JP3561816B2 - 土の密度・水分量の測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木建築分野、とくにフィルダムの地表近くの盛土を管理する場合に適用される土の密度・水分量を測定する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土の密度・水分量を測定する方法として、放射性同位元素（ＲＩ）を用いる方法があり、その種類として図５に示すように、地中に挿入した線源から放射される放射線を地上に配置した検出器により測定する透過型と、地上に配置した線源から放射される放射線を地上に配置した検出器により測定する散乱型があり、土の中を通過してくるガンマ線の量を検出器で測定し、その量から密度を求めることができ、また同様に、中性子線の量を検出器で検出することにより土の水分量を求めることができる。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法のうち、散乱型は線源から検出器への放射線の経路が不安定なため測定精度が劣るという問題を有し、また透過型は散乱型より測定精度に優るが、線源と検出器間の検出経路上に礫等が有るとそのデータも入力してしまうため、精度向上のためには、測定点１カ所につき４方向又は８方向或いはそれ以上の方向より測定しデータのバラツキをなくす必要がある。さらに、両者ともに１回の測定に１分程度要するため、測定方向を多くするほど測定点１カ所当たりの所用時間が増加するという問題を有している。
【０００４】
この問題を解決するために、本出願人は、特願平４−２８７１９９号（特開平６−１３８０１３号公報）において、線源を土中に挿入し線源を中心として検出器を地上の測定装置内で回転させることにより、線源から出る放射線量を検出する方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１３８０１３号公報においては、検出器を地上の測定装置内で回転させるという基本特許を提案しているが、測定装置をその水平度を維持しながら且つ線源を中心にしていかにして回転させるかという課題を解決しないと、高精度の測定はできない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、短時間、高精度に、かつ簡単な作業で土の密度および水分量を測定することができる測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の土の密度・水分量の測定装置は、地上に設置される固定架台と、該固定架台を水平状態に調整する調整機構と、前記固定架台に回転自在に装着される回転架台と、該回転架台の側面に押圧される駆動ローラと、前記回転架台に取り付けられる一対の支持プレートと、これら一対の支持プレートに装着される複数の支持台と、これら支持台に装着される計測器と、該計測器の底面に設けられ地中に挿入される線源棒とを備え、前記回転架台を線源棒を中心として水平状態を維持しながら回転させることにより、線源から出る放射線量を検出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図４は、本発明の土の密度・水分量の測定装置の例を説明するための図であり、図１（Ａ）は測定装置の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図、図２は図１（Ａ）の側面図、図３は図２のＡ部の拡大斜視図、図４は測定方法を説明するための図である。
【００１０】
図１及び図２において、測定装置１は、概略、地上に載置される支持脚２と、支持脚２に上下動可能に螺合されたレベル調整台３と、レベル調整台３に固定された固定架台４と、固定架台４に回転自在に支持された回転架台５と、回転架台５に装着された計測器６と、回転架台５を回転駆動させるための駆動モータ７とから構成され、固定架台４は、３本の支持脚２により３点支持され、かつレベル調整台３の高さ調節により水平レベルの調整が可能にされている。
【００１１】
計測器６の底面には、線源６ａを内蔵して線源棒６ｂが設けられている。線源６ａは、放射性同位元素のうちガンマ線を出すＣｏ−６０（コバルト６０）と、中性子線を出すＣｆ−２５２（カリフォニウム２５２）を封じ込めた米粒大のものを用いる。また、計測器６内に内蔵される検出管は従来から用いられているＧＭ管を採用してもよいし、計測器をできるだけ小型にするためには、ガンマー線用として、従来のＧＭ管の代わりに、例えばＮＡＩ（無機シンチレータ）やゲルマニウムを用い、或いはさらに小型化するために例えばＮＥ２１３ （液体シンチレータ）やＬｉグラス（固体シンチレータ）を用い、中性子線検出用として例えば中性子管を用いる。なお、線源としてＣｆ−２５２を用い、検出管としてＮＥ２１３ を用いれば、１つの検出管で密度および水分量を検出することができる。
【００１２】
図１（Ｃ）に示すように、固定架台４は、円筒形状の円筒部４ａと円筒部４ａの下部外側に水平に延設されたフランジ部４ｂを有し、フランジ部４ｂがレベル調整台３に溶接にて固定されている。固定架台４の円筒部４ａの外周には、図１（Ｂ）に示すようにベアリング９が固定され、また、図１（Ｃ）に示すようにサイドローラ１０が固定されている。これらベアリング９及びサイドローラ１０は、円筒部４ａの外周に等間隔で複数個配置されている。
【００１３】
円筒架台５は、円筒形状の円筒部５ａと円筒部５ａの上部内側に水平に延設されたフランジ部５ｂを有し、円筒架台５のフランジ部５ｂは、固定架台４側の複数のベアリング９上に支持されると共に、円筒架台５の円筒部５ａは、サイドローラ１０により水平方向の移動が規制され、その結果、円筒架台５はベアリング９及びサイドローラ１０の作用により、固定架台４の円筒部４ａに回転自在に支持されている。なお、円筒架台５の円筒部５ａの下端内側に沿って脱落防止用の線材８が溶接にて固定されている。
【００１４】
レベル調整台３の一つには支柱１１が固定され、支柱１１に押圧レバー１２の一端が回動自在に装着され、押圧レバー１２の他端には、駆動モータ７に連結された減速機１３、カップリング１４及び駆動ローラ１５が装着されている。押圧レバー１２とレベル調整台３との間にはスプリング１６が設けられ、このスプリング１６により押圧レバー１２は図１（Ａ）で時計方向に引っ張られるため、駆動ローラ１５は回転架台５の円筒部５ａに押圧され、駆動ローラ１５の回転により回転架台５が回転する機構になっている。なお、回転トルクを増大させるために、駆動ローラ１５をウレタン製とし、回転架台５の円筒部５ａの外周にゴムを貼ることが好ましい。
【００１５】
回転架台５のフランジ部５ｂの４箇所には、取付板１７が固定され、対向する取付板１７間に一対の支持プレート１９が取り付けられている。支持プレート１９の両端には取付用フランジ１９ａが形成され、取付用フランジ１９ａには直角に交差する長孔１９ｂが形成されている。この長孔１９ｂは、取付用フランジ１９ａを調整ネジ２０により取付用プレート１７に固定する際に支持プレート１９の取付位置を前後左右に調整し、線源棒６ｂを削孔された孔に合致させるためのものである。
【００１６】
一対の支持プレート１９には、計測器６の底面を４箇所で支持するための４つの支持台２１が装着される。そのために、図３に明示するように、支持プレート１９の側面には、一方の取付用フランジ１９ａの位置と支持プレート１９の中央より図１（Ａ）で右側に寄せた位置に、２つの長孔１９ｃが形成され、また長孔１９ｃの上部に受け台１９ｄが溶接にて固定されている。
【００１７】
支持台２１は、計測器６の底面を支持するベース部２１ａと、計測器６の４隅を位置決めするコーナー部２１ｂと、コーナー部２１ｂの上部から水平に延設されたフランジ部２１ｃとを備え、コーナー部２１ｂには２本のボルト２２が固定され、フランジ部２１ｃにはナット２３が溶接にて固定され、ナット２３には調整ボルト２５が螺合されている。
【００１８】
支持台２１の支持プレート１９への装着は、支持台２１側のボルト２２を支持プレート１９側の長孔１９ｃに挿入し、ナット２６により締め付けることにより行われる。支持台２１の高さを調整する場合には、ナット２６を緩め調整ボルト２５を回すことにより行うことができる。
【００１９】
上記構成からなる本発明における測定方法を説明すると、先ず、測定箇所を水平状態にならし地面を図示しない削孔機を用いて線源挿入孔を削孔する。次に、線源挿入孔を中心にして固定架台４及び回転架台５を設置し、回転架台５の支持台２１上に図示しない回転芯合わせ用プレートを載せ、調整ネジ２０により支持プレート１９の位置を調整して線源棒６ｂと線源挿入孔の位置を合致させ、また、支持台２１の高さ方向を調整ボルト２５により調整する。次に、レベル調整台３の高さを調節して固定架台４を水平状態に調整後、回転芯合わせ用プレートを撤去し、支持台２１に計測器をセットする。次に、駆動モータ７を駆動させると、回転架台５は線源棒６ｂを中心として回転し、回転する計測器６による測定を開始し、線源６ａからの放射線量を検出し、計測器６が１分間程度回転すれば測定を終了する。そして、計測器６により検出されたガンマ線および中性子線の量に基づいて、データ処理用コンピュータにおいて土の密度および水分量が演算される。本発明においては、図４の点線で示す円錐形の部分の土の水分および密度が測定されることになる。なお、回転架台５の回転方向は反転可能であり、回転速度は１〜３ｒｐｍの間で調整可能である。
【００２０】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、底面に線源棒を有する計測器を地中に挿入し、前記線源棒を中心にして前記計測器を水平状態を維持しながら回転させることにより、線源から出る放射線量を検出するため、短時間、高精度に、かつ簡単な作業で土の密度・水分量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土の密度・水分量の測定装置の例を説明するための図であり、図１（Ａ）は測定装置の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図２】図１（Ａ）の側面図である。
【図３】は図２のＡ部の拡大斜視図である。
【図４】本発明の測定方法を説明するための図である。
【図５】従来の測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…測定装置、２…支持脚、３…レベル調整台、４…固定架台、５…回転架台
６…計測器、６ａ…線源、６ｂ…線源棒、７…駆動モータ、９…ベアリング
１０…サイドローラ、１１…支柱、１２…押圧レバー、１５…駆動ローラ
１６…スプリング、１９…支持プレート、２０…調整ネジ、２１…支持台
２５…調整ボルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木建築分野、とくにフィルダムの地表近くの盛土を管理する場合に適用される土の密度・水分量を測定する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土の密度・水分量を測定する方法として、放射性同位元素（ＲＩ）を用いる方法があり、その種類として図５に示すように、地中に挿入した線源から放射される放射線を地上に配置した検出器により測定する透過型と、地上に配置した線源から放射される放射線を地上に配置した検出器により測定する散乱型があり、土の中を通過してくるガンマ線の量を検出器で測定し、その量から密度を求めることができ、また同様に、中性子線の量を検出器で検出することにより土の水分量を求めることができる。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法のうち、散乱型は線源から検出器への放射線の経路が不安定なため測定精度が劣るという問題を有し、また透過型は散乱型より測定精度に優るが、線源と検出器間の検出経路上に礫等が有るとそのデータも入力してしまうため、精度向上のためには、測定点１カ所につき４方向又は８方向或いはそれ以上の方向より測定しデータのバラツキをなくす必要がある。さらに、両者ともに１回の測定に１分程度要するため、測定方向を多くするほど測定点１カ所当たりの所用時間が増加するという問題を有している。
【０００４】
この問題を解決するために、本出願人は、特願平４−２８７１９９号（特開平６−１３８０１３号公報）において、線源を土中に挿入し線源を中心として検出器を地上の測定装置内で回転させることにより、線源から出る放射線量を検出する方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平６−１３８０１３号公報においては、検出器を地上の測定装置内で回転させるという基本特許を提案しているが、測定装置をその水平度を維持しながら且つ線源を中心にしていかにして回転させるかという課題を解決しないと、高精度の測定はできない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、短時間、高精度に、かつ簡単な作業で土の密度および水分量を測定することができる測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の土の密度・水分量の測定装置は、地上に設置される固定架台と、該固定架台を水平状態に調整する調整機構と、前記固定架台に回転自在に装着される回転架台と、該回転架台の側面に押圧される駆動ローラと、前記回転架台に取り付けられる一対の支持プレートと、これら一対の支持プレートに装着される複数の支持台と、これら支持台に装着される計測器と、該計測器の底面に設けられ地中に挿入される線源棒とを備え、前記回転架台を線源棒を中心として水平状態を維持しながら回転させることにより、線源から出る放射線量を検出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図４は、本発明の土の密度・水分量の測定装置の例を説明するための図であり、図１（Ａ）は測定装置の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図、図２は図１（Ａ）の側面図、図３は図２のＡ部の拡大斜視図、図４は測定方法を説明するための図である。
【００１０】
図１及び図２において、測定装置１は、概略、地上に載置される支持脚２と、支持脚２に上下動可能に螺合されたレベル調整台３と、レベル調整台３に固定された固定架台４と、固定架台４に回転自在に支持された回転架台５と、回転架台５に装着された計測器６と、回転架台５を回転駆動させるための駆動モータ７とから構成され、固定架台４は、３本の支持脚２により３点支持され、かつレベル調整台３の高さ調節により水平レベルの調整が可能にされている。
【００１１】
計測器６の底面には、線源６ａを内蔵して線源棒６ｂが設けられている。線源６ａは、放射性同位元素のうちガンマ線を出すＣｏ−６０（コバルト６０）と、中性子線を出すＣｆ−２５２（カリフォニウム２５２）を封じ込めた米粒大のものを用いる。また、計測器６内に内蔵される検出管は従来から用いられているＧＭ管を採用してもよいし、計測器をできるだけ小型にするためには、ガンマー線用として、従来のＧＭ管の代わりに、例えばＮＡＩ（無機シンチレータ）やゲルマニウムを用い、或いはさらに小型化するために例えばＮＥ２１３ （液体シンチレータ）やＬｉグラス（固体シンチレータ）を用い、中性子線検出用として例えば中性子管を用いる。なお、線源としてＣｆ−２５２を用い、検出管としてＮＥ２１３ を用いれば、１つの検出管で密度および水分量を検出することができる。
【００１２】
図１（Ｃ）に示すように、固定架台４は、円筒形状の円筒部４ａと円筒部４ａの下部外側に水平に延設されたフランジ部４ｂを有し、フランジ部４ｂがレベル調整台３に溶接にて固定されている。固定架台４の円筒部４ａの外周には、図１（Ｂ）に示すようにベアリング９が固定され、また、図１（Ｃ）に示すようにサイドローラ１０が固定されている。これらベアリング９及びサイドローラ１０は、円筒部４ａの外周に等間隔で複数個配置されている。
【００１３】
円筒架台５は、円筒形状の円筒部５ａと円筒部５ａの上部内側に水平に延設されたフランジ部５ｂを有し、円筒架台５のフランジ部５ｂは、固定架台４側の複数のベアリング９上に支持されると共に、円筒架台５の円筒部５ａは、サイドローラ１０により水平方向の移動が規制され、その結果、円筒架台５はベアリング９及びサイドローラ１０の作用により、固定架台４の円筒部４ａに回転自在に支持されている。なお、円筒架台５の円筒部５ａの下端内側に沿って脱落防止用の線材８が溶接にて固定されている。
【００１４】
レベル調整台３の一つには支柱１１が固定され、支柱１１に押圧レバー１２の一端が回動自在に装着され、押圧レバー１２の他端には、駆動モータ７に連結された減速機１３、カップリング１４及び駆動ローラ１５が装着されている。押圧レバー１２とレベル調整台３との間にはスプリング１６が設けられ、このスプリング１６により押圧レバー１２は図１（Ａ）で時計方向に引っ張られるため、駆動ローラ１５は回転架台５の円筒部５ａに押圧され、駆動ローラ１５の回転により回転架台５が回転する機構になっている。なお、回転トルクを増大させるために、駆動ローラ１５をウレタン製とし、回転架台５の円筒部５ａの外周にゴムを貼ることが好ましい。
【００１５】
回転架台５のフランジ部５ｂの４箇所には、取付板１７が固定され、対向する取付板１７間に一対の支持プレート１９が取り付けられている。支持プレート１９の両端には取付用フランジ１９ａが形成され、取付用フランジ１９ａには直角に交差する長孔１９ｂが形成されている。この長孔１９ｂは、取付用フランジ１９ａを調整ネジ２０により取付用プレート１７に固定する際に支持プレート１９の取付位置を前後左右に調整し、線源棒６ｂを削孔された孔に合致させるためのものである。
【００１６】
一対の支持プレート１９には、計測器６の底面を４箇所で支持するための４つの支持台２１が装着される。そのために、図３に明示するように、支持プレート１９の側面には、一方の取付用フランジ１９ａの位置と支持プレート１９の中央より図１（Ａ）で右側に寄せた位置に、２つの長孔１９ｃが形成され、また長孔１９ｃの上部に受け台１９ｄが溶接にて固定されている。
【００１７】
支持台２１は、計測器６の底面を支持するベース部２１ａと、計測器６の４隅を位置決めするコーナー部２１ｂと、コーナー部２１ｂの上部から水平に延設されたフランジ部２１ｃとを備え、コーナー部２１ｂには２本のボルト２２が固定され、フランジ部２１ｃにはナット２３が溶接にて固定され、ナット２３には調整ボルト２５が螺合されている。
【００１８】
支持台２１の支持プレート１９への装着は、支持台２１側のボルト２２を支持プレート１９側の長孔１９ｃに挿入し、ナット２６により締め付けることにより行われる。支持台２１の高さを調整する場合には、ナット２６を緩め調整ボルト２５を回すことにより行うことができる。
【００１９】
上記構成からなる本発明における測定方法を説明すると、先ず、測定箇所を水平状態にならし地面を図示しない削孔機を用いて線源挿入孔を削孔する。次に、線源挿入孔を中心にして固定架台４及び回転架台５を設置し、回転架台５の支持台２１上に図示しない回転芯合わせ用プレートを載せ、調整ネジ２０により支持プレート１９の位置を調整して線源棒６ｂと線源挿入孔の位置を合致させ、また、支持台２１の高さ方向を調整ボルト２５により調整する。次に、レベル調整台３の高さを調節して固定架台４を水平状態に調整後、回転芯合わせ用プレートを撤去し、支持台２１に計測器をセットする。次に、駆動モータ７を駆動させると、回転架台５は線源棒６ｂを中心として回転し、回転する計測器６による測定を開始し、線源６ａからの放射線量を検出し、計測器６が１分間程度回転すれば測定を終了する。そして、計測器６により検出されたガンマ線および中性子線の量に基づいて、データ処理用コンピュータにおいて土の密度および水分量が演算される。本発明においては、図４の点線で示す円錐形の部分の土の水分および密度が測定されることになる。なお、回転架台５の回転方向は反転可能であり、回転速度は１〜３ｒｐｍの間で調整可能である。
【００２０】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、底面に線源棒を有する計測器を地中に挿入し、前記線源棒を中心にして前記計測器を水平状態を維持しながら回転させることにより、線源から出る放射線量を検出するため、短時間、高精度に、かつ簡単な作業で土の密度・水分量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土の密度・水分量の測定装置の例を説明するための図であり、図１（Ａ）は測定装置の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【図２】図１（Ａ）の側面図である。
【図３】は図２のＡ部の拡大斜視図である。
【図４】本発明の測定方法を説明するための図である。
【図５】従来の測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…測定装置、２…支持脚、３…レベル調整台、４…固定架台、５…回転架台
６…計測器、６ａ…線源、６ｂ…線源棒、７…駆動モータ、９…ベアリング
１０…サイドローラ、１１…支柱、１２…押圧レバー、１５…駆動ローラ
１６…スプリング、１９…支持プレート、２０…調整ネジ、２１…支持台
２５…調整ボルト
Claims (1)
- 地上に設置される固定架台と、該固定架台を水平状態に調整する調整機構と、前記固定架台に回転自在に装着される回転架台と、該回転架台の側面に押圧される駆動ローラと、前記回転架台に取り付けられる一対の支持プレートと、これら一対の支持プレートに装着される複数の支持台と、これら支持台に装着される計測器と、該計測器の底面に設けられ地中に挿入される線源棒とを備え、前記回転架台を線源棒を中心として水平状態を維持しながら回転させることにより、線源から出る放射線量を検出することを特徴とする土の密度・水分量の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29115195A JP3561816B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 土の密度・水分量の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29115195A JP3561816B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 土の密度・水分量の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133627A JPH09133627A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3561816B2 true JP3561816B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=17765112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29115195A Expired - Fee Related JP3561816B2 (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 土の密度・水分量の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3561816B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| NL1013057C2 (nl) * | 1999-09-15 | 2001-03-16 | Visser S Gravendeel Holding | Inrichting en werkwijze voor het meten van de vochtigheidsgraad van teeltsubstraat zoals potgrond. |
| CN102539659B (zh) * | 2012-01-09 | 2014-08-06 | 长沙理工大学 | 确定膨胀土路堤填筑压实参数的勘察湿化击实试验方法 |
| CN104120640B (zh) * | 2014-08-08 | 2015-04-22 | 长沙理工大学 | 一种膨胀土路基压实方法 |
| CN110726828A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-01-24 | 江苏开创检测技术有限公司 | 一种在线土壤金属检测装置 |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP29115195A patent/JP3561816B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09133627A (ja) | 1997-05-20 |
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