JP3340527B2 - 砂面位置検出装置 - Google Patents
砂面位置検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は軟弱地盤中に砂杭を造
成して地盤を安定させるための砂杭造成用中空管におい
て、その砂杭の材料として供給される土砂の管内位置を
検出するための装置に関するものである。
成して地盤を安定させるための砂杭造成用中空管におい
て、その砂杭の材料として供給される土砂の管内位置を
検出するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の砂面位置検出装置の構成の
一例を示す図である。図において１は砂杭用造成中空
管、２は軟弱地盤、３は軟弱地盤２中に砂杭造成用中空
管１を打設するための振動を与える加振装置、４は砂杭
造成用中空管１の内部に設けられた開閉式ハッチ、５は
砂杭造成用中空管１の外部に設けられた砂供給口、６は
上記砂供給口５から砂杭造成用中空管１内に投入された
材料砂、７は砂杭造成用中空管１内を加圧、減圧するた
めの圧縮空気供給排出管、８は砂杭造成用中空管１の軟
弱地盤２の表面からの打設深さを計測する深度計、９は
ワイヤ１１の巻き上げ、巻き下げ及びワイヤ１１のたる
みを取る特殊テンションウィンチ、１０はワイヤ１１の
先端に備えられた錘、１１はワイヤ、１２はワイヤ１１
の巻き上げ、巻き下げの長さを検出することで砂面位置
を知るための砂面計、１３はウィンチ９の制御及び深度
計８、砂面計１２の計測値の読み取り、処理を行なう制
御処理器である。
一例を示す図である。図において１は砂杭用造成中空
管、２は軟弱地盤、３は軟弱地盤２中に砂杭造成用中空
管１を打設するための振動を与える加振装置、４は砂杭
造成用中空管１の内部に設けられた開閉式ハッチ、５は
砂杭造成用中空管１の外部に設けられた砂供給口、６は
上記砂供給口５から砂杭造成用中空管１内に投入された
材料砂、７は砂杭造成用中空管１内を加圧、減圧するた
めの圧縮空気供給排出管、８は砂杭造成用中空管１の軟
弱地盤２の表面からの打設深さを計測する深度計、９は
ワイヤ１１の巻き上げ、巻き下げ及びワイヤ１１のたる
みを取る特殊テンションウィンチ、１０はワイヤ１１の
先端に備えられた錘、１１はワイヤ、１２はワイヤ１１
の巻き上げ、巻き下げの長さを検出することで砂面位置
を知るための砂面計、１３はウィンチ９の制御及び深度
計８、砂面計１２の計測値の読み取り、処理を行なう制
御処理器である。
【０００３】次に動作について図７を用いて説明する。
砂杭造成用中空管１の上方に設置された加振装置３によ
り砂杭造成用中空管１を振動させながら軟弱地盤２の中
に所定の深さＬ１まで打ち込む。その後開閉式ハッチ４
を開放し、土砂供給口５から材料砂６を砂杭造成用中空
管１内に投入する。これで砂杭造成用中空管１内に高さ
Ｌ２だけ材料砂６が装填されたことになる。この状態で
ハッチ４を閉じ圧縮空気供給排出管７から圧縮空気を供
給して砂杭造成用中空管１内を加圧しながら砂杭造成用
中空管１を引き抜いていく。この間砂杭造成用中空管１
の地盤表面からの深さＬ１は深度計８により計測され
る。また砂杭造成用中空管１の引き抜きに伴い砂杭造成
用中空管１外に排出される砂の量は砂面計１２により計
測され、砂杭造成用中空管１外に規定量の砂が排出され
ているか否かを確認しながら軟弱地盤２中に砂杭を造成
していく。この砂面を計測するために従来からある装置
として以下のものがある。測定のためにはまず特殊テン
ションウィンチ９を用いてその先端に錘１０の付いたワ
イヤ１１を砂杭造成用中空管１内に垂らしていく。この
ワイヤ１１の巻き下げ長さを砂面計１２で計測すること
により砂面までの距離Ｌ３を知ることができる。砂杭造
成用中空管１内の砂量が少なくなるといったん砂杭造成
用中空管１の引き抜きを停止し特殊テンションウィンチ
９を作動させて砂面位置を計測する錘１０を巻き上げ、
開閉式ハッチ４を開いて砂供給口５から材料砂６を供給
する。材料砂６の供給が終了したら一旦巻き上げた錘１
０を巻き下げて砂杭造成用中空管１内の砂面高さを確認
した後砂杭造成用中空管１の引き抜きを再開する。以上
の装置全体の動作の制御、測定値の読み取りとその処理
は制御処理器１３によってなされる。
砂杭造成用中空管１の上方に設置された加振装置３によ
り砂杭造成用中空管１を振動させながら軟弱地盤２の中
に所定の深さＬ１まで打ち込む。その後開閉式ハッチ４
を開放し、土砂供給口５から材料砂６を砂杭造成用中空
管１内に投入する。これで砂杭造成用中空管１内に高さ
Ｌ２だけ材料砂６が装填されたことになる。この状態で
ハッチ４を閉じ圧縮空気供給排出管７から圧縮空気を供
給して砂杭造成用中空管１内を加圧しながら砂杭造成用
中空管１を引き抜いていく。この間砂杭造成用中空管１
の地盤表面からの深さＬ１は深度計８により計測され
る。また砂杭造成用中空管１の引き抜きに伴い砂杭造成
用中空管１外に排出される砂の量は砂面計１２により計
測され、砂杭造成用中空管１外に規定量の砂が排出され
ているか否かを確認しながら軟弱地盤２中に砂杭を造成
していく。この砂面を計測するために従来からある装置
として以下のものがある。測定のためにはまず特殊テン
ションウィンチ９を用いてその先端に錘１０の付いたワ
イヤ１１を砂杭造成用中空管１内に垂らしていく。この
ワイヤ１１の巻き下げ長さを砂面計１２で計測すること
により砂面までの距離Ｌ３を知ることができる。砂杭造
成用中空管１内の砂量が少なくなるといったん砂杭造成
用中空管１の引き抜きを停止し特殊テンションウィンチ
９を作動させて砂面位置を計測する錘１０を巻き上げ、
開閉式ハッチ４を開いて砂供給口５から材料砂６を供給
する。材料砂６の供給が終了したら一旦巻き上げた錘１
０を巻き下げて砂杭造成用中空管１内の砂面高さを確認
した後砂杭造成用中空管１の引き抜きを再開する。以上
の装置全体の動作の制御、測定値の読み取りとその処理
は制御処理器１３によってなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】砂杭造成用中空管の動
作及び従来の砂面位置検出装置の動作については大略上
記のとおりであるが、錘を巻き上げる時間、材料砂を供
給した後錘を巻き下げる時間及びワイヤのたるみを取り
正確な砂面位置を確認するまでの時間が長く、効率が悪
いという問題点があった。また錘が砂面に到達した状況
はワイヤの張力の変化により判断することとなるため測
定精度上も問題があった。
作及び従来の砂面位置検出装置の動作については大略上
記のとおりであるが、錘を巻き上げる時間、材料砂を供
給した後錘を巻き下げる時間及びワイヤのたるみを取り
正確な砂面位置を確認するまでの時間が長く、効率が悪
いという問題点があった。また錘が砂面に到達した状況
はワイヤの張力の変化により判断することとなるため測
定精度上も問題があった。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、砂杭造成用中空管内の砂面位置
の検出を瞬時にしかも連続して行ない、併せて測定精度
の向上も達成することのできる砂面位置検出装置を得る
ことを目的とする。
ためになされたもので、砂杭造成用中空管内の砂面位置
の検出を瞬時にしかも連続して行ない、併せて測定精度
の向上も達成することのできる砂面位置検出装置を得る
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る砂面位置
検出装置は砂杭造成用中空管の内上部に同軸導波管変換
器部を設けて砂杭造成用中空管を円形導波管として励振
する構造とする。信号発生器、パルスジェネレータ、パ
ルスモジュレータにより発生させたパルス変調波を砂杭
造成用中空管内に送信し、これが砂面に当たって反射し
てきたものを検波器によって検波した後オシロスコープ
に入力して基準信号との検出時間差を知り、この結果を
もとに数式計算を実施することによって砂杭造成用中空
管内砂面位置を求めるものである。
検出装置は砂杭造成用中空管の内上部に同軸導波管変換
器部を設けて砂杭造成用中空管を円形導波管として励振
する構造とする。信号発生器、パルスジェネレータ、パ
ルスモジュレータにより発生させたパルス変調波を砂杭
造成用中空管内に送信し、これが砂面に当たって反射し
てきたものを検波器によって検波した後オシロスコープ
に入力して基準信号との検出時間差を知り、この結果を
もとに数式計算を実施することによって砂杭造成用中空
管内砂面位置を求めるものである。
【０００７】この発明の別の発明に係る砂面位置検出装
置は上記発明の構成に計測用コンピュータを加え、これ
によって上記検出時間差の測定及び数式計算を行ない全
自動化計測を可能とするものである。
置は上記発明の構成に計測用コンピュータを加え、これ
によって上記検出時間差の測定及び数式計算を行ない全
自動化計測を可能とするものである。
【０００８】またこの発明に係る砂面位置検出装置は砂
杭造成用中空管の内上部に同軸導波管変換器部を設けて
砂杭造成用中空管を円形導波管として励振する構造とす
る。掃引信号発生器を内蔵したネットワークアナライザ
をこの装置の一部として組み込み、その反射測定機能を
利用して円形導波管の反射負荷としての砂面の反射係数
の周波数特性の測定を行ない、これを基準位置に砂面が
ある場合の反射係数の周波数特性と比較した結果をもと
に数式計算を実施することによって砂杭造成用中空管内
砂面位置を求めるものである。
杭造成用中空管の内上部に同軸導波管変換器部を設けて
砂杭造成用中空管を円形導波管として励振する構造とす
る。掃引信号発生器を内蔵したネットワークアナライザ
をこの装置の一部として組み込み、その反射測定機能を
利用して円形導波管の反射負荷としての砂面の反射係数
の周波数特性の測定を行ない、これを基準位置に砂面が
ある場合の反射係数の周波数特性と比較した結果をもと
に数式計算を実施することによって砂杭造成用中空管内
砂面位置を求めるものである。
【０００９】この発明の別の発明に係る砂面位置検出機
構は上記発明の構成に計測用コンピュータを加え、これ
によって上記の反射係数の測定及び数式計算を行ない全
自動化計測を可能とするものである。
構は上記発明の構成に計測用コンピュータを加え、これ
によって上記の反射係数の測定及び数式計算を行ない全
自動化計測を可能とするものである。
【００１０】
【作用】この発明に係る砂面位置検出装置は検出の媒体
として電波を利用し、砂杭造成用中空管内砂面位置の基
準位置からの往復距離に関連して測定される反射波の基
準信号に対する時間遅れを検出して砂面位置を検出する
方式としたものである。これによって装置の構成要素を
物理的に動かすことなく砂面位置の測定ができるので測
定時間が短縮され、合わせて精度良く砂面位置の検出作
業を行なうことが可能となる。
として電波を利用し、砂杭造成用中空管内砂面位置の基
準位置からの往復距離に関連して測定される反射波の基
準信号に対する時間遅れを検出して砂面位置を検出する
方式としたものである。これによって装置の構成要素を
物理的に動かすことなく砂面位置の測定ができるので測
定時間が短縮され、合わせて精度良く砂面位置の検出作
業を行なうことが可能となる。
【００１１】この発明に係る砂面位置検出装置は検出の
媒体として電波を利用し、砂杭造成用中空管内砂面位置
の基準位置からの往復距離に関連して計測される反射係
数の位相の基準反射信号に対する位相差の周波数特性を
用いて砂面位置を検出する方式としたものである。これ
によって装置の構成要素を物理的に動かすことなく砂面
位置の測定ができるので測定時間が短縮され、合わせて
精度良く砂面位置の検出作業を行なうことが可能とな
る。
媒体として電波を利用し、砂杭造成用中空管内砂面位置
の基準位置からの往復距離に関連して計測される反射係
数の位相の基準反射信号に対する位相差の周波数特性を
用いて砂面位置を検出する方式としたものである。これ
によって装置の構成要素を物理的に動かすことなく砂面
位置の測定ができるので測定時間が短縮され、合わせて
精度良く砂面位置の検出作業を行なうことが可能とな
る。
【００１２】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において１４は砂杭造成用中空管１の上部に
設けられてこれを円形導波管として励振するための同軸
導波管変換器部、１５は砂杭造成用中空管１内を伝搬す
る高周波信号を発生させる信号発生器、１６はこの高周
波信号をパルス変調するためのパルスモジュレータ、１
７はこのパルスモジュレータに印加すべきパルス信号を
発生させるパルスジェネレータ、１８は砂杭造成用中空
管１内の砂面からの反射波を分岐出力させるための方向
性結合器、１９はパルス変調された高周波信号を砂杭造
成用中空管１の同軸導波管変換器部１４に供給する接続
ケーブル、２０は方向性結合器１８の結合端子、２１は
パルス変調波を検波するための検波器、２２は検波器か
らの検波出力を検知、表示するためのオシロスコープで
ある。
する。図１において１４は砂杭造成用中空管１の上部に
設けられてこれを円形導波管として励振するための同軸
導波管変換器部、１５は砂杭造成用中空管１内を伝搬す
る高周波信号を発生させる信号発生器、１６はこの高周
波信号をパルス変調するためのパルスモジュレータ、１
７はこのパルスモジュレータに印加すべきパルス信号を
発生させるパルスジェネレータ、１８は砂杭造成用中空
管１内の砂面からの反射波を分岐出力させるための方向
性結合器、１９はパルス変調された高周波信号を砂杭造
成用中空管１の同軸導波管変換器部１４に供給する接続
ケーブル、２０は方向性結合器１８の結合端子、２１は
パルス変調波を検波するための検波器、２２は検波器か
らの検波出力を検知、表示するためのオシロスコープで
ある。
【００１３】次に動作について説明する。軟弱地盤２内
へ砂杭が形成されるに至る過程については従来の装置と
同様であるが、これに関連して砂面位置を検出、測定す
る機構としてこの発明においては砂杭造成用中空管１の
内上部に同軸導波管変換器部１４を設けている。ここに
入力される高周波信号は信号発生器１５で発生させる
が、この出力にパルスモジュレータ１６を接続し、ここ
にパルスジェネレータ１７で発生させたパルス信号を印
加することによって高周波信号はパルス変調波となる。
この信号はパルスモジュレータ１６の出力端子に接続さ
れた方向性結合器１８から更に接続ケーブル１９を介し
て上記同軸導波管変換器部１４に到達し、ここで砂杭造
成用中空管１の円形導波管としての励振が行なわれる。
砂杭造成用中空管１内を円形導波管モードで伝搬した高
周波信号はある基準位置から測って深さがＬ４の位置に
ある材料砂６の上面で反射し、再び砂杭造成用中空管１
内を伝搬して同軸導波管変換器部１４に戻り、ここで再
び同軸モードに変換された後接続ケーブル１９を通って
方向性結合器１８に戻り、その結合端子２０に出力され
る。ここには検波器２１が接続されており検波出力はオ
シロスコープ２２に出力される。この検波出力の時間遅
れの基準となる基準反射信号は基準位置に砂面を形成し
た状態でＬ５の測定を本測定に先立ち一度実施してお
き、以後これを校正値として用いるようにすればよい。
図２はオシロスコープ２２に表示される基準反射信号の
検波出力及び砂面での反射波の検波出力を表わしたもの
である。Τが砂杭造成用中空管１内の計測基準位置から
材料砂６の上面までの距離Ｌ４の間を高周波信号が往復
するのに要する時間である。ここで円形導波管内の高周
波信号の伝搬速度をｖg とすれば距離Ｌ３は“数１”で
表わされる。
へ砂杭が形成されるに至る過程については従来の装置と
同様であるが、これに関連して砂面位置を検出、測定す
る機構としてこの発明においては砂杭造成用中空管１の
内上部に同軸導波管変換器部１４を設けている。ここに
入力される高周波信号は信号発生器１５で発生させる
が、この出力にパルスモジュレータ１６を接続し、ここ
にパルスジェネレータ１７で発生させたパルス信号を印
加することによって高周波信号はパルス変調波となる。
この信号はパルスモジュレータ１６の出力端子に接続さ
れた方向性結合器１８から更に接続ケーブル１９を介し
て上記同軸導波管変換器部１４に到達し、ここで砂杭造
成用中空管１の円形導波管としての励振が行なわれる。
砂杭造成用中空管１内を円形導波管モードで伝搬した高
周波信号はある基準位置から測って深さがＬ４の位置に
ある材料砂６の上面で反射し、再び砂杭造成用中空管１
内を伝搬して同軸導波管変換器部１４に戻り、ここで再
び同軸モードに変換された後接続ケーブル１９を通って
方向性結合器１８に戻り、その結合端子２０に出力され
る。ここには検波器２１が接続されており検波出力はオ
シロスコープ２２に出力される。この検波出力の時間遅
れの基準となる基準反射信号は基準位置に砂面を形成し
た状態でＬ５の測定を本測定に先立ち一度実施してお
き、以後これを校正値として用いるようにすればよい。
図２はオシロスコープ２２に表示される基準反射信号の
検波出力及び砂面での反射波の検波出力を表わしたもの
である。Τが砂杭造成用中空管１内の計測基準位置から
材料砂６の上面までの距離Ｌ４の間を高周波信号が往復
するのに要する時間である。ここで円形導波管内の高周
波信号の伝搬速度をｖg とすれば距離Ｌ３は“数１”で
表わされる。
【００１４】
【数１】
【００１５】また高周波信号の伝搬速度ｖg は光速を
ｃ、信号周波数をｆ、円形導波管の内半径をａとした場
合、その伝搬基本モードであるＴＥftモードに対しては
“数２”で与えられる。
ｃ、信号周波数をｆ、円形導波管の内半径をａとした場
合、その伝搬基本モードであるＴＥftモードに対しては
“数２”で与えられる。
【００１６】
【数２】
【００１７】以上によって実際に測定される時間遅れＴ
と未知数である距離Ｌ４とが既知の物理量である周波数
ｆ、砂杭造成用中空管の内半径ａによって関連付けられ
ることとなり距離Ｌ４が求まる。
と未知数である距離Ｌ４とが既知の物理量である周波数
ｆ、砂杭造成用中空管の内半径ａによって関連付けられ
ることとなり距離Ｌ４が求まる。
【００１８】実施例２．なお、上記実施例ではオシロス
コープ２２の画面表示をもとに計算を併用することによ
り砂杭造成用中空管内の砂面位置を求める場合について
示したが、図３に示すように計測用のコンピュータ２３
を装置の一部として組み込み、これによって信号発生器
１５、パルスジェネレータ１７の制御及びオシロスコー
プ２２における測定データの取り込みと“数１”、“数
２”で表わされる数式処理を行なうようにすれば測定の
全自動化が可能となる。
コープ２２の画面表示をもとに計算を併用することによ
り砂杭造成用中空管内の砂面位置を求める場合について
示したが、図３に示すように計測用のコンピュータ２３
を装置の一部として組み込み、これによって信号発生器
１５、パルスジェネレータ１７の制御及びオシロスコー
プ２２における測定データの取り込みと“数１”、“数
２”で表わされる数式処理を行なうようにすれば測定の
全自動化が可能となる。
【００１９】実施例３．またこの発明の別の実施例を図
について説明する。図４において２４は高周波信号の伝
送特性、反射特性の測定機能を有する汎用のネットワー
クアナライザであり、実施例１及び実施例２における信
号発生器の働きをする高周波発振源を内蔵するものとす
る。
について説明する。図４において２４は高周波信号の伝
送特性、反射特性の測定機能を有する汎用のネットワー
クアナライザであり、実施例１及び実施例２における信
号発生器の働きをする高周波発振源を内蔵するものとす
る。
【００２０】次に動作について説明する。実施例１と同
じく軟弱地盤２に砂杭が形成されるに至る過程は従来の
装置と同様である。ネットワークアナライザ２４はその
内蔵高周波発振源から周波数ｆL からｆH までの掃引高
周波信号を発生させる。この高周波信号を接続ケーブル
１９を介して同軸導波管変換器部１４から砂杭造成用中
空管１内に入力されるよう接続し、ネットワークアナラ
イザ２４を反射特性測定モードとして反射係数を測定す
る。実施例１におけるのと同様ここでも砂面位置はある
基準位置からの相対距離として知る必要がある。そのた
めの初期校正値としてまず基準面を定め、ここに砂面を
設けて反射係数の周波数特性を測定しておく。ここでこ
の基準位置から距離Ｌ４だけ離れた位置に砂面がある場
合の反射係数の周波数特性が測定されこれを上記校正値
で除した複素量が得られたものとする。この複素量の周
波数特性において例えば図５に示すようにΔｆだけ隔た
りのある２周波数ｆ1 及びｆ2 における位相差がΦであ
る場合、校正値の測定点である基準位置から検知の対象
である測定点までの距離Ｌ４は“数２”の形で表わされ
る円形導波管内の高周波信号の伝搬速度をｖg を用いて
“数３”で表わすことができる。
じく軟弱地盤２に砂杭が形成されるに至る過程は従来の
装置と同様である。ネットワークアナライザ２４はその
内蔵高周波発振源から周波数ｆL からｆH までの掃引高
周波信号を発生させる。この高周波信号を接続ケーブル
１９を介して同軸導波管変換器部１４から砂杭造成用中
空管１内に入力されるよう接続し、ネットワークアナラ
イザ２４を反射特性測定モードとして反射係数を測定す
る。実施例１におけるのと同様ここでも砂面位置はある
基準位置からの相対距離として知る必要がある。そのた
めの初期校正値としてまず基準面を定め、ここに砂面を
設けて反射係数の周波数特性を測定しておく。ここでこ
の基準位置から距離Ｌ４だけ離れた位置に砂面がある場
合の反射係数の周波数特性が測定されこれを上記校正値
で除した複素量が得られたものとする。この複素量の周
波数特性において例えば図５に示すようにΔｆだけ隔た
りのある２周波数ｆ1 及びｆ2 における位相差がΦであ
る場合、校正値の測定点である基準位置から検知の対象
である測定点までの距離Ｌ４は“数２”の形で表わされ
る円形導波管内の高周波信号の伝搬速度をｖg を用いて
“数３”で表わすことができる。
【００２１】
【数３】
【００２２】ここでｖg1、ｖg2はそれぞれ周波数ｆ1 、
ｆ2 における円形導波管内の高周波信号の基本モード伝
搬速度である。以上により任意の位置に砂面がある場合
にもその反射係数の周波数特性を測定しこれを校正値で
除した後“数３”による数式計算を実行することにより
砂面位置を知ることができる。なお高周波信号の伝送線
路として取り扱っている円形導波管が内面形状歪、段差
等の不連続部のない均一で理想的なものである場合には
“数３”を任意の２周波数に適用すれば正確に距離Ｌ４
を求めることが可能だが、一般的に構造的にラフで伝送
線路としてはさほど高品質とは言えない砂杭造成用中空
管への本測定方法の適用に際しては、限定された２周波
数の測定値だけに“数３”を適用したのでは検出誤差が
大きくなる。そこで複数の周波数点における測定値を用
いて“数３”を実行し、得られた複数個のＬ４の解の平
均値をもって砂面位置とする等の策が有効となる。
ｆ2 における円形導波管内の高周波信号の基本モード伝
搬速度である。以上により任意の位置に砂面がある場合
にもその反射係数の周波数特性を測定しこれを校正値で
除した後“数３”による数式計算を実行することにより
砂面位置を知ることができる。なお高周波信号の伝送線
路として取り扱っている円形導波管が内面形状歪、段差
等の不連続部のない均一で理想的なものである場合には
“数３”を任意の２周波数に適用すれば正確に距離Ｌ４
を求めることが可能だが、一般的に構造的にラフで伝送
線路としてはさほど高品質とは言えない砂杭造成用中空
管への本測定方法の適用に際しては、限定された２周波
数の測定値だけに“数３”を適用したのでは検出誤差が
大きくなる。そこで複数の周波数点における測定値を用
いて“数３”を実行し、得られた複数個のＬ４の解の平
均値をもって砂面位置とする等の策が有効となる。
【００２３】実施例４．なお上記実施例３の応用実施例
として図６に示すように計測用のコンピュータ２３を装
置の一部として組み込み、これによってネットワークア
ナライザ２４の制御及び測定データの取り込みと“数
２”、“数３”で表わされる数式処理を行なうようにす
れば、砂面位置の連続自動測定を可能とする砂面位置検
出装置が得られる。
として図６に示すように計測用のコンピュータ２３を装
置の一部として組み込み、これによってネットワークア
ナライザ２４の制御及び測定データの取り込みと“数
２”、“数３”で表わされる数式処理を行なうようにす
れば、砂面位置の連続自動測定を可能とする砂面位置検
出装置が得られる。
【００２４】以上のようにこの発明によれば、砂杭造成
用中空管内上部に設けた同軸導波管変換器部を介してパ
ルス変調された高周波信号を入出力し、任意の砂面位置
からの反射波と基準位置からの反射波との検出時間差か
ら砂面位置を求める方式としたので、従来の装置におけ
るように測定に多大な時間を要することがなく、瞬時に
しかも連続して測定が行なえることで測定時間が短縮さ
れ、併せて測定の媒体として電波を用いることにより測
定精度が向上するという効果が得られる。
用中空管内上部に設けた同軸導波管変換器部を介してパ
ルス変調された高周波信号を入出力し、任意の砂面位置
からの反射波と基準位置からの反射波との検出時間差か
ら砂面位置を求める方式としたので、従来の装置におけ
るように測定に多大な時間を要することがなく、瞬時に
しかも連続して測定が行なえることで測定時間が短縮さ
れ、併せて測定の媒体として電波を用いることにより測
定精度が向上するという効果が得られる。
【００２５】また別の発明によれば、上記の発明におけ
る構成に計測用のコンピュータを付加した構成とし、こ
のコンピュータによって測定値の取り込み及び砂面位置
の算出のための数式処理を行なうようにしたので、上記
の効果に加えてさらに全自動計測が可能となることによ
る省力効果が得られる。
る構成に計測用のコンピュータを付加した構成とし、こ
のコンピュータによって測定値の取り込み及び砂面位置
の算出のための数式処理を行なうようにしたので、上記
の効果に加えてさらに全自動計測が可能となることによ
る省力効果が得られる。
【００２６】また別の発明によれば、砂杭造成用中空管
内上部に設けた同軸導波管変換器部を介してネットワー
クアナライザからの高周波信号を入出力し、その反射特
性測定モードにおける測定値表示結果から砂面位置を求
める方式としたので、従来の装置におけるように測定に
多大な時間を要することがなく、瞬時にしかも連続して
測定が行なえることで測定時間が短縮され、併せて測定
の媒体として電波を用いることにより測定精度が向上す
るという効果が得られる。
内上部に設けた同軸導波管変換器部を介してネットワー
クアナライザからの高周波信号を入出力し、その反射特
性測定モードにおける測定値表示結果から砂面位置を求
める方式としたので、従来の装置におけるように測定に
多大な時間を要することがなく、瞬時にしかも連続して
測定が行なえることで測定時間が短縮され、併せて測定
の媒体として電波を用いることにより測定精度が向上す
るという効果が得られる。
【００２７】また別の発明によれば上記の発明における
構成に計測用のコンピュータを付加した構成とし、この
コンピュータによって測定値の取り込み及び砂面位置の
算出のための数式処理を行なうようにしたので、上記の
効果に加えてさらに全自動計測が可能となることによる
省力効果が得られる。
構成に計測用のコンピュータを付加した構成とし、この
コンピュータによって測定値の取り込み及び砂面位置の
算出のための数式処理を行なうようにしたので、上記の
効果に加えてさらに全自動計測が可能となることによる
省力効果が得られる。
【図１】この発明の実施例１における砂面位置検出装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】この発明の実施例１における検波波形表示の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】この発明の実施例２における砂面位置検出装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】この発明の実施例３における砂面位置検出装置
の構成図である。
の構成図である。
【図５】この発明の実施例３における反射波の位相差測
定結果の一例を示す図である。
定結果の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施例４における砂面位置検出装置
の構成図である。
の構成図である。
【図７】従来の砂面位置検出装置の構成図である。
１ 砂杭造成用中空管 ２ 軟弱地盤 ３ 加振装置 ４ 開閉式ハッチ ５ 砂供給口 ６ 材料砂 ７ 圧縮空気供給排出管 ８ 深度計 ９ 特殊テンションウィンチ １０ 錘 １１ ワイヤ １２ 砂面計 １３ 制御処理器 １４ 同軸導波管変換器部 １５ 信号発生器 １６ パルスモジュレータ １７ パルスジェネレータ １８ 方向性結合器 １９ 接続ケーブル ２０ 結合端子 ２１ 検波器 ２２ オシロスコープ ２３ 計測用コンピュータ ２４ ネットワークアナライザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 正人 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (72)発明者 青木 浩 鎌倉市上町屋325番地 三菱電機株式会 社 鎌倉製作所内 (56)参考文献 特開 平１−203512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−122815（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95716（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−116537（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−104436（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−48330（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02D 3/10 104 G01F 23/28
Claims (4)
- 【請求項１】 砂杭造成用中空管における砂面位置検出
装置において、高周波信号を発生する信号発生器、その
高周波信号にパルス変調をかけるためのパルスモジュレ
ータ、このパルスモジュレータに印加するパルス信号を
発生するパルスジェネレータ、パルス変調された高周波
信号により砂杭造成用中空管を円型導波管モードで励
振、及び砂杭造成用中空管内の砂面からの反射波を外部
に取り出すための同軸導波管変換器部、パルスモジュレ
ータ出力端に装備され砂杭造成用中空管内の材料砂によ
って反射された反射波を分岐出力するための方向性結合
器、この方向性結合器の結合端子に接続されて分岐出力
されたパルス変調信号を検波する検波器、この検波出力
を検出表示するためのオシロスコープを具備し、砂面位
置を検出するにあたっては、同軸導波管変換器部を介し
て砂杭造成用中空管内のある基準位置に砂面を形成した
場合にこの位置から反射されたパルス変調信号の方向性
結合器、検波器を介して検出される検波出力を基準信号
として、砂杭造成用中空管内の任意の位置にある砂面で
反射されたパルス変調信号の方向性結合器、検波器を介
して検出される検波出力の上記基準信号に対する時間遅
れをオシロスコープ画面によりモニタし、この結果から
基準位置と砂面との距離を算出する方式としたことを特
徴とする砂面位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の砂面位置検出装置にお
いて、その構成要素として計測用コンピュータを付加し
た構成とし、砂面位置を検出するにあたっては、信号発
生器、パルスジェネレータの制御及びオシロスコープに
より計測された検波出力の時間遅れデータの取り込みと
砂面位置算出のための数式計算を上記計測用コンピュー
タに実行させることで測定の全自動化を可能としたこと
を特徴とする砂面位置検出装置。 - 【請求項３】 砂杭造成用中空管における砂面位置検出
装置において、高周波掃引信号を発生し、さらに反射波
の検出を行なうネットワークアナライザ及び高周波信号
により砂杭造成用中空管を円型導波管モードで励振、及
び砂杭造成用中空管内の砂面からの反射波を外部に取り
出すための同軸導波管変換器部を具備し、砂面位置の検
出にあたっては同軸導波管変換器部を介して砂杭造成用
中空管内のある基準位置に砂面を形成した場合の反射係
数の周波数特性を測定して校正値とし、砂杭造成用中空
管内の任意の位置に砂面がある場合の反射係数の周波数
特性を上記校正値で除した結果としての反射位相の周波
数特性値を用いて基準位置と砂面との距離を算出する方
式としたことを特徴とする砂面位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の砂面位置検出装置にお
いて、その構成要素として計測用コンピュータを付加し
た構成とし、砂面位置を検出するにあたっては、ネット
ワークアナライザの制御、計測された反射係数の周波数
特性データの取り込みと砂面位置算出のための数式計算
を上記コンピュータに実行させることで測定の全自動化
を図ったことを特徴とする砂面位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23323693A JP3340527B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 砂面位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23323693A JP3340527B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 砂面位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790836A JPH0790836A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3340527B2 true JP3340527B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=16951901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23323693A Expired - Fee Related JP3340527B2 (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 砂面位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3340527B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020098143A (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 株式会社不動テトラ | 砂杭造成装置 |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23323693A patent/JP3340527B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0790836A (ja) | 1995-04-04 |
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