、障害になったケーブルを海底で一旦完全に切断
し、断端を修理船上に引き上げ、修理用の割入れケーブ
ルを両側の断端の間に接続して、再敷設と再埋設を行
う。このとき、障害地点の探査や周辺の状況調査、再接
続後の再埋設などに遠隔操縦方式の水中移動体が使用さ
れている。
[0003] Hereinafter, the case where a metal to be searched is a submarine cable will be described. Many of the submarine cable failures that have occurred so far are caused by fishing nets and anchors. In order to prevent these obstacles, submarine cables laid in shallow water are buried under the sea floor. However, the buried submarine cable may also fail. To repair a fault in a buried cable, the faulty cable must be completely cut off at the sea floor, the stump must be lifted on the repair ship, and a breaker cable for repair must be connected between the stumps on both sides. Re-laying and re-burying. At this time, a remote-controlled underwater vehicle is used for exploring a failure point, investigating surrounding conditions, reburying after reconnection, and the like.

【0004】従来、埋設された海底ケーブルを探査する
ときには、あらかじめ海底ケーブルに20Hz前後の交
流電流を流しておき、発生する交流磁界を交流磁気セン
サで探知することにより海底ケーブルの位置を検知する
方式が使用されてきた。この方式は感度が高いことや、
ケーブルの相対位置や、敷設方向、埋設深度などが測定
できることなどの優れた特徴を持っている。しかし、長
距離の埋設海底ケーブルでは伝搬に伴って交流電流が減
衰し、遠方では探査が困難になるという問題点がある。
また、障害を未然に防止するために、商用中の海底ケー
ブルの敷設状況を事前に調査する必要がある場合が考え
られる。しかし、古い同軸海底ケーブルでは、商用中の
ケーブルに探査用の交流電流が流せないものもある。
Conventionally, when searching for a buried submarine cable, an AC current of about 20 Hz is applied to the submarine cable in advance, and the generated AC magnetic field is detected by an AC magnetic sensor to detect the position of the submarine cable. Has been used. This method has high sensitivity,
It has excellent features such as measurement of relative position of cable, installation direction, burial depth, etc. However, in a long-distance buried submarine cable, there is a problem that an alternating current is attenuated with propagation and it becomes difficult to search in a distant place.
In addition, in order to prevent failures, it may be necessary to investigate in advance the installation status of commercial submarine cables. However, some old coaxial submarine cables do not allow AC current for exploration to pass through commercial cables.

【0005】一方、無指向性の直流磁気センサを用いた
海底ケーブル探査システムも従来から知られている。こ
のシステムでは、海底ケーブルに供給されている直流電
流や、海底ケーブルの外装鉄線から発生する直流磁界を
検知して海底ケーブルを探査する。直流電流は海底ケー
ブルの途中に挿入されている中継器に電力を供給するた
めに流されている。この直流磁気センサはプロトン磁力
計と呼ばれるもので、直流磁界の絶対値を測定するもの
である。プロトン磁力計は電子スピンの回転周期が磁界
の印加によって変化することを検出して磁界強度を測定
するものであり、感度と分解能が非常に高く、40,000〜
50,000nTの地球磁場の中で、海底ケーブルから発生す
る数nT〜数十nTの直流磁界を明確に検知することが
できる。
On the other hand, a submarine cable exploration system using an omni-directional DC magnetic sensor has been conventionally known. In this system, the submarine cable is detected by detecting the DC current supplied to the submarine cable and the DC magnetic field generated from the iron wire of the submarine cable. DC current is supplied to supply power to a repeater inserted in the middle of the submarine cable. This DC magnetic sensor is called a proton magnetometer and measures the absolute value of a DC magnetic field. The proton magnetometer measures the strength of the magnetic field by detecting that the rotation period of the electron spin changes due to the application of a magnetic field, and has a very high sensitivity and resolution, from 40,000 to
In the 50,000 nT earth magnetic field, a DC magnetic field of several nT to several tens nT generated from a submarine cable can be clearly detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、プロトン磁力
計の動作確認を行うためには、非常に磁場が安定した場
所が必要で、通常の室内や船上では地磁気の変動が大き
いため動作の確認を行うことができない。したがって、
このような磁気センサを移動体に搭載して金属から発生
する磁界を検出することはあまり実用的でなく、実際に
使用することが困難であるという問題があった。
However, in order to confirm the operation of the proton magnetometer, it is necessary to have a place where the magnetic field is extremely stable, and in a normal room or on a ship, the fluctuation of the geomagnetism is large. Can't do it. Therefore,
It is not very practical to mount such a magnetic sensor on a moving body to detect a magnetic field generated from a metal, and there is a problem that it is difficult to actually use the magnetic sensor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の目的はかかる問
題点を解消する磁気探査装置及びその磁気センサ装置を
提供するものでものであって、第1の発明は、被探査金
属から発生する直流磁界を探知するために、直流磁場の
大きさの絶対値を測定する3軸直交型直流磁気センサ装
置を使用するようにしている。この磁気探査装置は、特
定の一軸方向の直流磁場の大きさを絶対値で測定するよ
うな直流磁気センサ3個を、各々の軸が互いに直交する
ように配置した磁気センサ装置を1台または2台以上を
移動体に搭載し、その出力をA/D変換器でデジタル信
号に変換したのち、演算処理回路で処理することによ
り、各磁気センサの感度のバラツキ、オフセットと3軸
の直交性のずれを補正し、この補正されたデータに基づ
いて探知した直流磁界の絶対値をディスプレイに表示す
ることにより、被探査金属等の存在を探知するように構
築するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic probe and a magnetic sensor device for solving the above problems. In order to detect the magnetic field, a three-axis orthogonal DC magnetic sensor device that measures the absolute value of the magnitude of the DC magnetic field is used. This magnetic prospecting device has one or two magnetic sensor devices in which three DC magnetic sensors for measuring the magnitude of a DC magnetic field in a specific uniaxial direction by an absolute value are arranged so that their axes are orthogonal to each other. More than one unit is mounted on a moving object, and its output is converted into a digital signal by an A / D converter, and then processed by an arithmetic processing circuit, thereby dispersing the sensitivity of each magnetic sensor, offset and orthogonality of three axes. The system is constructed so as to detect the presence of a metal or the like to be detected by correcting the deviation and displaying the absolute value of the DC magnetic field detected based on the corrected data on a display.

【0008】上記被探査金属が海底に敷設されている海
底ケーブルであるときは、上記移動体は遠隔操縦方式で
母船からコントロール可能とされている水中ロボットと
されている。また、上記各磁気センサの直流磁界の絶対
値出力は、上記水中ロボットを例えば水中で水平方向に
360度回転して得られる磁界強度分布のデータを上記
演算処理回路のメモリに予め記憶し、上記水中ロボット
の機体方位に対応してこのメモリから読み出された上記
データに基づいて補正されるようにしたものである。
When the metal to be detected is a submarine cable laid on the seabed, the moving body is an underwater robot that can be controlled from a mother ship by a remote control method. The absolute value output of the DC magnetic field of each magnetic sensor is obtained by storing in advance the magnetic field intensity distribution data obtained by rotating the underwater robot 360 degrees in the horizontal direction in water, in the memory of the arithmetic processing circuit, The correction is performed based on the data read from the memory in accordance with the body orientation of the underwater robot.

【0009】本発明の第2の発明は、絶縁材料によって
構成されている耐圧容器と、この耐圧容器内に緩衝部材
を介して設置されている溶融石英からなる円柱容器と、
3個の一軸直流磁気センサの各軸を直交するように配置
し、回路基板と共に円柱状の合成樹脂中に埋め込んだ磁
気センサ本体を設け、上記磁気センサ本体を上記円柱容
器内に挿入して移動体に搭載するようにした磁気センサ
装置にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure vessel made of an insulating material, a cylindrical vessel made of fused quartz installed in the pressure vessel via a buffer member,
The three uniaxial DC magnetic sensors are arranged so that their axes are orthogonal to each other, and a magnetic sensor main body embedded in a cylindrical synthetic resin is provided together with a circuit board. The magnetic sensor main body is inserted into the cylindrical container and moved. A magnetic sensor device to be mounted on a body.

【0010】上記各磁気センサはフラックスゲート型の
センサによって構成され、上記耐圧容器の側面には上記
磁気センサの電気信号を出力し、上記回路基板に電源を
供給するための水中コネクタが取り付けられている。
Each of the magnetic sensors is constituted by a flux gate type sensor, and an underwater connector for outputting an electric signal of the magnetic sensor and supplying power to the circuit board is attached to a side surface of the pressure-resistant container. I have.

【0011】[0011]

【作用】本発明の特徴とするところは、例えば海底ケー
ブルに流れる直流電流や、海底ケーブルを構成する外装
鉄線から発生する直流磁界を探知するために、直流磁場
の大きさの絶対値を測定する3軸直交型直流磁気センサ
装置を利用し、上記3軸直交型直流磁気センサ装置を遠
隔操縦方式の水中移動体に搭載する。そして、各センサ
の感度のバラツキと、オフセットと3軸の直交性のずれ
を補正し、例えばこの水中移動体を360度回転するこ
とによって地磁気及び移動体から発生する磁界の影響を
キャンセルするための補正データを得、補正した結果に
基づいて探知した直流磁界の絶対値を母船上のディスプ
レイに表示することによりケーブル等の存在を探知する
ことができる。
The feature of the present invention is to measure the absolute value of the magnitude of the DC magnetic field in order to detect, for example, a DC current flowing through a submarine cable and a DC magnetic field generated from an armored wire constituting the submarine cable. A three-axis orthogonal DC magnetic sensor device is used, and the three-axis orthogonal DC magnetic sensor device is mounted on a remote-controlled underwater vehicle. Then, the sensitivity variation of each sensor and the offset and the deviation of the orthogonality of the three axes are corrected. For example, by rotating the underwater vehicle 360 degrees, the influence of the terrestrial magnetism and the magnetic field generated from the vehicle is canceled. By obtaining the correction data and displaying the absolute value of the DC magnetic field detected based on the corrected result on a display on the mother ship, the presence of a cable or the like can be detected.

【0012】また、各磁気センサは深海の水圧と温度変
化に伴う膨張または収縮によるセンサの軸の歪みを防止
するために、石英のようにヤング率が大きく熱膨張係数
が小さい容器の中に固定され、さらにゴムのように柔ら
かい緩衝剤を介して耐圧容器に固定することにより、探
査システムの環境によって左右されることなくできるだ
け正確な磁界検出が行われるようにする点にある。な
お、深海用の耐圧容器の素材としては通常金属が利用さ
れるが、金属製の耐圧容器では、水中を高速度で移動し
たときに地球磁場を切ることによる渦電流が発生し、結
果として磁場が乱れることになるため、本発明では耐圧
容器を強度の高い絶縁材料で作る。
Each magnetic sensor is fixed in a container having a large Young's modulus and a small coefficient of thermal expansion, such as quartz, in order to prevent distortion of the sensor axis due to expansion or contraction caused by a change in water pressure and temperature in the deep sea. In addition, by fixing to a pressure-resistant container via a soft buffer such as rubber, the magnetic field can be detected as accurately as possible without being affected by the environment of the exploration system. Metals are usually used as the material for pressure vessels for deep seas, but in metal pressure vessels, eddy currents are generated by turning off the earth's magnetic field when moving at high speed in water, resulting in magnetic fields Therefore, in the present invention, the pressure vessel is made of a high-strength insulating material.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の磁気探査装置で海底ケーブル
等の探索を行う際の説明図であり、10は母船、11は
この母船10から移動体を構成する水中ロボット12の
電子回路容器13に対して信号及び電力を供給し、また
水中ロボット12で得た各種の情報、例えば水中ロボッ
ト12に搭載されているテレビカメラ14の出力映像信
号、2台の磁気センサ15A、15Bで検出した磁界強
度信号等を伝送する複合ケーブル(以下、デザーケーブ
ルという)である。なお、水中ロボット12は母船10
からの指令によって推進機16等が制御され、所定の水
深で自由に行動できるように遠隔的に制御されるように
構成されている。
FIG. 1 is an explanatory view of searching for a submarine cable or the like by a magnetic exploration apparatus according to the present invention. Reference numeral 10 denotes a mother ship, and 11 denotes an electronic circuit container of an underwater robot 12 constituting a moving body from the mother ship 10. A signal and power are supplied to the underwater robot 13 and various information obtained by the underwater robot 12, for example, an output video signal of a television camera 14 mounted on the underwater robot 12 is detected by two magnetic sensors 15 </ b> A and 15 </ b> B. It is a composite cable (hereinafter referred to as a dither cable) for transmitting a magnetic field strength signal and the like. In addition, the underwater robot 12 is
The propulsion unit 16 and the like are controlled by a command from the remote controller, and are remotely controlled so that they can freely operate at a predetermined water depth.

【0014】すなわち、この水中ロボット12には図示
していない浮力材が搭載されており、水中重量がゼロで
複数の推進機により前後左右に自由に運動できる。船上
との間はデザーケーブル11で接続されており、母船1
0から電力の供給を受けると共に、船上のオペレータに
より遠隔操縦される。水中ロボット本体には、本発明の
直流磁気センサのほか、テレビカメラや各種センサ、図
示していない海底ケーブル埋設用のウォータジェットな
どが搭載されている。各種センサやテレビカメラの信号
は、電子回路容器13内の信号伝送装置とデザーケーブ
ル11を介して実時間で母船10の上に伝送され、オペ
レータにより監視される。
That is, the underwater robot 12 is equipped with a buoyancy material (not shown), and can move freely back and forth and left and right by a plurality of propulsion units with zero underwater weight. It is connected to the ship with a dither cable 11 and the mother ship 1
0, and is remotely controlled by an onboard operator. In addition to the DC magnetic sensor of the present invention, the underwater robot body is equipped with a TV camera, various sensors, a water jet (not shown) for burying a submarine cable, and the like. The signals from the various sensors and the television camera are transmitted on the mother ship 10 in real time via the signal transmission device in the electronic circuit container 13 and the dither cable 11, and are monitored by the operator.

【0015】図2は磁気探査装置に適応される情報の処
理関係をブロック図としたものであり、点線で囲った2
0は船上の信号処理回路及び装置の概要を、同じく30
は水中ロボット12側の磁気センサ及びその磁気センサ
から出力された信号の処理を行うブロック図として示し
ている。
FIG. 2 is a block diagram showing a relation of processing of information applied to the magnetic surveying apparatus.
0 is an outline of the signal processing circuit and device on board, and 30 is
Is a block diagram showing a magnetic sensor on the underwater robot 12 side and processing of a signal output from the magnetic sensor.

【0016】本実施例では、特定の軸方向の感度を有す
る磁気センサとしてフラックスゲート型磁気センサを用
い、3軸方向に3個の磁気センサを組み合わせたもの2
台で検出するようにしている。図2の2台の3軸直交型
直流磁気センサ31A、31Bは、後で述べるように各
々の軸が直交する3個のフラックスゲート型一軸直流磁
気センサ31AX、31AY、31AZと、31BX、
31BY、31BZから構成されている。また、それら
の出力信号をそれぞれV1x、V1y、V1z、V2x、V2y
2zとする。これらの合計6個の出力信号は、6台のロ
ーパスフィルタ、及びA/D変換器からなる信号変換装
置32A、32B、32C、32D、32E、32Fを
介してデジタル信号に変換される。
In this embodiment, a fluxgate type magnetic sensor is used as a magnetic sensor having a sensitivity in a specific axial direction, and three magnetic sensors are combined in three axial directions.
It is made to detect on the table. The two three-axis orthogonal DC magnetic sensors 31A and 31B shown in FIG. 2 include three fluxgate type single-axis DC magnetic sensors 31AX, 31AY, 31AZ, and 31BX, whose axes are orthogonal to each other, as described later.
It is composed of 31BY and 31BZ. The output signals are respectively represented by V 1x , V 1y , V 1z , V 2x , V 2y ,
V 2z . These total six output signals are converted into digital signals via the signal converters 32A, 32B, 32C, 32D, 32E, and 32F including six low-pass filters and A / D converters.

【0017】各信号変換器32(A,B,C,D,E,
F)の出力は、時分割的にインターフェイス回路(I/O)
33とバスを介して、演算器(CPU) 34で演算処理され
る。バスには、そのほかメモリ(RAM) 35、不揮発性メ
モリ(ROM) 36、水中ロボット本体の電子回路38との
インターフェース回路(I/O) 37が接続されている。こ
のようにして各磁気センサで検出された情報はA/D変
換された後、所定の演算処理がなされ、水中ロボット本
体内の電子回路38内の信号伝送装置からデザーケーブ
ル11内の信号伝送路を介して母船10に伝送される。
Each signal converter 32 (A, B, C, D, E,
The output of F) is an interface circuit (I / O)
An arithmetic unit (CPU) 34 performs arithmetic processing via the bus 33 and the bus. In addition, a memory (RAM) 35, a non-volatile memory (ROM) 36, and an interface circuit (I / O) 37 with an electronic circuit 38 of the underwater robot main body are connected to the bus. The information detected by each magnetic sensor in this way is subjected to A / D conversion, is subjected to predetermined arithmetic processing, and is transmitted from the signal transmission device in the electronic circuit 38 in the underwater robot body to the signal transmission path in the dither cable 11. And transmitted to the mother ship 10.

【0018】船上部では受信された情報をほぼ同じよう
な信号処理回路を有する回路によって処理する。すなわ
ち、デザーケーブル11を介して受信された信号は、船
上部の電子回路41で所定のレベルとなるように増幅さ
れると共に、信号波形を整形してインターフエース(I/
O) 42からバスを介して演算器(CPU) 43に取り込ま
れ、一部はハードディスク44及びメモリ45に記憶さ
れる。46は上記演算装置を操作するためのキーボー
ド、47はビデオインターフェースであり、その出力で
ある磁気センサの情報信号はディスプレイ48で表示さ
れる。また、インタフェース49A、プリンタ49Bに
よって受信された刻々の検出磁界データがプリントアウ
トされるように構成されている。
On the shipboard side, the received information is processed by a circuit having substantially the same signal processing circuit. That is, the signal received via the dither cable 11 is amplified by the electronic circuit 41 on the hull so as to have a predetermined level, and the signal waveform is shaped and the interface (I /
O) The data is fetched from an arithmetic unit (CPU) 43 via a bus 42 and is partially stored in a hard disk 44 and a memory 45. 46 is a keyboard for operating the arithmetic unit, 47 is a video interface, and the information signal of the magnetic sensor, which is the output, is displayed on a display 48. Further, the apparatus is configured so that the detected magnetic field data received by the interface 49A and the printer 49B is printed out.

【0019】次に本発明のシステムに使用可能とされて
いる3軸直交型直流磁気センサ15(A,B)の概要を
説明する。図3は磁気センサを分解してその要部の概要
を示したものである。3個の一軸直流磁気センサ31
X、31Y、31Zが各々の軸(X,Y,Z)が互いに
直交するように配置され、付属の電子回路基板51と共
に図示していない合成樹脂によって位置決めされ、円筒
形の合成樹脂の中に埋め込まれて磁気検出部52を形成
し、この磁気検出部52が挿入される石英で作られた円
柱容器53と、さらにこの円柱容器53が挿入される耐
圧容器54で構成されている。石英からなる円柱容器5
3はゴムで作られた緩衝材55でその外周部の一部が覆
われており、絶縁材で作られた耐圧容器54の中に収容
されている。耐圧容器54には、電子回路基板51と接
続するための水中コネクタ56が取り付けられ電子回路
基板51に電力を供給すると共に、磁気センサからの出
力信号が取り出されるようになされている。
Next, an outline of the three-axis orthogonal DC magnetic sensor 15 (A, B) which can be used in the system of the present invention will be described. FIG. 3 is an exploded view of the main part of the magnetic sensor. Three uniaxial DC magnetic sensors 31
X, 31Y and 31Z are arranged such that their axes (X, Y and Z) are orthogonal to each other, and are positioned together with an attached electronic circuit board 51 by a synthetic resin (not shown). The magnetism detecting section 52 is formed by being buried, a cylindrical container 53 made of quartz into which the magnetic detecting section 52 is inserted, and a pressure-resistant container 54 into which the cylindrical container 53 is inserted. Cylindrical container 5 made of quartz
Reference numeral 3 denotes a cushioning material 55 made of rubber, a part of the outer periphery of which is covered with the cushioning material 55, and is housed in a pressure-resistant container 54 made of an insulating material. An underwater connector 56 for connecting to the electronic circuit board 51 is attached to the pressure-resistant container 54 so as to supply power to the electronic circuit board 51 and to take out an output signal from the magnetic sensor.

【0020】本実施例によれば、水温の変動と水圧によ
って耐圧容器54に生じる歪みは緩衝材55で吸収さ
れ、磁気検出部52には伝わらない。したがって、水温
の変動と水圧による軸ずれの問題を大幅に緩和すること
ができる。さらに、深海用の耐圧容器54の素材として
は通常金属が利用されるが、金属製の耐圧容器では、水
中を移動したときに地球磁場を切ることによる渦電流が
発生し、結果として磁場が乱れることになる。本発明は
絶縁材料である高抗張力性の合成樹脂で耐圧容器を作る
ことにより、この渦電流の問題を解決することができ
る。
According to the present embodiment, the strain generated in the pressure-resistant container 54 due to the fluctuation of the water temperature and the water pressure is absorbed by the buffer material 55 and is not transmitted to the magnetic detecting section 52. Therefore, the problem of axis deviation due to fluctuations in water temperature and water pressure can be greatly reduced. Further, a metal is usually used as a material of the pressure vessel 54 for deep sea, but in a metal pressure vessel, an eddy current is generated by turning off the earth's magnetic field when moving in water, and as a result, the magnetic field is disturbed. Will be. According to the present invention, the problem of the eddy current can be solved by making the pressure-resistant container from a synthetic resin having high tensile strength, which is an insulating material.

【0021】次に上記したような3軸直交型磁気センサ
の感度、及び出力信号のオフセットと、直交性の補正に
ついて述べる。図1に示したように2台の直流磁気セン
サ15A、15Bの感度のバラツキと、その出力信号に
オフセットがなく、直交性も完全であると仮定すると、
それぞれの直流磁界の絶対値|B1 |と|B2 |は、i
=1、2として式(1)のように現すことができる。
Next, the sensitivity of the above-described three-axis orthogonal magnetic sensor, the offset of the output signal, and the orthogonality correction will be described. As shown in FIG. 1, assuming that there are variations in the sensitivity of the two DC magnetic sensors 15A and 15B and that the output signals thereof have no offset and the orthogonality is perfect,
The absolute values | B 1 | and | B 2 |
= 1 and 2 can be expressed as in equation (1).

【数1】 但しc1 とc2 は定数、Vix、Viy、Vizは各軸のセン
サの出力である。しかし、実際の信号には出力信号のオ
フセットや感度の誤差、各軸の直交性の誤差があるた
め、式(1)の計算結果には数百nTの変動が発生す
る。言い換えると、同一地点でセンサを回転した場合、
センサの方向により数百nTの変動が生じる。すると、
一般的に地磁気の磁界が 40000nTから 50000nTであ
ることを勘案すると、上記した変動により実用的な磁界
変動を検出することは困難になる。
(Equation 1) Here, c 1 and c 2 are constants, and V ix , V iy , and V iz are the outputs of the sensors of each axis. However, since an actual signal has an offset of an output signal, an error in sensitivity, and an error in orthogonality of each axis, the calculation result of Expression (1) fluctuates by several hundred nT. In other words, if you rotate the sensor at the same point,
Fluctuations of several hundred nT occur depending on the direction of the sensor. Then
Generally, considering that the magnetic field of the terrestrial magnetism is 40,000 nT to 50,000 nT, it is difficult to detect a practical magnetic field fluctuation due to the above-described fluctuation.

【0022】そこで本発明では上記した問題点を解消す
るために、このオフセットや感度の誤差、各軸の直交性
の誤差を次の(2)式で補正するようにしている。
Therefore, in the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, the offset, the sensitivity error and the orthogonality error of each axis are corrected by the following equation (2).

【数2】 ここでVix' 、Viy' 、Viz' はそれぞれのセンサの補
正された出力、Vixo、Viyo 、Vizo はそれぞれのセ
ンサの出力のオフセット、aI11 〜aI33 は補正係数で
あって後で説明するように各軸の直交性と感度を補正す
るものである。このような行列式で補正を行うことによ
り、直流磁界の絶対値の測定の変動を数nTに低減する
ことができる。
(Equation 2) Here V ix ', V iy', V iz ' are corrected output of each sensor, V ixo, V iyo, V izo the offset of the output of each sensor, a I11 ~a I33 is a correction factor As described later, the orthogonality and sensitivity of each axis are corrected. By performing correction using such a determinant, it is possible to reduce the variation in the measurement of the absolute value of the DC magnetic field to several nT.

【0023】次に水中ロボット12から発生する磁場の
影響を除去する方法を説明する。直流磁気センサを水中
ロボットに搭載すると、水中ロボットから発生する直流
磁場の影響を受ける。測定する磁界は、地磁気と、ケー
ブルから発生する磁界と、水中ロボットから発生する磁
界をベクトル的に合成した磁界になる。この水中ロボッ
トから発生する磁場の影響は、ほぼ水中ロボットの機体
方位に依存することが知られている。そこで、本発明で
は水中ロボットから発生する直流磁場の影響を取り除く
ために、磁場が一定な海中で水中ロボットを一回転させ
たときの直流磁界を計測して、水中ロボットの方位と直
流磁界の変動量の大きさの関係をあらかじめ測定して前
記したメモリ(RAM)、またはハードディスク44内に記
憶しておき、海底ケーブル探査時に測定した直流磁界を
前記したメモリ(RAM)、またはハードディスク内に収納
されたデータによって補正する。つまり、水中ロボット
の方位に依存する変動量を差し引くことにより、水中ロ
ボットから発生する直流磁場の影響を除くようにしてい
る。
Next, a method of removing the influence of the magnetic field generated from the underwater robot 12 will be described. When a DC magnetic sensor is mounted on an underwater robot, it is affected by a DC magnetic field generated by the underwater robot. The magnetic field to be measured is a magnetic field obtained by vector-combining the terrestrial magnetism, the magnetic field generated from the cable, and the magnetic field generated from the underwater robot. It is known that the effect of the magnetic field generated by the underwater robot substantially depends on the body orientation of the underwater robot. Therefore, in the present invention, in order to remove the influence of the DC magnetic field generated from the underwater robot, the DC magnetic field when the underwater robot makes one rotation in the sea where the magnetic field is constant is measured, and the azimuth of the underwater robot and the fluctuation of the DC magnetic field are measured. The relationship between the magnitudes of the quantities is measured in advance and stored in the aforementioned memory (RAM) or the hard disk 44, and the DC magnetic field measured at the time of submarine cable exploration is stored in the aforementioned memory (RAM) or the hard disk. Corrected according to the data. That is, the influence of the DC magnetic field generated from the underwater robot is removed by subtracting the amount of variation depending on the orientation of the underwater robot.

【0024】図4は水中ロボットの方位と直流磁場の絶
対値|B|の実際の測定例であり、横軸は水中ロボット
の方位を、例えばある方位を0として角度(度)で示
し、縦軸は検出された磁界の強度(1目盛り約50nT)
を示す。正弦波状の曲線B(R)は水中ロボットを水平方
向に1回転したときに出力された磁界変動の強度を示
し、曲線B(S) は上記した磁界変動を除去するように演
算した磁界強度を示している。 なお、両曲線ともノイ
ズが重畳されているが、海底ケーブルによる磁界の変動
量は通常 100nT程度なので、このノイズは海底ケーブ
ルの検出に支障はない。
FIG. 4 shows an example of the actual measurement of the azimuth of the underwater robot and the absolute value | B | of the DC magnetic field. The axis is the intensity of the detected magnetic field (about 50 nT per scale)
Is shown. The sinusoidal curve B (R) shows the strength of the magnetic field fluctuation output when the underwater robot makes one rotation in the horizontal direction, and the curve B (S) shows the magnetic field strength calculated to remove the above-described magnetic field fluctuation. Is shown. Although noise is superimposed on both curves, the fluctuation of the magnetic field due to the submarine cable is usually about 100 nT, so this noise does not hinder the detection of the submarine cable.

【0025】図5は上記したような補正によって船上、
または水中ロボット側で補正されたデータを船上のモニ
タに表示するする場合の一例を示す。本実施例では、水
中ロボット12の右舷と左舷に搭載した3軸直交型直流
磁気センサ15A、15Bで測定した磁場の絶対値を表
示している。横軸は時間軸で、縦軸は磁場の絶対値を表
示している。磁場の変動を強調して表示するために、縦
軸は例えば次のような式(3)のモジュロー関数で処理
した結果を表示している。
FIG. 5 shows the results of the above-described correction on board the ship.
Alternatively, an example is shown in which data corrected on the underwater robot side is displayed on a monitor on a ship. In this embodiment, the absolute values of the magnetic fields measured by the three-axis orthogonal DC magnetic sensors 15A and 15B mounted on the starboard and port sides of the underwater robot 12 are displayed. The horizontal axis is the time axis, and the vertical axis is the absolute value of the magnetic field. In order to emphasize and display the variation of the magnetic field, the vertical axis indicates the result of processing by the modulo function of the following equation (3), for example.

【数3】 但し、yはxを整数nで割ったときのあまりを表してい
る。測定した最新の結果は、図の右端に表示する。過去
の点は順番に左側にスクロールされている。右側のセン
サ15Bと左側のセンサ15Aの出力信号B(S)、A
(S)は、表示の色を変えることにより区別される。
(Equation 3) Here, y represents an excess when x is divided by an integer n. The latest measurement result is displayed at the right end of the figure. Past points are scrolled to the left in order. Output signals B (S) and A of the right sensor 15B and the left sensor 15A
(S) is distinguished by changing the display color.

【0026】図5で、Aの区間では水中ロボット12が
ケーブルから遠く離れており、2台のセンサの出力信号
A(S)、B(S)に変化が現れていない。なお、右側
センサ15Bと左側センサ15Aが重ならないように、
縦方向に少しずらして表示している。Bの区間では、右
側のセンサの出力信号B(S)の変動が大きくなってお
り、ケーブルが水中ロボット12の右側に接近している
ことが分かる。Cの区間では水中ロボットがケーブルを
横断してしまい、ケーブルが左側に来たことを示してい
る。Dの区間では、ほぼ2つのセンサの中央にケーブル
が存在している。このように本発明の装置では、ケーブ
ルの相対的な方向や位置は測定できないので、水中ロボ
ットはケーブルを左右に横断しながらジグザグに追跡す
ることになる。
In FIG. 5, in section A, the underwater robot 12 is far away from the cable, and no change appears in the output signals A (S) and B (S) of the two sensors. Note that the right sensor 15B and the left sensor 15A do not overlap,
The display is slightly shifted in the vertical direction. In the section B, the fluctuation of the output signal B (S) of the right sensor is large, and it can be seen that the cable is approaching the right side of the underwater robot 12. In section C, the underwater robot crossed the cable, indicating that the cable came to the left. In section D, a cable exists at the center of approximately two sensors. As described above, in the apparatus of the present invention, since the relative direction and position of the cable cannot be measured, the underwater robot follows the cable zigzag while traversing the cable from side to side.

【0027】図6は、本実施例の磁気センサにより1ア
ンペアの電流が流れているケーブルを、30cm/S程
度のスピードで直角に横断したときの直流磁場の絶対値
の測定例である。縦軸は1目盛りがほぼ50nTに対応
し、横軸は移動時間を示している。直流磁気センサは水
中ロボットに搭載されており、その方位の変動による磁
場の絶対値の変化は補正されている。図5ではケーブル
の近くで磁界の大きさが大きくなっているが、図6の場
合には逆に小さくなっている。これは図6の場合、地磁
気の磁気ベクトルと海底ケーブルから発生する直流磁界
の磁気ベクトルの方向が反対であるためである。このよ
うに、本発明の3軸直交型直流磁気センサを用いた海底
ケーブル探査装置を用いることにより、海底ケーブルを
明確に検知することができる。
FIG. 6 shows an example of the measurement of the absolute value of the DC magnetic field when the cable in which a current of 1 amperes flows by the magnetic sensor of this embodiment crosses the cable at a speed of about 30 cm / S at a right angle. The vertical axis corresponds to approximately 50 nT on one scale, and the horizontal axis represents the moving time. The DC magnetic sensor is mounted on an underwater robot, and the change in the absolute value of the magnetic field due to the change in its direction is corrected. In FIG. 5, the magnitude of the magnetic field is large near the cable, but in the case of FIG. 6, it is small. This is because the direction of the magnetic vector of the terrestrial magnetism and the direction of the magnetic vector of the DC magnetic field generated from the submarine cable are opposite in the case of FIG. As described above, the submarine cable can be clearly detected by using the submarine cable exploration apparatus using the three-axis orthogonal DC magnetic sensor of the present invention.

【0028】上記したように本発明の磁気探査装置では
地磁気に対してきわめて小さい磁界の強度を検出する必
要があるため、前記した磁気センサの3軸方向の感度特
性はかなり正確に補正する必要があるが、このセンサの
3軸方向のセンサの感度、オフセット、軸ずれを機械的
に等しくすることはきわめて困難になる。
As described above, the magnetic exploration apparatus of the present invention needs to detect the intensity of a magnetic field which is extremely small with respect to the earth's magnetism, so that the sensitivity characteristics in the three-axis direction of the magnetic sensor need to be corrected quite accurately. However, it is extremely difficult to mechanically equalize the sensitivity, offset, and axis deviation of the sensor in the three axial directions.

【0029】そこで、本発明の3軸方向磁気センサ装置
はある精度で組み上げた状態でセンサの感度、オフセッ
トを陸上において測定し、前記した所定の補正係数aij
を組み込んで使用することが好ましい。以下、前記式
(2)で使用される補正係数Vixo 、Viyo 、Vizo
i11 〜ai33 の漸近的な推定方法の一例を(a)から
(h)で説明する。なお、以下の検討では添字のiは省
略する。
Therefore, the three-axis magnetic sensor device of the present invention measures the sensitivity and offset of the sensor on land while assembled with a certain degree of accuracy, and obtains the predetermined correction coefficient a ij
It is preferable to incorporate and use. Hereinafter, the correction coefficients V ixo , V iyo , V izo ,
An example of an asymptotic estimation method of a i11 to a i33 will be described with reference to (a) to (h). In the following discussion, the subscript i is omitted.

【0030】(a) センサの軸を、x軸、y軸、z軸
とする。1軸の回りに回転する回転台の上に、例えば図
7に示すように、回転台63の回転軸64とセンサ65
のx軸が一致するようにセンサ65を載せる。この時、
回転軸64とx軸は精密に一致させる必要はない。次
に、回転台63の回転角度を変えながら、電圧計により
センサ65の出力電圧をn1 回測定する。同様に、回転
台の回転軸とセンサのy軸及びz軸が一致するようにセ
ンサを載せ、回転台の回転角度を変えながら電圧計によ
りそれぞれセンサの出力電圧をn2 回及びn3 回測定す
る。各センサの回転台63からの高さが一致するよう
に、高さ調整台66を使用している。x軸、y軸、及び
z軸の回りに回転させて得られたセンサの出力電圧を、 Vx(i)、Vy(i)、Vz(i)、i=1、2、3、………n、n=n1 +n2 +n3 とする。Vx(i)、Vy(i)、Vz(i)はx軸、y軸、z軸の
各センサの出力である。また、補正に用いる係数の初期
値を、 a11 (0) =a22 (0) =a33 (0) =1 a12 (0) =a13 (0) =a23 (0) =Vxo (0) =Vyo (0) =Vzo (0) =0 とする。
(A) The axes of the sensor are x-axis, y-axis, and z-axis. For example, as shown in FIG. 7, a rotary shaft 64 of a rotary table 63 and a sensor 65 are mounted on a rotary table that rotates around one axis.
The sensor 65 is mounted so that the x-axis of the sensor 65 coincides. At this time,
The rotation axis 64 and the x-axis need not be precisely aligned. Next, the output voltage of the sensor 65 is measured n 1 times by a voltmeter while changing the rotation angle of the turntable 63. Similarly, place the sensor as y-axis and z-axis of the turntable rotation axis sensor coincide, the output voltage of each sensor by voltmeter while changing the rotation angle of the turntable n 2 times and n 3 measurements I do. A height adjustment table 66 is used so that the height of each sensor from the rotation table 63 matches. The output voltages of the sensor obtained by rotating around the x-axis, y-axis, and z-axis are represented by V x (i), V y (i), V z (i), i = 1, 2, 3, ... N, n = n 1 + n 2 + n 3 . V x (i), V y (i), and V z (i) are outputs of the x-axis, y-axis, and z-axis sensors. Further, the initial values of the coefficients used for correction are as follows: a 11 (0) = a 22 (0) = a 33 (0) = 1 a 12 (0) = a 13 (0) = a 23 (0) = V xo (0) = V yo (0) = V zo (0) = 0.

【0031】[0031]

【数4】 (b) 式(4)においてi=0とし、計算結果を、 Vx (j)(i) 、Vy (j)(i) 、Vz (j)(i) 、i=1、2、3、………n、j=0 とする。(Equation 4) (B) In equation (4), i = 0, and the calculation results are expressed as V x (j) (i), V y (j) (i), V z (j) (i), i = 1, 2, 3,..., N, j = 0.

【0032】(c) 補正された磁場の絶対値を式
(5)により、補正前の磁場の絶対値の平均値を式
(6)により定義する。
(C) The absolute value of the corrected magnetic field is defined by equation (5), and the average value of the absolute value of the magnetic field before correction is defined by equation (6).

【数5】 (Equation 5)

【数6】 α(i) はデータの重みづけのための係数である。センサ
は通常x軸を鉛直方向にして使われる。したがって、式
(4)の補正係数を推定する場合に、x軸の回りに回転
して得られるデータの重みを大きくすることにより、推
定の精度を高めることができる場合がある。例えば、x
軸の回りに回転して得られたデータに対してα(i) =1
とし、その他のデータに対してα(i) =0.5 とする。こ
のようにして推定の精度を高めることができるのは、デ
ータを測定するときに地球磁場の変動によって直流磁場
の大きさが時間と共に変動することなどによるものであ
る。
(Equation 6) α (i) is a coefficient for weighting data. The sensor is usually used with the x-axis being vertical. Therefore, when estimating the correction coefficient of Expression (4), the accuracy of the estimation may be improved by increasing the weight of the data obtained by rotating around the x-axis. For example, x
Α (i) = 1 for the data obtained by rotating around the axis
Α (i) = 0.5 for other data. The reason why the accuracy of the estimation can be improved in this way is that the magnitude of the DC magnetic field fluctuates with time due to the fluctuation of the earth's magnetic field when measuring data.

【0033】(d) センサが理想的であれば、|V
(j)(i)|はセンサの置き方によらず、常に一定である
が、オフセットや感度の誤差、各軸の直交性の誤差によ
りバラツキが生じる。このバラツキの分散を次の式
(7)で定義する。
(D) If the sensor is ideal, | V
(j) (i) | is always constant irrespective of the arrangement of the sensor, but varies due to offset, sensitivity errors, and errors in orthogonality of each axis. The dispersion of this variation is defined by the following equation (7).

【数7】 (Equation 7)

【0034】(e) Δa11を1より十分小さい正の定
数とする。式(4)〜式(7)において、式のa11 (j)
の代わりに、a11 (j) −Δa11とa11 (j) +Δa11を代
入して、分散式σV(j)2 | a11 (j)=a11 (j) +Δa11
σV(j)2 |a11 (j) =a11 (j) −Δa11を求める。
(E) Let Δa 11 be a positive constant sufficiently smaller than 1. In Expressions (4) to (7), a 11 (j) in Expression
Is substituted for a 11 (j) −Δa 11 and a 11 (j) + Δa 11 , and the dispersion equation σ V (j) 2 | a 11 (j) = a 11 (j) + Δa 11 and σ V (j) 2 | a 11 (j) = a 11 (j) −Δa 11 is obtained.

【0035】(f) 次の式(8)と式(9)により、
∂σV(j)/∂a11と、∂2 σV(j)/∂a11 2 を計算し、
式(10)によりa11 (j+1) を推定する。
(F) From the following equations (8) and (9),
∂σ V (j) / ∂a 11 and ∂ 2 σ V (j) / ∂a 11 2 are calculated,
A 11 (j + 1) is estimated by equation (10).

【数8】 (Equation 8)

【数9】 (Equation 9)

【数10】 式(10)のkは、0<k<1の定数で、実験的に定め
る。
(Equation 10) K in the equation (10) is a constant of 0 <k <1 and is experimentally determined.

【0036】(g) 式(8)〜式(10)と同様な手
順で a22 (j+1) 、a33 (j+1) 、a12 (j+1)13 (j+1) 、a23 (j+1)xo (j+1) 、Vyo (j+1) 、Vzo (j+1) を推定する。
(G) a 22 (j + 1) , a 33 (j + 1) , a 12 (j + 1) a 13 (j + 1) by the same procedure as in equations (8) to (10 ). , A 23 (j + 1) V xo (j + 1) , V yo (j + 1) , and V zo (j + 1) .

【0037】(h) 以下、j=j+1として、分散
σV(j)2 が十分小さくなるまで(b)から(g)の手順
を繰り返す。最終的に得られた値をa11、a22、a33
12、a13、a23、Vxo、Vyo、Vzoの推定値とする。
(H) Hereinafter, j = j + 1 and the variance
Steps (b) to (g) are repeated until σ V (j) 2 becomes sufficiently small. The finally obtained values are referred to as a 11 , a 22 , a 33 ,
a 12, a 13, a 23 , V xo, V yo, the estimated value of V zo.

【0038】本発明の磁気探査装置及びその磁気センサ
装置の構成は上記海底ケーブルの探索に限定されること
なく、この技術を使用して当業者であれば海底のパイプ
や、地表において微少な磁界を有する金属等の探査に利
用することができることはいうまでもない。
The configuration of the magnetic survey device and the magnetic sensor device of the present invention is not limited to the search for the above-mentioned submarine cable, and those skilled in the art using this technology can use a submarine pipe or a small magnetic field on the ground surface. Needless to say, it can be used for exploration of metals and the like having the above.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気探査装
置及びその磁気センサは、地球上に配置され、かつ極め
て弱い磁界を発生するような金属体、または磁性体に対
して磁気センサを搭載する移動体から発生する磁界の影
響を、あらかじめ補正値として演算装置(CPU)に取
り込み、実際の測定時にこの補正値によって修正された
検出出力に基づいて金属の位置を確定するようにしてい
るから、特に弱磁界の金属や磁性体を検出するときに極
めて高い精度と、その位置を決定することができるとい
う効果がある。
As described above, the magnetic exploration apparatus and its magnetic sensor according to the present invention are mounted on the earth and mount a magnetic sensor on a metal or magnetic substance which generates an extremely weak magnetic field. The influence of the magnetic field generated from the moving body is taken into the arithmetic unit (CPU) as a correction value in advance, and the position of the metal is determined based on the detection output corrected by the correction value at the time of actual measurement. In particular, there is an effect that when detecting a metal or a magnetic body having a weak magnetic field, extremely high accuracy and its position can be determined.

【0040】また、本発明の磁気センサ装置は、特に深
海において水圧や地磁気の影響が少なくなるように、材
料及び形状を選択することによって検出磁界の変動がな
い精度の高い測定を可能にするという利点がある。
Further, the magnetic sensor device of the present invention enables high-accuracy measurement without fluctuation of the detected magnetic field by selecting the material and shape so that the influence of water pressure and geomagnetism is reduced, especially in the deep sea. There are advantages.

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

【図1】本発明の3軸直交型直流磁気センサを用いた海
底ケーブルを探査する磁気探査システムの概要図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic exploration system for exploring a submarine cable using a three-axis orthogonal DC magnetic sensor of the present invention.

【図2】本発明の磁気探査装置を構築するための回路ブ
ロック図を示す。
FIG. 2 shows a circuit block diagram for constructing a magnetic survey device of the present invention.

【図3】3軸直交型直流磁気センサの一実施例を示す分
解図である。
FIG. 3 is an exploded view showing an embodiment of a three-axis orthogonal DC magnetic sensor.

【図4】水中移動体の方位に依存する直流磁場の大きさ
の変動と、それを除去した後の直流磁場の大きさの実際
の測定グラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing actual fluctuations in the magnitude of the DC magnetic field depending on the orientation of the underwater vehicle and the magnitude of the DC magnetic field after removing the fluctuation.

【図5】検出される磁界の様子をモニタ画面上に示した
時の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram when a state of a detected magnetic field is shown on a monitor screen.

【図6】1アンペアの電流が流れているケーブルを直角
に横断したときの直流磁場の絶対値を示したグラフ図で
ある。
FIG. 6 is a graph showing an absolute value of a DC magnetic field when a cable passing a current of 1 amperage traverses at a right angle.

【図7】3軸方向に配置された磁気センサの補正係数を
求めるための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for obtaining correction coefficients of magnetic sensors arranged in three axial directions.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 母船 11 デザーケーブル 12 水中ロボット 15A、15B 磁気センサ 52 磁気検出部 53 円柱容器 54 耐圧容器 55 緩衝部材 Reference Signs List 10 mother ship 11 dither cable 12 underwater robot 15A, 15B magnetic sensor 52 magnetic detection unit 53 cylindrical container 54 pressure-resistant container 55 buffer member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−102358(JP,A) 特開 昭62−148877(JP,A) 特開 昭55−35204(JP,A) 特開 昭55−59352(JP,A) 特開 平3−276002(JP,A) 特開 平4−259872(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 3/08 G01R 33/02 G01R 33/04 G01V 3/165 B63C 11/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-102358 (JP, A) JP-A-62-148877 (JP, A) JP-A-55-35204 (JP, A) JP-A-55-35204 59352 (JP, A) JP-A-3-276002 (JP, A) JP-A-4-259872 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01V 3/08 G01R 33 / 02 G01R 33/04 G01V 3/165 B63C 11/48

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被探査金属等から発生する直流磁界を探
知する磁気探査装置において、 特定の一軸方向のみに感度を有する直流磁気センサ3個
を、各々の軸が互いに直交するように配置した1台また
は2台以上の直流磁場の大きさの絶対値を測定する3軸
直交型直流磁気センサ装置を移動体に搭載し、その出力
をA/D変換器でデジタル信号に変換したのち演算処理
回路で処理することにより、各直流磁気センサの感度の
バラツキ、オフセットと3軸の直交性のずれを補正し、
この補正されたデータに基づいて探知した直流磁界の絶
対値をディスプレイに表示することにより、上記被探査
金属等の存在を探知することを特徴とする磁気探査装
置。
1. A magnetic prospecting device for detecting a direct current magnetic field generated from a metal to be detected or the like, wherein three direct current magnetic sensors having sensitivity in only one specific axial direction are arranged so that their axes are orthogonal to each other. A three-axis orthogonal DC magnetic sensor device for measuring the absolute value of the DC magnetic field of two or more units is mounted on a moving object, and its output is converted into a digital signal by an A / D converter, and then an arithmetic processing circuit By correcting the deviation of the sensitivity of each DC magnetic sensor, the offset and the orthogonality of the three axes,
A magnetic surveying device characterized in that the absolute value of a DC magnetic field detected on the basis of the corrected data is displayed on a display, thereby detecting the presence of the metal to be searched or the like.
【請求項2】 上記被探査金属は海底に付設されている
海底ケーブルであり、上記移動体は遠隔操縦方式で母船
からコントロール可能とされている水中ロボットとされ
ていることを特徴とする請求項1に記載の磁気探査装
置。
2. The underwater robot according to claim 1, wherein the metal to be searched is a submarine cable attached to the seabed, and the moving body is an underwater robot that can be controlled from a mother ship by a remote control system. 2. The magnetic prospecting device according to 1.
【請求項3】 上記各直流磁気センサの直流磁界の絶対
値出力は、上記移動体を水平方向に360度回転して得
られる磁界強度分布のデータを上記演算処理回路のメモ
リに予め記憶し、上記移動体の機体方位に対応して上記
メモリから読み出された上記データに基づいて補正され
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の磁気探
査装置。
3. An absolute value output of a DC magnetic field of each of the DC magnetic sensors is obtained by preliminarily storing data of a magnetic field intensity distribution obtained by rotating the moving body 360 degrees in a horizontal direction in a memory of the arithmetic processing circuit, 2. The magnetic exploration apparatus according to claim 1, wherein the correction is performed based on the data read from the memory corresponding to the body orientation of the moving body.
【請求項4】 絶縁材料によって構成されている耐圧容
器と、 この耐圧容器内に緩衝部材を介して設置されている石英
からなる円柱容器と、 3個の一軸方向のみに感度を有する直流磁気センサを各
軸が直交するように配置し、回路基板と共に円柱状の合
成樹脂中に埋め込んだ磁気センサ本体を設け、 上記磁気センサ本体を上記円柱容器内に挿着し、この挿
着され円柱容器が上記緩衝部材を介して上記耐圧容器内
に挿着されていることを特徴とする磁気センサ装置。
4. A pressure-resistant container made of an insulating material, a cylindrical container made of quartz installed in the pressure-resistant container via a buffer member, and three DC magnetic sensors having sensitivity in only one axial direction. Are arranged so that the axes are orthogonal to each other, and a magnetic sensor body embedded in a cylindrical synthetic resin is provided together with the circuit board.The magnetic sensor body is inserted into the cylindrical container, and the inserted cylindrical container is A magnetic sensor device being inserted into the pressure-resistant container via the buffer member.
【請求項5】 上記各直流磁気センサはフラックスゲー
ト型のセンサによって構成されていることを特徴とする
請求項4に記載の磁気センサ装置。
5. The magnetic sensor device according to claim 4, wherein each of the DC magnetic sensors is constituted by a flux gate type sensor.
【請求項6】 上記耐圧容器の側面に上記直流磁気セン
サの電気信号を出力し、上記回路基板に電源を供給する
ための水中コネクタが取り付けられていることを特徴と
する請求項4項または5項に記載の磁気センサ装置。
6. The underwater connector for outputting an electric signal of the DC magnetic sensor and supplying power to the circuit board is attached to a side surface of the pressure vessel. Item 7. A magnetic sensor device according to Item 1.
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