JP3786939B2

JP3786939B2 - Exploration equipment

Info

Publication number: JP3786939B2
Application number: JP2003318259A
Authority: JP
Inventors: 啓雅中内; 郁男荒井
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2023-09-10
Also published as: JP2005083971A

Description

本発明は、電磁波を利用して地中、コンクリート中などに存在する隠蔽物を探査する探査装置に関する。 The present invention relates to an exploration device for exploring a concealment that exists in the ground, concrete, or the like using electromagnetic waves.

地中、コンクリート中などに存在する隠蔽物、例えば配管、鋼材などを探査するための探査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この探査装置は、非開削推進装置の先端部に装備される。非開削推進装置は土壌中を推進する推進体を備え、推進体は推進本体とこの推進本体の先端部に設けられた推進先端部とから構成され、探査装置は推進先端部に装備される。 An exploration device for exploring a concealment existing in the ground, concrete, or the like, such as piping or steel, is known (see, for example, Patent Document 1). This exploration device is installed at the tip of the non-cutting propulsion device. The non-cutting propulsion device includes a propulsion body that propels the soil, and the propulsion body includes a propulsion main body and a propulsion tip provided at the tip of the propulsion main body, and the exploration device is mounted on the propulsion tip.

この探査装置は、電磁波を送信する送信用アンテナ体と、隠蔽物からの反射電磁波を受信する受信用アンテナ体と、受信用アンテナ体により受信した受信電磁波を所要の通りに処理して探査信号を生成するための信号処理手段と、を備えており、この探査信号の情報を表示手段に表示することにより隠蔽物の埋設位置を知ることができる。 This exploration device processes an exploration signal by processing a transmission antenna body that transmits electromagnetic waves, a reception antenna body that receives reflected electromagnetic waves from a concealment, and a reception electromagnetic wave received by the reception antenna body as required. And a signal processing means for generating the information, and by displaying the information of the search signal on the display means, it is possible to know the position where the concealment is buried.

特開平１１−１８３６３６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-183636

この種の探査装置では、次の通りの解決すべき問題がある。第１に、送信用アンテナ体と受信用アンテナ体との配置間隔が短く、このことに起因して、送信用アンテナ体から送信される電磁波の一部が強い振幅のまま直接的に受信用アンテナ体に入力し、この直接伝搬される電磁波がノイズ成分となって隠蔽物からの反射電磁波に大きく重畳し、隠蔽物の位置検知精度が低下する。特に、従来のアンテナ体（送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体）は図１２に示すように構成され、そのアンテナ基板１０２は、アンテナハウジング１０４の開口部１０６を塞ぐように、このアンテナハウジング１０４から突出して設けられており、このことに起因して、送信用アンテナ体からの電磁波の一部が受信用アンテナ体に向けて伝搬され易く、また送信用アンテナ体からの直接伝搬電磁波が受信用アンテナ体に受信され易く、このような構成に関連しても、ノイズ成分が大きくなる問題がある。 This type of exploration device has the following problems to be solved. First, the arrangement interval between the transmitting antenna body and the receiving antenna body is short, and as a result, a part of the electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna body is directly received with a strong amplitude. The electromagnetic wave that is input to the body and directly propagated becomes a noise component and is largely superimposed on the reflected electromagnetic wave from the concealed object, so that the position detection accuracy of the concealed object is lowered. In particular, the conventional antenna body (transmitting antenna body and receiving antenna body) is configured as shown in FIG. 12, and the antenna substrate 102 is separated from the antenna housing 104 so as to close the opening 106 of the antenna housing 104. Due to this, a part of the electromagnetic wave from the transmitting antenna body is easily propagated toward the receiving antenna body, and the directly propagating electromagnetic wave from the transmitting antenna body is caused by this. There is a problem that the noise component becomes large even if it is related to such a configuration.

第２に、図１２に示すように構成される従来のアンテナ体は、アンテナ素子を保護するために、このアンテナ素子が内側となるようにアンテナ基板１０２がアンテナハウジング１０４に取り付けられている。一方、アンテナハウジング１０４には接続端子１０８が設けられ、送信用アンテナ体として用いるときには、この接続端子１０８が送信信号生成手段（例えば、送信パルス発生器）に接続され、受信用アンテナ体として用いるときには、この接続端子１０８が信号処理手段に接続される。このようなアンテナ体において、接続端子１０８とアンテナ素子を電気的に接続する場合、接続端子１０８から延びるリード線１１０とアンテナ素子との接続作業が容易でない。一般に、リード線１１０の長さを長くすると、リード線１１０の状態により検出信号が乱れ易く、また予期しない力が作用して断線し易くなり、このようなことからリード線１１０の長さは短く形成される。ところが、リード線１１０の長さを短くすると、図１３に示すように、リード線１１０をハンダ付けする際に、アンテナハウジング１０４とアンテナ基板１０２との間隔を充分に確保することができず、その作業性が悪くなるとともに、作業後の接続状態の目視確認も容易に行うことができないという問題がある。 Secondly, in the conventional antenna body configured as shown in FIG. 12, in order to protect the antenna element, the antenna substrate 102 is attached to the antenna housing 104 so that the antenna element is inside. On the other hand, the antenna housing 104 is provided with a connection terminal 108. When the connection terminal 108 is used as a transmission antenna body, the connection terminal 108 is connected to transmission signal generating means (for example, a transmission pulse generator) and used as a reception antenna body. The connection terminal 108 is connected to the signal processing means. In such an antenna body, when the connection terminal 108 and the antenna element are electrically connected, it is not easy to connect the lead wire 110 extending from the connection terminal 108 and the antenna element. In general, when the length of the lead wire 110 is increased, the detection signal is likely to be disturbed depending on the state of the lead wire 110, and an unexpected force is easily applied to cause disconnection. For this reason, the length of the lead wire 110 is shortened. It is formed. However, if the length of the lead wire 110 is shortened, as shown in FIG. 13, when the lead wire 110 is soldered, a sufficient distance between the antenna housing 104 and the antenna substrate 102 cannot be secured. There are problems that workability deteriorates and visual confirmation of the connection state after the work cannot be easily performed.

本発明の目的は、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に伝搬される電磁波を抑え、探査信号に重畳されるノイズ成分を少なくすることができる探査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an exploration device that can suppress an electromagnetic wave directly propagated from a transmitting antenna body to a receiving antenna body and reduce noise components superimposed on an exploration signal.

本発明の他の目的は、接続端子から延びるリード線とアンテナ基板のアンテナ素子との接続作業を容易に行うことができるとともに、その接続状態の目視確認も容易に且つ確実に行うことができる探査装置を提供することである。 Another object of the present invention is to perform an exploration that can easily perform a connection operation between a lead wire extending from a connection terminal and an antenna element of an antenna board, and can easily and surely check the connection state. Is to provide a device.

本発明の請求項１に記載の探査装置は、電磁波を被検知物に向けて送信する送信用アンテナ体と、被検知物からの反射電磁波を受信する受信用アンテナ体と、前記受信用アンテナ体の受信信号を処理して探査信号を生成するための信号処理手段とを備えた探査装置であって、
前記送信用アンテナ体及び／又は受信用アンテナ体は、一面が開放されたアンテナハウジングと、アンテナ素子及びこのアンテナ素子に接続された接続部を有するアンテナ基板と、前記アンテナハウジングに設けられた接続端子と、前記接続部と前記接続端子とを電気的に接続するリード線とを備え、前記アンテナハウジングの開口部には凹状の段差部が設けられ、前記アンテナ基板は、前記アンテナ素子及び前記接続部が外側となるように、その少なくとも一部が前記段差部に支持されて前記開口部に収容され、また前記リード線は前記アンテナハウジングの開口外側から前記アンテナ基板の前記接続部に電気的に接続されることを特徴とする。 The exploration device according to claim 1 of the present invention includes a transmitting antenna body that transmits electromagnetic waves toward a detected object, a receiving antenna body that receives reflected electromagnetic waves from the detected object, and the receiving antenna body. And a signal processing means for processing the received signal to generate a search signal,
The transmitting antenna body and / or the receiving antenna body includes an antenna housing having one surface open, an antenna element and an antenna substrate having a connection portion connected to the antenna element, and a connection terminal provided in the antenna housing. And a lead wire for electrically connecting the connection portion and the connection terminal, and an opening portion of the antenna housing is provided with a concave step portion, and the antenna substrate includes the antenna element and the connection portion. as but the outer side, the at least partially housed in the opening is supported by the stepped portion, also electrically connected the lead wire from the opening outside of the antenna housing to the connection portion of the antenna substrate It is characterized by being.

また、本発明の請求項２に記載の探査装置では、前記段差部は前記アンテナハウジングの前記開口部の全周に設けられ、前記アンテナ基板の外周部が前記段差部に支持され、前記アンテナ基板の全体が前記段差部に収容されていることを特徴とする。 Also, exploration device according to claim 2 of the present invention, the step portion is provided on the entire periphery of the opening of the antenna housing, the outer peripheral portion of the antenna substrate is supported by the stepped portion, the antenna substrate Is entirely housed in the stepped portion.

本発明の請求項１に記載の探査装置によれば、送信用アンテナ体及び／又は受信用アンテナ体はアンテナハウジングを備え、このアンテナハウジングの開口部に凹状の段差部が設けられ、アンテナ基板の少なくとも一部がこの段差部に支持されるように取り付けられるので、アンテナ基板はアンテナハウジングの開口部に収容され、アンテナ基板の周囲はアンテナハウジングの周壁に覆われるようになる。従って、このアンテナ体を送信用アンテナ体として用いたときには、アンテナ素子から周方向に伝搬される電磁波がアンテナハウジングの周壁により遮られ、周方向に伝搬される電磁波を抑えることができる。また、このアンテナ体を受信用アンテナ体として用いたときには、周方向から受信される電磁波がアンテナハウジングの周壁により遮られ、周方向から伝搬される電磁波の受信を抑えることができる。従って、このようなアンテナ体を送信用アンテナ体及び／又は受信用アンテナ体に用いることによって、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に伝搬される不要な直接伝搬電磁波を抑えることができ、これによって探査信号に含まれるノイズ成分を少なくして隠蔽物を正確に検知することができる。更に、アンテナ基板はアンテナ素子及びこのアンテナ素子に接続された接続部を有し、この接続部が外側となるようにアンテナハウジングの開口部に取り付けられ、接続端子に接続されたリード線は開口部の外側からアンテナ基板に接続されるので、このリード線の接続、例えばハンダ付け接続を容易に行うことができ、またリード線とアンテナ基板の接続部との接続状態の目視確認を外側から容易に行うことができる。加えて、アンテナ基板のアンテナ素子が外側となるように構成されているので、アンテナ基板に設けた例えば開口を通してリード線を外側に導き出し、この導き出したリード線をアンテナ基板の接続部に電気的に接続すればよく、簡単な構成で容易に接続することができる。かかる場合、アンテナ素子を覆うように、その表面にコーティング層を設けるのが好ましい。 According to the exploration device of the first aspect of the present invention, the transmitting antenna body and / or the receiving antenna body includes the antenna housing, and a concave stepped portion is provided in the opening of the antenna housing. Since at least a part is attached to be supported by the stepped portion, the antenna substrate is accommodated in the opening of the antenna housing, and the periphery of the antenna substrate is covered with the peripheral wall of the antenna housing. Therefore, when this antenna body is used as a transmitting antenna body, the electromagnetic wave propagated in the circumferential direction from the antenna element is blocked by the peripheral wall of the antenna housing, and the electromagnetic wave propagated in the circumferential direction can be suppressed. Further, when this antenna body is used as a receiving antenna body, electromagnetic waves received from the circumferential direction are blocked by the peripheral wall of the antenna housing, and reception of electromagnetic waves propagated from the circumferential direction can be suppressed. Therefore, by using such an antenna body as a transmitting antenna body and / or a receiving antenna body, unnecessary direct propagation electromagnetic waves propagated from the transmitting antenna body to the receiving antenna body can be suppressed. It is possible to detect the concealment accurately by reducing the noise component contained in the search signal. Furthermore, the antenna substrate has an antenna element and a connection portion connected to the antenna element, and is attached to the opening portion of the antenna housing so that the connection portion is outside, and the lead wire connected to the connection terminal is the opening portion. Since the lead wire is connected to the antenna board from the outside, it is possible to easily connect this lead wire, for example, by soldering, and to easily visually check the connection state between the lead wire and the antenna board connection portion from the outside. It can be carried out. In addition, since the antenna element of the antenna board is configured to be on the outside, the lead wire is led to the outside through, for example, an opening provided in the antenna board, and this lead wire is electrically connected to the connection portion of the antenna board. What is necessary is just to connect, and it can connect easily with a simple structure. In such a case, it is preferable to provide a coating layer on the surface so as to cover the antenna element.

尚、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体の双方を上述した構成にするようにしてもよいが、これらアンテナ体のいずれか一方のみを上述した構成にすることによって所望の効果が達成される。また、アンテナハウジングの段差部については、その開口部の全周に設けるようにしてもよいが、その開口部の一部に設け、アンテナ基板に外側に突出する支持突部を設け、かかる支持突部を段差部で支持するようにしてもよい。 Although both the transmitting antenna body and the receiving antenna body may be configured as described above, a desired effect can be achieved by configuring only one of these antenna bodies as described above. Further, the step portion of the antenna housing may be provided around the entire circumference of the opening, but is provided on a part of the opening, and a support protrusion protruding outward is provided on the antenna substrate. The part may be supported by a step part.

また、本発明の請求項２に記載の探査装置によれば、段差部がアンテナハウジングの開口部の全周に設けられているので、このアンテナ基板の外周縁部がこの段差部に支持され、アンテナ基板を確実に支持することができる。また、アンテナ基板が段差部に収容され、アンテナ基板の周囲がアンテナハウジングの周壁により覆われるので、送信用アンテナ体として用いたときには、アンテナ素子から周方向に伝搬される電磁波を抑えることができ、また受信用アンテナ体として用いたときには、周方向からアンテナ素子に伝搬される電磁波の受信を抑えることができる。尚、このアンテナ基板は、例えば取付用ねじを用いて段差部に取り外し可能に取り付けられ、このように構成することによって、アンテナ基板の交換などを容易に行うことができる。 Further, according to the exploration device according to claim 2 of the present invention, since the step portion is provided on the entire circumference of the opening of the antenna housing, the outer peripheral edge portion of the antenna substrate is supported by the step portion, The antenna substrate can be reliably supported. Also, since the antenna substrate is accommodated in the stepped portion and the periphery of the antenna substrate is covered by the peripheral wall of the antenna housing, when used as a transmitting antenna body, electromagnetic waves propagated in the circumferential direction from the antenna element can be suppressed, When used as a receiving antenna body, reception of electromagnetic waves propagated from the circumferential direction to the antenna element can be suppressed. The antenna substrate is detachably attached to the step portion using, for example, a mounting screw. By configuring in this way, the antenna substrate can be easily replaced.

以下、添付図面を参照して、本発明に従う探査装置の一実施形態について説明する。図１は、本発明に従う探査装置の構成の概要を簡略的に示すブロック図であり、図２は、図１の探査装置のアンテナユニットを示す斜視図であり、図３は、図２のアンテナユニットにおけるアンテナ体と、アンテナ基板を取り外した状態で示す平面図であり、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線による断面図であり、図５は、図３におけるＶ−Ｖ線による断面図であり、図６は、図３のアンテナ体を、アンテナ基板を外した状態で示す斜視図であり、図７は、図３のアンテナ体におけるアンテナ基板を示す斜視図であり、図８は、図３のアンテナ体におけるアンテナ基板とリード線との接続作業を説明するための図である。 Hereinafter, an embodiment of an exploration device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing the outline of the configuration of the exploration device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the antenna unit of the exploration device of FIG. 1, and FIG. 3 is the antenna of FIG. 4 is a plan view showing the antenna body and the antenna substrate in the unit in a removed state, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 6 is a perspective view showing the antenna body of FIG. 3 with the antenna board removed, FIG. 7 is a perspective view showing the antenna board in the antenna body of FIG. 3, and FIG. It is a figure for demonstrating the connection operation | work of the antenna board | substrate and lead wire in the antenna body of FIG.

図１において、図示の探査装置は装置本体２を備え、この装置本体２には、図示していないが、例えば一対の前輪及び一対の後輪が回転自在に取り付けられる。この探査装置２は、小さいものではコンクリート４の壁面などに沿って移動され、コンクリート４内の隠蔽物、例えば鋼材、配管などを探査するために適用され、また大きいものでは、地面、道路などの表面に沿って移動され、地中に埋設された隠蔽物、例えばガス配管、水道配管などを探査するために適用される。 In FIG. 1, the illustrated exploration device includes a device main body 2, and a pair of front wheels and a pair of rear wheels are rotatably attached to the device main body 2, although not shown. The exploration device 2 is moved along the wall surface of the concrete 4 in a small one, and is applied for exploring a concealment in the concrete 4 such as a steel material or a pipe. It is applied for exploring concealed objects such as gas pipes and water pipes that are moved along the surface and buried in the ground.

この装置本体２には各種構成要素、即ち信号回路部６、送信用アンテナ体８、受信用アンテナ体１０及び表示手段２０が装備され、装置本体２内に内蔵される信号回路部６は、送信パルス発生器１２、高周波増幅器１４及び信号処理手段１６を含んでいる。送信パルス発生器１２は送信パルス信号を生成して送信用アンテナ体８に送給し、この送信パルス信号の周波数は、例えば０．５〜２ＧＨｚ程度である。送信用アンテナ体８及び受信用アンテナ体１０は装置本体２の底部に配設され、送信用アンテナ体８は、送信パルス信号を電磁波にして例えばコンクリート４の表面に向けて一点鎖線で示すように送信する。送信された電磁波はコンクリート４中の隠蔽物（被検知物）である例えば配管１５により反射され、配管１５からの反射電磁波が一点鎖線で示すように受信用アンテナ体１０に受信される。受信用アンテナ体１０により受信された受信信号は、高周波増幅器１４で高周波増幅された後に信号処理手段１６に送給され、この信号処理手段１６により所要の通りに処理されて探知信号が生成され、この探知信号がメモリ１７に記憶される。 The apparatus main body 2 is equipped with various components, that is, a signal circuit section 6, a transmitting antenna body 8, a receiving antenna body 10, and a display means 20, and the signal circuit section 6 built in the apparatus main body 2 has a transmission function. A pulse generator 12, a high frequency amplifier 14, and a signal processing means 16 are included. The transmission pulse generator 12 generates a transmission pulse signal and sends it to the transmitting antenna body 8. The frequency of the transmission pulse signal is, for example, about 0.5 to 2 GHz. The transmitting antenna body 8 and the receiving antenna body 10 are disposed at the bottom of the apparatus main body 2, and the transmitting antenna body 8 converts the transmission pulse signal into an electromagnetic wave, for example, toward the surface of the concrete 4 as indicated by a one-dot chain line. Send. The transmitted electromagnetic wave is reflected by, for example, the pipe 15 which is a concealment (detected object) in the concrete 4, and the reflected electromagnetic wave from the pipe 15 is received by the receiving antenna body 10 as indicated by a one-dot chain line. The reception signal received by the receiving antenna body 10 is amplified by the high frequency amplifier 14 and then sent to the signal processing means 16. The signal processing means 16 processes the signal as required to generate a detection signal. This detection signal is stored in the memory 17.

この探査装置は、更に、入力手段１８及び表示手段２０を備えている。入力手段１８は電源スイッチ、探査スイッチ、探知レンジスイッチなどから構成され、この入力手段１８を操作することによって、探査の開始、終了などが行われる。また、表示手段２０は例えば液晶表示装置から構成され、探査結果である探知信号による探知データの内容を表示し、この探知データを見ることによって、配管１５の埋設位置を知ることができる。尚、この実施形態では、送信用アンテナ体８及び受信用アンテナ体１０はアンテナユニット２２として構成され、このアンテナユニット２２が装置本体２に着脱自在に装着されるが、送信用アンテナ体８及び受信用アンテナ体１０を個別的に装置本体２に取り付けるようにしてもよい。 The exploration device further includes an input unit 18 and a display unit 20. The input means 18 includes a power switch, a search switch, a detection range switch, and the like. By operating this input means 18, the search is started and ended. Further, the display means 20 is composed of, for example, a liquid crystal display device, displays the contents of the detection data based on the detection signal as the search result, and can see the embedded position of the pipe 15 by viewing this detection data. In this embodiment, the transmitting antenna body 8 and the receiving antenna body 10 are configured as an antenna unit 22, and the antenna unit 22 is detachably attached to the apparatus main body 2. The antenna body 10 may be individually attached to the apparatus main body 2.

次に、図２〜図７を参照して、アンテナユニット２２について説明する。図２〜図６において、図示のアンテナユニット２２は、細長いユニット本体２４を備え、このユニット２４の一端部（図２において左端部）に第１装着開口部が設けられ、この第１装着開口部に送信用アンテナ体８が取り外し可能に装着され、その他端部（図２において右端部）に第２装着開口部が設けられ、この第２装着開口部に受信用アンテナ体１０が取り外し可能に装着されている。 Next, the antenna unit 22 will be described with reference to FIGS. 2 to 6, the illustrated antenna unit 22 includes an elongated unit main body 24, and a first mounting opening is provided at one end of the unit 24 (left end in FIG. 2). The transmitting antenna body 8 is detachably mounted, and a second mounting opening is provided at the other end (right end in FIG. 2), and the receiving antenna body 10 is detachably mounted in the second mounting opening. Has been.

送信用及び受信用アンテナ体８，１０は実質上同一の構成であり、以下送信用アンテナ体８の構成について説明する。送信用アンテナ体８（受信用アンテナ体１０）は矩形状のアンテナハウジング２６を備え、このアンテナハウジング２６は矩形状の上壁２８、この上壁２８から実質上垂直に延びる４側壁３０，３２，３４，３６を有し、上壁２８及び４側壁３０〜３６によって、一面（図２において下面、図３において手前側面、図４及び図５において上面）が開放されたアンテナ収容空間３８を規定する。 The transmitting and receiving antenna bodies 8 and 10 have substantially the same configuration, and the configuration of the transmitting antenna body 8 will be described below. The transmitting antenna body 8 (receiving antenna body 10) includes a rectangular antenna housing 26. The antenna housing 26 has a rectangular upper wall 28, and four side walls 30, 32 extending substantially vertically from the upper wall 28. 34 and 36, and the upper wall 28 and the four side walls 30 to 36 define an antenna housing space 38 whose one surface (the lower surface in FIG. 2, the front side surface in FIG. 3 and the upper surface in FIGS. 4 and 5) is open. .

この実施形態では、アンテナハウジング２６の開口部の全周、具体的には４側壁３０〜３６の内周部に、凹状の段差部４０が設けられている。この段差部４０の深さは、後述するアンテナ基板４２の厚さよりも幾分大きく形成されている。また、段差部４０の各角部（隣接する側壁の接続角部）にはねじ孔４４が設けられている。このようなアンテナハウジング２６は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金などから形成される。 In this embodiment, a concave step 40 is provided on the entire periphery of the opening of the antenna housing 26, specifically, on the inner periphery of the four side walls 30 to 36. The depth of the stepped portion 40 is formed somewhat larger than the thickness of the antenna substrate 42 described later. In addition, screw holes 44 are provided in each corner of the stepped portion 40 (a connecting corner of adjacent side walls). Such an antenna housing 26 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy.

アンテナハウジング２６のアンテナ収容空間３８には、アンテナ基板４２とともに、一対の強磁性ブロック４６が内蔵されている。一対の強磁性ブロック４６は、アンテナ収容空間３８の両側底部に配設され、それらの間に間隙４８が存在している。一対の強磁性ブロック４６は、例えば接着剤を用いることによって、或いはアンテナ基板４２（後述する）との間にゴム材（図示せず）を充填することによって、アンテナハウジング２６内に固定される。強磁性ブロック４６は、例えばフェライトから形成され、探査側とは反対側に伝搬される電磁波を吸収する。 The antenna housing space 38 of the antenna housing 26 incorporates a pair of ferromagnetic blocks 46 together with the antenna substrate 42. The pair of ferromagnetic blocks 46 are disposed at the bottoms on both sides of the antenna accommodating space 38, and a gap 48 exists between them. The pair of ferromagnetic blocks 46 is fixed in the antenna housing 26 by using, for example, an adhesive, or by filling a rubber material (not shown) between the antenna substrate 42 (described later). The ferromagnetic block 46 is made of, for example, ferrite and absorbs electromagnetic waves propagated to the side opposite to the exploration side.

図７を参照して、図示のアンテナ基板４２は、基板本体５０と、この基板本体５０の片面に設けられたアンテナ素子５２と、アンテナ素子５２の外周部に設けられたアース部５４とを有している。基板本体５０はガラスエポキシ樹脂から形成され、その片面にアンテナ素子５２がエッチングなどで形成される。アンテナ素子５２は一対のアンテナ部５６を有し、これらアンテナ部５６の基部が複数個（例えば、４個）のチップ抵抗５８（例えば１００Ω程度の抵抗）を介してアース部５４に電気的に接続され、アンテナ部５６ａの先端部が接続線６０（リード線６８）グラウンドラインに接続され、アンテナ部５６ｂの先端部が接続線６０の芯線に接続されている。アンテナ基板４２の４角部には貫通孔６２が設けられ、またその両側部には一対の貫通開口６４が設けられている。 Referring to FIG. 7, the illustrated antenna substrate 42 includes a substrate body 50, an antenna element 52 provided on one side of the substrate body 50, and a ground portion 54 provided on the outer periphery of the antenna element 52. is doing. The substrate body 50 is made of glass epoxy resin, and the antenna element 52 is formed on one surface thereof by etching or the like. The antenna element 52 has a pair of antenna portions 56, and the base portions of these antenna portions 56 are electrically connected to the ground portion 54 via a plurality of (for example, four) chip resistors 58 (for example, resistance of about 100Ω). The tip of the antenna portion 56 a is connected to the ground line of the connection line 60 (lead wire 68), and the tip of the antenna portion 56 b is connected to the core wire of the connection line 60. Through holes 62 are provided in the four corners of the antenna substrate 42, and a pair of through openings 64 are provided on both sides thereof.

アンテナ基板４２の大きさは、アンテナハウジング２６の開口部における段差部４０により規定される開口の大きさとほぼ等しく、このアンテナ基板４２は、アンテナ素子５２が配設された側が外側（図２において下面側、図３において手前側、図４〜図５において上側）となるように段差部４０に載置され、この載置した状態で取付用ねじ（図示せず）をアンテナ基板４２の貫通孔６２を通して段差部４０のねじ孔４４に螺着することによって、アンテナハウジング２６の開口部の段差部４０に固定される。アンテナハウジング２６の段差部４０の深さはアンテナ基板４２の厚さよりも大きく、従って、この装着状態においては、アンテナ基板４２はアンテナハウジング２６の段差部４０に収容され、その周囲はアンテナハウジング２６の４側壁３０〜３６の一部（具体的には、その開口部の部分）により覆われている。 The size of the antenna substrate 42 is substantially equal to the size of the opening defined by the stepped portion 40 in the opening of the antenna housing 26. The antenna substrate 42 is on the outer side (the lower surface in FIG. 2) on the side where the antenna element 52 is disposed. 3, the front side in FIG. 3, and the upper side in FIGS. 4 to 5), and in this state, mounting screws (not shown) are inserted into the through holes 62 of the antenna substrate 42. And is fixed to the stepped portion 40 of the opening of the antenna housing 26 by being screwed into the screw hole 44 of the stepped portion 40. The depth of the stepped portion 40 of the antenna housing 26 is larger than the thickness of the antenna substrate 42. Therefore, in this mounted state, the antenna substrate 42 is accommodated in the stepped portion 40 of the antenna housing 26, and its periphery is the antenna housing 26. The four side walls 30 to 36 are covered with a part (specifically, the opening part).

この形態では、アンテナハウジング２６の上壁２８の外面には接続端子６６が設けられ、この接続端子６６からアンテナ収容空間３８内にリード線６８が延びている。このリード線６８は、アンテナ基板４２の一方の貫通孔６４を通してアンテナ素子５２側に延び、一対のアンテナ部５６の先端部及び接続線６０にハンダにより電気的に接続される。このリード線６８の上述した接続は、図８に示すように、アンテナ基板４２をアンテナハウジング２６に取り付ける前に、リード線６８をアンテナ基板４２の貫通孔６４を通して外側に導出し、この導出した端部を外側からハンダゴテ７０を用いてハンダ付けすればよく、そのハンダ付け作業を外側から行うことができる故に、その作業を容易に行うことができるとともに、ハンダによる接続状態を外側から容易に目視確認することができる。また、このように構成することによって、リード線６８を短くしても容易にハンダ付けすることが可能となり、これによって、リード線６８のアンテナハウジング２６内における撓み量を少なくすることができ、断線などの発生も抑えることができる。 In this embodiment, a connection terminal 66 is provided on the outer surface of the upper wall 28 of the antenna housing 26, and a lead wire 68 extends from the connection terminal 66 into the antenna accommodating space 38. The lead wire 68 extends to the antenna element 52 side through one through hole 64 of the antenna substrate 42 and is electrically connected to the distal end portion of the pair of antenna portions 56 and the connection wire 60 by solder. 8, the lead wire 68 is led out through the through hole 64 of the antenna substrate 42 before the antenna substrate 42 is attached to the antenna housing 26, as shown in FIG. The part can be soldered from the outside using the soldering iron 70, and since the soldering work can be performed from the outside, the work can be easily performed and the connection state by the solder can be easily visually confirmed from the outside. can do. Also, with this configuration, even if the lead wire 68 is shortened, it can be easily soldered, whereby the amount of bending of the lead wire 68 in the antenna housing 26 can be reduced, and the wire breakage is caused. Etc. can also be suppressed.

このようにリード線６８が接続されたアンテナ基板４２は上述したようにしてアンテナハウジング２６の段差部４０に取り付けられ、その後、このアンテナ基板４２の表面側にエポキシ樹脂などの合成樹脂によりコーティングされ、このコーティング層７４がアンテナ基板４２の全体を覆っている。このようにコーティング層７４で覆うことによって、アンテナ基板４２（特に、アンテナ素子５２、アース部５４及びチップ抵抗５８）を保護することができる。また、配管１５を探査する際に、移動する表面の凹凸によってコーティング層７４が摩耗するが、摩耗した場合においても再コーティングすることによって元の状態にすることができ、これによって、長期にわたって安定して配管１５の探査を行うことができる。 The antenna substrate 42 to which the lead wires 68 are thus connected is attached to the stepped portion 40 of the antenna housing 26 as described above, and then the surface side of the antenna substrate 42 is coated with a synthetic resin such as an epoxy resin, This coating layer 74 covers the entire antenna substrate 42. By covering with the coating layer 74 in this manner, the antenna substrate 42 (particularly, the antenna element 52, the ground portion 54, and the chip resistor 58) can be protected. Further, when the pipe 15 is probed, the coating layer 74 wears due to the unevenness of the moving surface, but even when worn, it can be restored to its original state by recoating, which makes it stable over a long period of time. The pipe 15 can be searched.

この実施形態では、アンテナハウジング２６内にリング状のフェライトコア７６が配設され、リード線６８はこのフェライトコア７６を通して延びており、フェライトコア７６はチョークとして機能する。 In this embodiment, a ring-shaped ferrite core 76 is disposed in the antenna housing 26, and the lead wire 68 extends through the ferrite core 76, and the ferrite core 76 functions as a choke.

送信用アンテナ体８においては、その接続端子６６が送信パルス発生器１２に接続され、受信用アンテナ体１０においては、その接続端子６６が高周波増幅器１４に接続される。従って、送信パルス発生器１２からの送信パルス信号が送信用アンテナ体８の接続端子６６及びリード線６８を介してアンテナ基板４２のアンテナ素子５２に送給され、このアンテナ素子５２から配管１５に向けて電磁波が送信される。また、配管１５からの反射電磁波は受信用アンテナ体１０のアンテナ基板４２のアンテナ素子５２にて受信され、この受信信号がリード線６８及び接続端子６６を介して高周波増幅器１４に送給される。 In the transmitting antenna body 8, the connection terminal 66 is connected to the transmission pulse generator 12, and in the receiving antenna body 10, the connection terminal 66 is connected to the high frequency amplifier 14. Therefore, the transmission pulse signal from the transmission pulse generator 12 is supplied to the antenna element 52 of the antenna substrate 42 via the connection terminal 66 and the lead wire 68 of the transmission antenna body 8, and the antenna element 52 is directed to the pipe 15. Electromagnetic waves are transmitted. The reflected electromagnetic wave from the pipe 15 is received by the antenna element 52 of the antenna substrate 42 of the receiving antenna body 10, and this received signal is sent to the high frequency amplifier 14 via the lead wire 68 and the connection terminal 66.

この実施形態のアンテナユニット２２においては、送信用及び受信用アンテナ体８，１０のアンテナ基板４２がアンテナハウジング２６の段差部４０に収容されているので、送信用アンテナ体８から受信用アンテナ体１０に直接的に伝搬される電磁波が送信用及び受信用アンテナ体８，１０のアンテナハウジング２６の一部により遮断され、これによって、受信用アンテナ体１０に受信される送信用アンテナ体８からの直接電磁波が弱くなり、かくして、直接電磁波によるノイズ成分が小さくなり、配管１５の埋設位置を正確に検知することができる。 In the antenna unit 22 of this embodiment, since the antenna substrate 42 of the transmitting and receiving antenna bodies 8 and 10 is accommodated in the stepped portion 40 of the antenna housing 26, the transmitting antenna body 8 to the receiving antenna body 10. The electromagnetic wave directly propagating to the transmission antenna body 26 is blocked by a part of the antenna housing 26 of the transmission and reception antenna bodies 8 and 10, whereby the direct reception from the transmission antenna body 8 received by the reception antenna body 10. The electromagnetic wave becomes weak, and thus the noise component due to the direct electromagnetic wave is reduced, and the buried position of the pipe 15 can be accurately detected.

上述した実施形態では、アンテナ素子が外側となるようにアンテナ基板をアンテナハウジングに取り付けているが、このような構成に限定されず、アンテナ素子が内側となるようにアンテナハウジングに取り付けるようにしてもよい。かかる場合、例えば、アンテナ基板の片側にアンテナ素子を設け、その他端側に接続部を設け、更に基板本体を貫通する貫通接続孔の内周面に回路部を設けてアンテナ素子と接続部とを電気的に接続し、この接続部にリード線を接続するようにすればよい。 In the embodiment described above, the antenna substrate is attached to the antenna housing so that the antenna element is on the outside. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the antenna element may be attached to the antenna housing so that the antenna element is on the inside. Good. In such a case, for example, an antenna element is provided on one side of the antenna substrate, a connection portion is provided on the other end side, and a circuit portion is provided on the inner peripheral surface of the through-connection hole penetrating the substrate main body to connect the antenna element and the connection portion. What is necessary is just to connect electrically and to connect a lead wire to this connection part.

また、上述した実施形態では、送信用及び受信用アンテナ体の双方ともアンテナ基板をアンテナハウジングの段差部に収容しているが、これらのいずれか一方のみのを上述したように構成することによって所望の効果が達成される。 In the above-described embodiment, the antenna substrate is housed in the step portion of the antenna housing in both the transmitting and receiving antenna bodies. However, only one of these is desired as described above. The effect is achieved.

〔探査装置を用いた探査実験〕
上述したアンテナユニットを備えた探査装置の効果を確認するために、次の通りの探査実験を行った。まず、図９に示す通りのコンクリートサンプル２０２を製作し、このコンクリートサンプル２０２に隠蔽物として、直径２０ｍｍの金属管２０４、直径１５ｍｍの水入り樹脂管２０６、直径３０ｍｍの水入り樹脂管２０８及び直径２５ｍｍの水入り樹脂管２１０を、コンクリートサンプル２０２の表面からの深さＤが約５０ｍｍの位置に埋め込んだ状態で設けた。このコンクリートサンプル２０２の幅Ｗは３０ｃｍであり、サンプル２０２上を走査した距離Ｌは約４０ｃｍであった。実施例の探査装置として図１〜図７に示す形態のものを用い、矢印２１２で示す方向に探査を行った。このとき、送信用アンテナ体及び受信用アンテナ体との間隔は２ｃｍであり、アンテナユニットがコンクリートサンプル２０２の表面に接触するように移動させた。 [Exploration experiment using exploration equipment]
In order to confirm the effect of the exploration device provided with the antenna unit described above, the following exploration experiment was conducted. First, a concrete sample 202 as shown in FIG. 9 is manufactured, and a 20 mm diameter metal pipe 204, a 15 mm diameter water-filled resin pipe 206, a 30 mm diameter water-filled resin pipe 208, and a diameter are concealed in the concrete sample 202. A 25 mm water-filled resin tube 210 was provided in a state where the depth D from the surface of the concrete sample 202 was embedded at a position of about 50 mm. The concrete sample 202 had a width W of 30 cm, and a distance L scanned on the sample 202 was about 40 cm. As the exploration device of the example, the one shown in FIGS. At this time, the distance between the transmitting antenna body and the receiving antenna body was 2 cm, and the antenna unit was moved so as to contact the surface of the concrete sample 202.

送信用及び受信用アンテナ体の構成は、次の通りであった。アンテナハウジングの大きさは、縦が３．８ｃｍ、横が５ｃｍであり、このアンテナハウジングの開口部に深さ０．２ｃｍの段差部を設け、この段差部にアンテナ基板をアンテナ素子が外側となるように取り付けた。アンテナ基板の厚さは０．１ｃｍであり、アンテナ基板を取り付けた後、その表面側にエポキシ樹脂のコーティング槽を設けた。このコーティング槽の厚さは約０．１ｃｍであった。アンテナ素子としては、図７に示すボータイ型のものを用い、基板本体はガラスエポキシ樹脂製であった。 The configuration of the transmitting and receiving antenna bodies was as follows. The size of the antenna housing is 3.8 cm in length and 5 cm in width. A step portion having a depth of 0.2 cm is provided in the opening portion of the antenna housing, and the antenna substrate is placed on the outside at the step portion. It was attached as follows. The thickness of the antenna substrate was 0.1 cm. After the antenna substrate was attached, an epoxy resin coating tank was provided on the surface side. The thickness of this coating tank was about 0.1 cm. As the antenna element, the bow tie type shown in FIG. 7 was used, and the substrate body was made of glass epoxy resin.

この探査実験の結果、図１０に示す通りの探査画像が得られた。図１０において、探査画像の時間帯Ｗｄに存在する白黒のコントラストのはっきりした横縞の領域は送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に伝わる直接波であり、時間帯Ｗｒに存在する小さい円弧状の４つの白い領域が隠蔽物である管２０４〜２１０からの反射波（探知波）であり、これら管２０４〜２１０の配設位置に対応している。図１０の探査画像においては、時間帯Ｗｄと時間帯Ｗｒとの間の時間帯に直接的に入力される電磁波の領域が存在しており、この領域が上記直接波の影響によるノイズ成分である。図１０から明らかなように、このアンテナユニットを用いた場合、ノイズ成分が少なく、管２０４〜２０６からの反射波（探知波）はこのノイズ成分によってほとんど影響を受けず、これら管２０４〜２１０の探査画像がきれいに現れている。 As a result of this exploration experiment, an exploration image as shown in FIG. 10 was obtained. In FIG. 10, the black and white contrasted horizontal stripe region existing in the time zone Wd of the search image is a direct wave directly transmitted from the transmitting antenna body to the receiving antenna body, and is a small circle existing in the time zone Wr. Four arc-shaped white areas are reflected waves (detection waves) from the tubes 204 to 210 which are concealment objects, and correspond to the positions where these tubes 204 to 210 are disposed. In the search image of FIG. 10, there is a region of electromagnetic waves that are directly input in the time zone between the time zone Wd and the time zone Wr, and this region is a noise component due to the influence of the direct wave. . As is apparent from FIG. 10, when this antenna unit is used, there are few noise components, and reflected waves (detection waves) from the tubes 204 to 206 are hardly affected by the noise components. The exploration image appears neatly.

比較のために、上述したと同様のコンクリートサンプル２０２を使用し、アンテナユニットとして図１２に示す従来の形態のものを備えた探査装置を用いて同様に矢印２１２で示す方向に探査を行った。このアンテナユニットにおいては、ユニットハウジングから突出するようにアンテナ基板を設け、そのアンテナ素子が内側となるようにユニットハウジングの開口部に取り付けた。尚、アンテナ基板自体の構成は、上述した実施例と同一であった。 For comparison, a concrete sample 202 similar to that described above was used, and a search was performed in the direction indicated by the arrow 212 in the same manner using a search device equipped with the antenna unit having the conventional configuration shown in FIG. In this antenna unit, an antenna substrate was provided so as to protrude from the unit housing, and the antenna unit was attached to the opening of the unit housing so that the antenna element was inside. The configuration of the antenna substrate itself was the same as that in the above-described example.

この比較例においては、図１１に示す通りの探査画像が得られた。図１１において、探査画像の時間帯Ｗｄに存在する領域は送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に直接的に伝わる直接波であり、時間帯Ｗｒに存在する小さい円弧状の４つの白い領域が管２０４〜２１０からの反射波（探知波）であり、これら管２０４〜２１０からの反射波が、送信用アンテナ体からの直接波によるノイズに覆われ、これら管２０４〜２１０の探査画像が不明瞭となっている。 In this comparative example, an exploration image as shown in FIG. 11 was obtained. In FIG. 11, the region present in the time zone Wd of the search image is a direct wave that is directly transmitted from the transmitting antenna body to the receiving antenna body, and four small white regions having an arc shape existing in the time zone Wr are the tubes. 204 to 210 are reflected waves (detection waves), and the reflected waves from these tubes 204 to 210 are covered with noise due to direct waves from the transmitting antenna body, and the search images of these tubes 204 to 210 are unclear. It has become.

以上のことから、比較例においては、アンテナ基板がアンテナハウジングから突出しているので、送信用アンテナ体からの直接波が受信用アンテナ体に向けて伝搬され易く、また伝搬された直接波が受信用アンテナ体に受信され易く、その結果、直接波によるノイズ成分が大きくなって探知波がノイズ成分によって覆われ、探査画像が不鮮明となっている。これに対して、実施例においては、アンテナ基板がアンテナハウジングの段差部に収容されてその周囲が側壁により覆われているので、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体に伝搬される直接波は送信用アンテナ体の側壁によって遮断され、また受信用アンテナ体に伝搬される直接波も受信用アンテナ体の側壁によって遮断され、その結果、直接波によるノイズ成分が小さくなって探知波に与える影響がほとんどなくなり、探査画像が鮮明になっている。 From the above, in the comparative example, since the antenna substrate protrudes from the antenna housing, the direct wave from the transmitting antenna body is easily propagated toward the receiving antenna body, and the propagated direct wave is received. The antenna body is easy to receive, and as a result, the noise component due to the direct wave becomes large, the detection wave is covered with the noise component, and the exploration image is unclear. In contrast, in the embodiment, since the antenna substrate is accommodated in the step portion of the antenna housing and the periphery thereof is covered with the side wall, the direct wave propagated from the transmitting antenna body to the receiving antenna body is transmitted. The direct wave that is blocked by the side wall of the trusted antenna body and also propagated to the receiving antenna body is also blocked by the side wall of the receiving antenna body. As a result, the noise component due to the direct wave is reduced and the detection wave is hardly affected. The exploration image is clear.

この探査装置は、地中、コンクリート中に埋設された配管、鋼材などの隠蔽物を探査するのに用いられ、地表を掘り起こしたり、コンクリートの一部を破損することなく、非開削、非破壊で隠蔽物を探査することができる。また、この装置を用いることによって、送信用アンテナ体から受信用アンテナ体へ直接的に伝搬される直接波によるノイズ成分を少なくし、鮮明な探査画像が得られ、隠蔽物を正確に探査することができ、隠蔽物の探査に有効に適用することができる。 This exploration device is used for exploring underground materials such as pipes and steel concealed materials buried in concrete, and without digging up the surface or damaging part of the concrete, it is non-open and non-destructive. The concealment can be explored. In addition, by using this device, the noise component due to the direct wave propagating directly from the transmitting antenna body to the receiving antenna body can be reduced, a clear exploration image can be obtained, and the concealed object can be explored accurately. And can be effectively applied to concealment exploration.

本発明に従う探査装置の構成の概要を簡略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows simply the outline | summary of a structure of the search apparatus according to this invention. 図１の探査装置のアンテナユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna unit of the search apparatus of FIG. 図２のアンテナユニットにおけるアンテナ体を、アンテナ基板を取り外した状態で示す平面図である。It is a top view which shows the antenna body in the antenna unit of FIG. 2 in the state which removed the antenna board | substrate. 図３におけるＩＶ−ＩＶ線による断面図である。It is sectional drawing by the IV-IV line in FIG. 図３におけるＶ−Ｖ線による断面図である。It is sectional drawing by the VV line in FIG. 図３のアンテナ体を、アンテナ基板を外した状態で示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna body of FIG. 3 in the state which removed the antenna board | substrate. 図３のアンテナ体におけるアンテナ基板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the antenna board | substrate in the antenna body of FIG. 図３のアンテナ体におけるアンテナ基板とリード線との接続作業を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection operation | work of the antenna board | substrate and lead wire in the antenna body of FIG. 探査実験に用いたコンクリートブロックを示す図である。It is a figure which shows the concrete block used for the exploration experiment. 実施例の探査装置により得られた探査画像を示す図である。It is a figure which shows the search image obtained by the search apparatus of an Example. 比較例の探査装置により得られた探査画像を示す図である。It is a figure which shows the search image obtained by the search apparatus of a comparative example. 従来のアンテナ体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional antenna body. 従来のアンテナ体におけるアンテナ基板とリード線との接続作業を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the connection operation | work of the antenna board | substrate and lead wire in the conventional antenna body.

Explanation of symbols

２装置本体
４コンクリート
８送信用アンテナ体
１０受信用アンテナ体
１５隠蔽物
１６信号処理手段
２２アンテナユニット
２６アンテナハウジング
４０段差部
４２アンテナ基板
４６強磁性ブロック
５２アンテナ素子
６６接続端子
６８リード線
７４コーティング層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Apparatus main body 4 Concrete 8 Transmitting antenna body 10 Receiving antenna body 15 Concealed object 16 Signal processing means 22 Antenna unit 26 Antenna housing 40 Step part 42 Antenna board 46 Ferromagnetic block
52 Antenna element 66 Connection terminal 68 Lead wire 74 Coating layer

Claims

To generate an exploration signal by processing an antenna for transmission that transmits an electromagnetic wave toward an object to be detected, an antenna for reception that receives an electromagnetic wave reflected from the object to be detected, and a received signal of the antenna for reception And a signal processing means,
The transmitting antenna body and / or the receiving antenna body includes an antenna housing having one surface open, an antenna element and an antenna substrate having a connection portion connected to the antenna element, and a connection terminal provided in the antenna housing. And a lead wire for electrically connecting the connection portion and the connection terminal, and an opening portion of the antenna housing is provided with a concave step portion, and the antenna substrate includes the antenna element and the connection portion. as but the outer side, the at least partially housed in the opening is supported by the stepped portion, also electrically connected the lead wire from the opening outside of the antenna housing to the connection portion of the antenna substrate The exploration device characterized by being made .

The step portion is provided on the entire periphery of the opening of the antenna housing, the outer peripheral portion of the antenna substrate is supported by the stepped portion, and wherein the total of the antenna substrate is housed in the step portion The exploration device according to claim 1.