JP5319981B2 - Elastic wave exploration system - Google Patents
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Description
本発明は、弾性波を用いて地質探査を行う弾性波探査システムに関する。 The present invention relates to an elastic wave exploration system that performs geological exploration using elastic waves.
トンネル等の地下空間を掘削する際の地山には、断層や破砕帯などの不連続面があり、このような不連続面が想定より多くて地山の地質が悪いような場合、切羽の崩壊、多大な変状、突発的な湧水等が多く発生してしまい、掘削速度に大きな影響を与えることがあった。そこで、トンネル内の前方探査を精度よく行う技術として、地山に人為的に弾性波を与えて、その反射波を複数の受振器で検知してコンピュータなどで解析することで、トンネル前方の断層や破砕帯などの不連続面を精度よく検出する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 There are discontinuities such as faults and shredding zones in the natural ground when excavating underground spaces such as tunnels. If there are more discontinuities than expected and the geology of the natural ground is poor, Many collapses, large deformations, sudden springs, etc. occurred, which had a great influence on the excavation speed. Therefore, as a technique for accurately performing forward exploration in the tunnel, artificial waves are artificially applied to the ground, and the reflected waves are detected by multiple geophones and analyzed by a computer, etc. A technique for accurately detecting a discontinuous surface such as a crushing zone or the like is known (for example, Patent Document 1).
ところで、トンネル内には凹凸箇所が多く、前方探査を行う探査システムのケーブルなどがこの凹凸箇所に引っかかって自由なシステム構成機器のレイアウトができなかったり、または、ケーブルの長さにより探査範囲が限定されていたりした。さらに、凹凸箇所への引っかかりによりケーブルの断線が発生するおそれもあった。そこで、弾性波を発生するための振動発生用部材(トリガハンマ)、弾性波による振動を検知する受振器、及び振動値を解析する解析コンピュータ(データロガー)といったシステム構成機器を無線で接続して、機器を設置するレイアウト上の制約を無くし、探査の自由度を高める技術が提案されている(例えば、特許文献2)。
しかしながら、従来の無線接続された前方探査システムでは、機器を設置するレイアウト上の制約を無くして探査の自由度を高めることは可能であるものの、振動発生用部材、受振器、及び解析コンピュータのそれぞれが管理する時刻が時間の経過とともに徐々にずれてしまうことについては考慮されていなかった。そのため、前方探査システムの各構成部材間での時刻が徐々にずれてしまい、トンネル等の掘削現場において、精度よく不連続面を検出することができない可能性があった。 However, in the conventional wirelessly connected forward exploration system, it is possible to increase the degree of freedom of exploration by eliminating the restrictions on the layout in which the equipment is installed, but each of the vibration generating member, the geophone, and the analysis computer It was not taken into account that the time managed by the system gradually shifted with time. For this reason, the time between the constituent members of the forward exploration system is gradually shifted, and there is a possibility that the discontinuous surface cannot be detected accurately at the excavation site such as a tunnel.
そこで、本発明は、構成機器が無線接続されてレイアウト上の制約を無くして探査の自由度を高めつつ、不連続面を精度よく検出することができる弾性波探査システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an elastic wave exploration system that can detect a discontinuous surface with high accuracy while increasing the degree of freedom of exploration by eliminating the constraints on the layout by wirelessly connecting components. To do.
本発明は、人為的に発生された弾性波の伝播に応じた振動値を解析手段で解析して地質探査を行う弾性波探査システムであって、弾性波の発生時刻情報を無線送信する振動発生時刻送信手段と、弾性波の伝播に応じた振動値を検知する受振手段とを含み、この受振手段は、振動発生時刻送信手段から無線送信された発生時刻情報を受信する受信手段と、受振手段が管理する基準時刻を、発生時刻情報による弾性波の発生時刻に同期させる同期手段と、発生時刻に同期された基準時刻に基づく取得開始時刻から所定の時間内において、弾性波の伝播に応じた振動値を取得する振動値取得手段と、振動値取得手段で取得した振動値を解析手段に無線送信する送信手段と、を備えていることを特徴とする。 The present invention relates to an elastic wave exploration system that performs geological exploration by analyzing vibration values according to propagation of artificially generated elastic waves by an analysis means, and generates vibrations by wirelessly transmitting elastic wave generation time information. Including a time transmitting means and a vibration receiving means for detecting a vibration value corresponding to the propagation of the elastic wave, the vibration receiving means receiving the generation time information wirelessly transmitted from the vibration occurrence time transmitting means, and the vibration receiving means The synchronization means for synchronizing the reference time managed by the generation time information with the generation time information, and in accordance with the propagation of the elastic wave within a predetermined time from the acquisition start time based on the reference time synchronized with the generation time A vibration value acquisition unit that acquires a vibration value and a transmission unit that wirelessly transmits the vibration value acquired by the vibration value acquisition unit to the analysis unit.
本発明によれば、弾性波の発生時刻に同期された基準時刻に基づく取得開始時刻から所定の時間内において、弾性波の伝播に応じた振動値を取得している。このため、受振手段が振動発生時刻送信手段に無線接続されているにもかかわらず、受振手段が管理する基準時刻と発生時刻情報による弾性波の発生時刻との間で時刻同期がとられ、両時刻間でのずれがなく、精度よく振動値を取得することができる。振動値データが精度よく取得されることから、解析手段は、高精度の振動値を用いて解析することができる。しかも、受振手段が振動発生時刻送信手段に無線接続されていることから、地質の解析に好ましい位置に受振手段の配置を行うことができる。これらの結果、不連続面を精度よく検出することが可能となる。 According to the present invention, the vibration value corresponding to the propagation of the elastic wave is acquired within a predetermined time from the acquisition start time based on the reference time synchronized with the generation time of the elastic wave. Therefore, even though the vibration receiving means is wirelessly connected to the vibration occurrence time transmitting means, time synchronization is established between the reference time managed by the vibration receiving means and the elastic wave generation time based on the occurrence time information. The vibration value can be obtained with high accuracy without any time lag. Since the vibration value data is acquired with high accuracy, the analysis means can analyze using the vibration value with high accuracy. In addition, since the vibration receiving means is wirelessly connected to the vibration occurrence time transmitting means, the vibration receiving means can be arranged at a position suitable for geological analysis. As a result, it becomes possible to detect discontinuous surfaces with high accuracy.
さらに、複数の受振手段を備え、受振手段それぞれで管理される基準時刻が同期手段によって互いに同期されることが好ましい。複数の受振手段間で時刻同期させることにより、不連続面を更に精度よく検出することができる。 Furthermore, it is preferable that a plurality of vibration receiving means are provided, and the reference times managed by the vibration receiving means are synchronized with each other by the synchronization means. By synchronizing the time between the plurality of vibration receiving means, the discontinuous surface can be detected with higher accuracy.
取得開始時刻は、発生時刻情報による弾性波の発生時刻からさかのぼった時刻であることが更に好ましい。この場合、弾性波の発生時刻前後の振動値を取得することで、人為的に弾性波を発生させる際に起こる「誤動作」を検知して、その影響を含めて振動値を解析することができ、不連続面を一層精度よく検出することが可能となる。なお、ここで用いる「誤動作」とは、例えば、トリガハンマといった振動発生用部材で岩石を打撃して弾性波を人為的に発生させる際、トリガハンマが岩石に垂直にあたらず、岩石の角などにあたり、所定の弾性波が発生されないことを意味する。 More preferably, the acquisition start time is a time retroactive to the elastic wave generation time based on the generation time information. In this case, by acquiring the vibration values before and after the generation time of the elastic wave, it is possible to detect the “malfunction” that occurs when generating the elastic wave artificially, and analyze the vibration value including its influence. It becomes possible to detect a discontinuous surface with higher accuracy. In addition, the “malfunction” used here is, for example, when the rock is hit manually with a vibration generating member such as a trigger hammer to generate an elastic wave artificially, the trigger hammer does not hit the rock perpendicularly, it hits the corner of the rock, This means that a predetermined elastic wave is not generated.
本発明は、送信手段から無線送信される振動値を受信すると共に振動値を解析して地質探査を行う解析手段を更に備え、解析手段は、少なくとも一の受振手段から振動値を複数回受信して、複数回受信した振動値をスタッキング処理することが好ましい。このような複数の振動値によるスタッキング処理、すなわち振動値の重ね合わせ処理により、振動値の振幅の大きさを際立たせて、不連続面を一層精度よく検出することができる。 The present invention further comprises analysis means for receiving a vibration value wirelessly transmitted from the transmission means and analyzing the vibration value to perform geological exploration, and the analysis means receives the vibration value from at least one vibration receiving means a plurality of times. Thus, it is preferable to stack the vibration values received a plurality of times. By such stacking processing using a plurality of vibration values, that is, vibration value superimposition processing, the magnitude of the amplitude of the vibration values can be made to stand out and the discontinuous surface can be detected with higher accuracy.
超磁歪素子を用いて人為的に弾性波を発生させる振動発生手段を更に備えることが好ましい。超磁歪素子を用いると一定の弾性波を繰り返し発生させることができ、不連続面を精度よく検出することができる。 It is preferable to further include vibration generating means for artificially generating elastic waves using the giant magnetostrictive element. When a giant magnetostrictive element is used, a certain elastic wave can be repeatedly generated, and a discontinuous surface can be detected with high accuracy.
本発明によれば、探査の自由度を高めつつ、不連続面を精度よく検出することができる。 According to the present invention, a discontinuous surface can be detected with high accuracy while increasing the degree of freedom of exploration.
以下、図面を参照して本発明に係る弾性波探査システムの好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an elastic wave exploration system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示されるように、トンネルの掘削工事に伴って、坑内Tの最先端部分である切羽Taが前進する。この切羽Taの前進の際、地山Mに断層、破砕帯、地層境界面、空洞などといった不連続面Sがあると、切羽Taの崩壊や突発的な湧水等が発生してしまい、トンネルの掘削速度や工費などに大きな影響を及ぼしてしまう場合がある。そこで、トンネルの掘進にあたり、切羽Ta前方における不連続面Sといった地質情報を精度よく予測評価することが重要となる。そのため、掘進に先だって不連続面Sの探査を行っておく必要がある。弾性波探査システム1は、このような切羽Ta前方における不連続面Sを探査するためのシステムである。 As shown in FIG. 1, the face Ta, which is the foremost portion of the pit T, moves forward with the excavation work of the tunnel. When the face Ta moves forward, if there is a discontinuous surface S such as a fault, shatter zone, formation boundary surface, cavity, etc. in the natural ground M, the face Ta collapses or sudden springs occur, and the tunnel This may greatly affect the excavation speed and construction cost. Therefore, it is important to accurately predict and evaluate geological information such as the discontinuous surface S in front of the face Ta when excavating the tunnel. Therefore, it is necessary to search for the discontinuous surface S prior to excavation. The elastic wave exploration system 1 is a system for exploring such a discontinuous surface S in front of the face Ta.
弾性波探査システム1は、図1及び図2に示されるように、弾性波EWを切羽Ta前方に向かって人為的に発生させるための部材であて、弾性波EWの発生時刻を示すトリガ信号(発生時刻情報)を生成するトリガハンマ3と、トリガハンマ3により発生された弾性波EWが不連続面Sで反射して戻ってくる反射波RWによる振動値を検知する複数の受振器(受振手段)5と、複数の受振器5との間で双方向に無線通信が可能であり、トリガ信号をトリガハンマ3から受信して受振器5にそのトリガ信号を無線送信する無線送受信機(振動発生時刻送信手段)7と、複数の受振器5で受信された反射波RWによる振動値等をコンピュータ解析することで不連続面Sの位置、傾き、規模、相対的な軟硬などを検出する解析コンピュータ(解析手段)9と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the elastic wave exploration system 1 is a member for artificially generating an elastic wave EW toward the front of the face Ta, and is a trigger signal indicating the generation time of the elastic wave EW (
トリガハンマ3は、坑内Tにおける所定の岩石を垂直方向に打撃することで人為的にP波及びS波からなる弾性波EWを切羽Ta前方を含む全方位に向かって発生させるための振動発生用部材であり、無線送受信機7及び解析コンピュータ9に信号線Lで有線接続される。トリガハンマ3は、打撃面側に配置され、内蔵する圧電素子で打撃を検知する打撃検知部3aと、打撃検知部3aで検知された検知電圧を弾性波EWの発生時刻を示すトリガ信号として無線送受信機7及び解析コンピュータ9に送信する送信部3bとを有している。
The
このようなトリガハンマ3は、無線送受信機7を介して、打撃検知部3aで検知した打撃のトリガ信号を複数の受振器5に同時に無線送信する。また、この無線送信と同時に、トリガハンマ3は、信号線Lを介して、解析コンピュータ9にトリガ信号を有線送信する。さらに、トリガハンマ3は、岩石への打撃によって、上述した掘進方向前方への弾性波EWに加え、坑内Tの坑壁を直接伝播する弾性波EW(直達波ともいう)も発生させ、この直達波は坑壁を介して受振器5へ直接伝播される。なお、岩石に対するトリガハンマ3による打撃の際、トリガハンマ3が岩石の面に対して垂直にあたらず、岩石の角などにあたって「誤動作」が発生する場合がある。
Such a
受振器5は、反射波RWによる振動や直達波による振動を検知して、所定時間内における振動の振幅を示す振動値データを取得して無線送信する受振手段である。受振器5は、反射波RWや直達波による振動値を検知して取得する振動検知部(振動値取得手段)5aと、トリガハンマ3から無線送受信機7を介して無線送信されるトリガ信号を受信すると共に振動検知部5aで取得された振動値データを解析コンピュータ9に無線送信する送受信部(受信手段、送信手段)5b、受振器5が管理する基準時刻t1を、送受信部5bで受信したトリガ信号による弾性波EWの発生時刻に同期させる内蔵タイマ(同期手段)5cと、受振器5を駆動するための駆動電源5dとを備えている。
The
本実施形態では、上述した受振器5を10個用意しており、それぞれの受振器5が所定の間隔で坑内Tの坑壁に配置される。受振器5は、坑壁に配置後、常に振動値を検知し、検知した振動値を不図示の一時記憶メモリに、一時的に記憶するように設定されている。受振器5は、トリガ信号をトリガハンマ3から受信すると、一時記憶メモリに記憶された振動値を、送信用の振動値データとして取得して解析コンピュータ9に無線送信する。これにより、常に振動値データを無線送信する場合に比べ、例えば電池などからなる駆動電源5dの省電力化及び長寿命化が図られる。
In the present embodiment, ten of the above-described
ここで、受振器5で取得される振動値データについて、図3を用いて説明する。図3に示されるように、10個の受振器5で検知される振動値はA1〜A10でそれぞれ表わされる。受振器5がトリガハンマ3からトリガ信号を受信すると、各受振器5の内蔵タイマ5cで管理される基準時刻t1間で時刻同期がとられ、各受振器5における基準時刻t1と弾性波EWの発生時刻とが同期されると共に、各受振器5の基準時刻t1が相互に同期され、振動値の取得開始時刻t0(0ms)から振動値データの取得が開始される。
Here, the vibration value data acquired by the
振動値データの取得は、弾性波の発生時刻に同期された基準時刻t1から所定の時間さかのぼった時刻(取得開始時刻t0)から開始されるようになっている。これは、トリガハンマ3の打撃時に発生する「誤動作」による影響を含めた解析を行って不連続面Sを精度よく検出するためのものである。すなわち、打撃時に「誤動作」が発生して弾性波EWが不十分である場合、そのままでは正確な振動値を検知できない。そのため、弾性波EWの発生時刻前後における振動値データを比較することで、「誤動作」の発生の有無を検出し、「誤動作」の発生を検出した場合には解析コンピュータ9で振動値データを適正値に補正処理する。なお、このように時間的にさかのぼった振動値データの取得は、上述した一時記憶メモリに記憶された振動値データを用いて実行される。
The acquisition of vibration value data is started from a time (acquisition start time t0) that goes back a predetermined time from a reference time t1 synchronized with the time of occurrence of the elastic wave. This is for accurately detecting the discontinuous surface S by performing an analysis including the influence of “malfunction” that occurs when the
振動値のデータ取得が取得開始時刻t0で開始されると、受振器5は、最初に受振器5に伝播される直達波による振動を時刻t2〜t3の間で主に検知して振動値データを取得し、続いて、反射波RWによる振動値を時刻t3以降に検知して振動値データを取得し、時刻t4(128ms)までの所定の時間内、振動値データを取得する。そして、各受振器5は、所定時間である128ms間で取得された振動値データを一括して、解析コンピュータ9に無線送信する。
When the vibration value data acquisition is started at the acquisition start time t0, the
無線送受信機7は、複数の受振器5との間で双方向に無線通信が可能な無線送受信手段であり、トリガハンマ3からのトリガ信号を受振器5の送受信部5bに無線送信し、受振器5の送受信部5bからの振動値データを受信して解析コンピュータ9に送信する。この無線送受信機7は、トリガハンマ3及び解析コンピュータ9に信号線Lを介して接続されている。
The wireless transmitter /
解析コンピュータ9は、反射波RW及び直達波による振動値データを解析して、不連続面Sの位置や傾きなどを検出するための検出手段である。解析コンピュータ9は、CPU、RAM及びROMなどが実装され、振動値データの解析により不連続面Sの位置などを検出する検出部9aと、検出部9aによる検出結果を表示するモニタ9bと、解析用のコンピュータプログラムなどが記憶された外部記憶装置9cと、解析コンピュータ9が管理する基準時刻を、入力されたトリガ信号によって弾性波EWの発生時刻に同期させる内蔵タイマ9dとを備えたPC装置である。
The
この解析コンピュータ9は、複数の受振器5での振動値データ(図3参照)を解析して、不連続面Sの位置や傾きなどを検出して、モニタ9bにその結果を表示する解析手段である。解析コンピュータ9は、トリガハンマ3からトリガ信号を受信したら、トリガ信号に基づいて内蔵タイマ9dによる時刻同期をとると共に、複数の受振器5からの振動値データを受信して、複数の振動値データ、受振器5の配置位置、トリガハンマ3による打撃位置などをコンピュータ解析することにより、不連続面Sの位置や傾きを検出する。そして、解析コンピュータ9は、検出された不連続面Sの位置や傾きなどをモニタ9bに出力表示する。なお、コンピュータ解析の際、同じ受振器5から振動値データを複数回受信するようにして、複数の振動値データをスタッキング処理、すなわち振動値の重ね合わせ処理により、振動値データにおける振幅の大きさを際立たせて、解析精度を向上させるようにしてもよい。
The
次に、上述した弾性波探査システム1を利用した不連続面Sの解析方法について説明する。まず、トンネルの坑内Tの坑壁に所定の間隔で10個の受振器5をそれぞれ配置して固定する。受振器5を坑壁に配置する際、受振器5がトリガハンマ3や解析コンピュータ9などに有線接続されていないことから、受振器5の配置や固定が容易に行えると共に、配置レイアウトを自由にすることができる。その後、10個の受振器5の電源をONにする。
Next, a method for analyzing the discontinuous surface S using the above-described elastic wave exploration system 1 will be described. First, ten
続いて、トリガハンマ3によって坑内Tの所定の岩石を垂直方向に打撃して人為的に弾性波EWを発生させる。この際、トリガハンマ3から、無線送受信機7を介してトリガ信号が受振器5に同時に無線送信され、弾性波EWの発生時刻と各受振器5で管理される各基準時刻t1と解析コンピュータ9で管理される基準時刻とがすべて同期され、同期された基準時刻t1に基づく取得開始時刻t0から振動値データの収集が開始される(図3参照)。なお、本実施形態では、トリガハンマ3による「誤動作」の影響を含めた解析を行うため、取得開始時刻t0は、弾性波EWの発生時刻から所定の時間さかのぼった時刻となっている。
Subsequently, the elastic wave EW is artificially generated by hitting a predetermined rock in the mine T in the vertical direction by the
トリガハンマ3での岩石の打撃により、まず、直達波が坑壁を直接伝播して受振器5に伝わり、振動値データの取得を開始した受振器5は、直達波による振動値データを取得する。続いて、トリガハンマ3での岩石の打撃による弾性波EWが地山M中を進行し、不連続面Sで反射して反射波RWが生成される。直達波による振動値データを取得中または取得終了した複数の受振器5は、この反射波RWによる振動値データを検知して取得し(t2〜t3)、取得開始時刻から所定時間が経過した時刻t4(128ms)で振動値データの取得を終了する。振動値データの取得の終了後、複数の受振器5それぞれは、無線送受信機7を介して、所定時間における振動値データを一括して解析コンピュータ9に無線送信する。
By hitting the rock with the
複数の受振器5それぞれから振動値データを受信した解析コンピュータ9は、各受振器5で取得された振動値データや、予めRAM及びROMなどに記憶されている各受振器5の配置位置やトリガハンマ3の打撃位置などの情報に基づいて、検出部9aにより不連続面Sの位置及び傾きを検出する。なお、解析コンピュータ9は、受信した振動値データのうち、弾性波EWの発生時刻前後における振動値データを比較して「誤動作」の発生を検出した場合、振動値データを適正値に補正処理する。そして、解析コンピュータ9は、検出部9aで検出された不連続面Sの位置及び傾きをモニタ9bに出力する。これにより、切羽Ta前方における不連続面Sといった地質情報が精度よく予測評価される。なお、受振器5が振動値データを連続して取得且つ送信し、解析コンピュータ9がその一部の振動値データを用いて、地質探査のための解析を行うようにしてもよい。
The
上述の弾性波探査システム1によれば、内蔵タイマ5cによって弾性波EWの発生時刻に同期された基準時刻t1に基づく取得開始時刻t0からt4までの所定の時間内において、弾性波EWによる反射波RWや直達波による振動値を取得している。このため、受振器5がトリガハンマ3や無線送受信機7に無線接続されているにもかかわらず、受振器5が管理する基準時刻とトリガハンマ3による弾性波の発生時刻との間で時刻同期がとられ、両時刻間でのずれがなく、精度よく振動値データを取得することができる。振動値データが精度よく取得されることから、解析コンピュータ9は、高精度の振動値を用いて地質解析することができる。しかも、受振器5がトリガハンマ3や無線送受信機7に無線接続されていることから、地質の解析に好ましい位置に受振器5の配置を行うことができる。これらの結果、不連続面Sを精度よく検出することが可能となる。
According to the elastic wave exploration system 1 described above, the reflected wave due to the elastic wave EW within a predetermined time from the acquisition start time t0 to t4 based on the reference time t1 synchronized with the generation time of the elastic wave EW by the built-in
さらに、複数の受振器5それぞれで管理される基準時刻t1が各内蔵タイマ5cによって互いに同期されている。複数の受振器5間で基準時刻t1が同期されることにより、解析コンピュータ9で各振動値データを相互に比較することができるため、不連続面Sを更に精度よく検出できる。
Further, the reference time t1 managed by each of the plurality of
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、トリガハンマ3と解析コンピュータ9とは信号線Lを介して有線接続されていたが、トリガハンマ3と解析コンピュータ9とがそれぞれ無線手段を有し、相互に無線接続されるようにしてもよい。この場合、トリガハンマ3による弾性波EWの発生時刻と解析コンピュータ9の内蔵タイマで管理される基準時刻とが、上述したトリガハンマ3と受振器5との間における基準時刻t1の時刻同期と同様な方法で同期されることが好ましい。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、振動発生用部材であるトリガハンマ3を用いたが、トリガハンマ3に代えて、振動発生用部材として発破を用いてもよく、さらに、超磁歪素子、TBM(トンネル・ボーリング・マシーン)の振動、ブレーカーの振動、または電磁制御式発振装置などの振動発生手段を用いて、人為的に弾性波EWを発生させるようにしてもよい。例えば、振動発生源として超磁歪素子を用いた振動発生手段によれば、弾性波EWを複数回発生させる場合であっても均一な弾性波EWを発生されることができ、電磁制御式発振装置といった振動発生手段によれば、P波よりも分解能の高いS波を強く発生させることができ、これらにより、不連続面Sの解析の精度を一層高くすることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、直達波と不連続面Sからの反射波RWとによる振動を受振器5で検知して不連続面Sの位置や傾きを検出するようにしたが、直達波による振動のみを受振器5で検知して、坑壁近辺の地質を調査する弾性波探査システムに、本発明が用いられてもよい。
Further, in the above embodiment, the vibration caused by the direct wave and the reflected wave RW from the discontinuous surface S is detected by the
1…弾性波探査システム、3…トリガハンマ、3a…打撃検知部、3b…送信部、5…受振器(受振手段)、5a…振動検知部(振動値取得手段)、5b…送受信部(送信手段、受信手段)、5c…内蔵タイマ(同期手段)、5d…駆動電源、7…無線送受信機(振動発生時刻送信手段)、9…解析コンピュータ、9a…検出部、9b…モニタ、9c…外部記憶装置、9d…内蔵タイマ、L…信号線、M…地山、S…不連続面、T…坑内、Ta…切羽、EW…弾性波、RW…反射波、t0…取得開始時刻、t1…基準時刻。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Elastic wave exploration system, 3 ... Trigger hammer, 3a ... Hitting detection part, 3b ... Transmission part, 5 ... Vibration receiver (vibration means), 5a ... Vibration detection part (vibration value acquisition means), 5b ... Transmission / reception part (transmission means) , Receiving means), 5c ... built-in timer (synchronizing means), 5d ... drive power supply, 7 ... wireless transceiver (vibration occurrence time sending means), 9 ... analysis computer, 9a ... detection unit, 9b ... monitor, 9c ... external storage Device: 9d: Built-in timer, L: Signal line, M: Ground mountain, S: Discontinuous surface, T ... Tunnel, Ta ... Face, EW ... Elastic wave, RW ... Reflected wave, t0 ... Acquisition start time, t1 ... Reference Times of Day.
Claims (4)
前記弾性波の発生時刻情報を無線送信する振動発生時刻送信手段と、
前記弾性波の伝播に応じた振動値を検知する受振器と、を含み、
前記受振器は、
前記振動発生時刻送信手段から無線送信された前記発生時刻情報を受信する受信手段と、
前記受振器が管理する基準時刻を、前記発生時刻情報による前記弾性波の発生時刻に同期させる同期手段と、
連続的に検知される振動値を記憶する記憶メモリと、
前記発生時刻に同期された前記基準時刻に基づく取得開始時刻から、直達波及び反射波の伝播に基づいて設定される所定の時間内において、前記弾性波の伝播に応じた振動値を取得する振動値取得手段と、
前記振動値取得手段で取得した前記振動値を前記解析手段に無線送信する送信手段と、
を備え、
前記取得開始時刻は、前記発生時刻情報による前記弾性波の発生時刻からさかのぼった時刻であり、
前記振動値取得手段は、前記受信手段が前記発生時刻情報を受信すると、前記記憶メモリに記憶されている振動値の一部を、前記弾性波の伝播に応じた振動値として取得し、前記送信手段が、当該取得された振動値を一括して前記解析手段に無線送信することを特徴とする弾性波探査システム。 An elastic wave exploration system that performs geological exploration by analyzing vibration values according to the propagation of artificially generated elastic waves with an analysis means,
Vibration generation time transmitting means for wirelessly transmitting the generation time information of the elastic wave;
Anda geophone for detecting a vibration value corresponding to the propagation of the acoustic wave,
The geophone,
Receiving means for receiving the occurrence time information wirelessly transmitted from the vibration occurrence time transmitting means;
Synchronization means for synchronizing a reference time managed by the geophone with the generation time of the elastic wave according to the generation time information;
A storage memory for storing continuously detected vibration values;
Vibration for acquiring a vibration value corresponding to the propagation of the elastic wave within a predetermined time set based on the propagation of the direct wave and the reflected wave from the acquisition start time based on the reference time synchronized with the occurrence time A value acquisition means;
Transmitting means for wirelessly transmitting the vibration value acquired by the vibration value acquiring means to the analyzing means;
With
The acquisition start time, Ri time der retroactive from the time of occurrence of the acoustic wave by the generating time information,
When the receiving means receives the occurrence time information, the vibration value acquisition means acquires a part of vibration values stored in the storage memory as a vibration value according to propagation of the elastic wave, and transmits the transmission value. means, acoustic wave exploration system collectively the obtained vibration value, characterized that you wirelessly transmitted to the analysis means.
前記受振器それぞれで管理される前記基準時刻が前記同期手段によって互いに同期されることを特徴とする請求項1記載の弾性波探査システム。 Comprising a plurality of said geophone,
Elastic wave exploration system according to claim 1, characterized in that it is synchronized with each other by said reference time said synchronizing means managed by the geophones respectively.
前記解析手段は、少なくとも一の前記受振器から前記振動値を複数回受信して、複数回受信した前記振動値をスタッキング処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の弾性波探査システム。 An analysis means for receiving the vibration value wirelessly transmitted from the transmission means and analyzing the vibration value to perform a geological exploration;
3. The elastic wave exploration system according to claim 1, wherein the analysis unit receives the vibration value a plurality of times from at least one of the geophones and stacks the vibration value received a plurality of times. 4. .
The elastic wave exploration system according to any one of claims 1 to 3, further comprising vibration generation means for artificially generating the elastic wave using a giant magnetostrictive element.
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