JP5860258B2

JP5860258B2 - 電気検層用貫入ロッド

Info

Publication number: JP5860258B2
Application number: JP2011215765A
Authority: JP
Inventors: 野口　昭一; 昭一野口; 清廣▲せ▼
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: JP2013076590A

Description

地中の比抵抗を測定するための電気検層用貫入ロッドに関する。

従来から、地中の比抵抗を測定する試験として電気検層が知られている。そこで、この電気検層に用いる試験器具としては、特許文献１，２に示す電気検層用貫入ロッドが考案されている。この電気検層用貫入ロッドは、周面に複数の電極を備えており、ボーリング孔内に挿入して使用する。そして、この電極から延びる信号線を外部の比抵抗測定装置に接続し、この比抵抗測定装置が前記電極による検出値（電流値、電圧値）に基づいて地中の比抵抗を算出する。

特開２００８−５１５０２号公報特開２０１０−２５７７１号公報

しかしながら、上記電気検層用貫入ロッドでは、ケーブルの本数は、電極の数に応じて必要であり、かつ当該ケーブルの長さは、電極から外部の比抵抗測定装置まで必要であるから、配線コストに課題があった。また、貫入深度に応じてケーブル長さが異なるため配線抵抗に誤差が生じ、検出精度にも課題があった。

本発明の電気検層用貫入ロッドは、上記課題に鑑みて創成されたものであり、外周面に複数の電極を設けて成るロッド本体と、前記ロッド本体に内蔵され、電極から延びる信号線を集中配線し、電極の検出値に基づいて地中の比抵抗を演算する中継基板とを備える。

また、前記ロッド本体は中空に成形され、その内部に前記中継基板が配置されていることが好ましい。

また、前記ロッド本体は、その端部に前記中継基板と電気的に接続される同軸コネクタを備え、かつ当該同軸コネクタには、両端に他の同軸コネクタを備えて成る延長用ロッドの同軸コネクタを接続することにより、ロッド本体と延長用ロッドとを電気的に接続可能に構成されていることが好ましい。

また、前記ロッド本体あるいは延長用ロッドの同軸コネクタには、ロータリ電気コネクタが接続されることが好ましい。

本発明の電気検層用貫入ロッドによれば、電極から延びる信号線を中継基板に集中配線することで、省配線化を実現することができる。また、電極と電子基板とを繋ぐ信号線の長さが一定となるので配線抵抗が安定し、検出精度が向上する。

電気検層用貫入ロッドの構成図である。電気検層装置ロッドの要部拡大断面図である。電気検層用貫入ロッドの延長用ロッドの構成図である。電気検層用貫入ロッドの中継基板のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は電気検層用貫入ロッドである。この電気検層用貫入ロッド１は、中空のロッド本体１０と、必要に応じてこのロッド本体１０に順次継ぎ足して連結される中空の延長用ロッド３０とから構成されている。また、このロッド本体１０の先端にはスクリューポイント２が接続してあり、地中に回転貫入できるように構成されている。

前記ロッド本体１０には、図２に示すように、外周面にリング状の電極１１，１２，１３，１４が所定の間隔を空けて設けてある。そして、このロッド本体１０は、最上部の電極１１に電流を印加して最下部の電極１４に流れる電流を検出し、残りの電極１２，１３の電位差を検出することにより、地中の比抵抗を測定するように構成されている。

前記電極１１，１２，１３，１４から延びる各信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａは、中空のロッド本体１０内を通され、当該ロッド本体１０の内部に設置された中継基板５０に集中配線されている。これにより、電極１１，１２，１３，１４による検出信号が中継基板１１へ送信される。

また、前記中継基板５０には、ロッド本体１０内に挿入された同軸ケーブル１６が接続されており、外部の記憶装置９０と中継基板５０との間で通信及び電力供給するように構成されている。

前記中継基板５０には、図３に示すように、分離回路５１、定電圧電源回路５２、マイクロプロセッサ５３（ＭＰＵ）、電流駆動回路５４、電流検出回路５５、差動増幅回路５６、電圧検出回路５７が集積されている。

前記分離回路５１は、電源（図示せず）を内蔵する外部の記憶装置９０から同軸ケーブル１６を通じて送信される電力と電気信号とを分離するものであり、電力を定電圧電源回路５２へ入力する一方、指令信号をマイクロプロセッサ５３（ＭＰＵ）へ送信するように構成されている。

前記電流駆動回路５４は、前記定電圧駆動回路５２からの出力に応じて電極１１へ電流供給するように構成されている。そして、電流検出回路５５が、電極１１から地中抵抗を介して電極１４へ流れた電流を検出する。

前記差動増幅回路５６は、電極１２，１３の入力信号の差分を一定係数で増幅するように構成されている。そして、この差動増幅回路５６による増幅信号に基づいて、電圧検出回路５７が電極１２，１３の電位差を検出する。

前記マイクロプロセッサ５３（ＭＰＵ）は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を内蔵しており、電流検出回路５５及び電圧検出回路５７から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、これら電圧、電流検出信号に基づいて地中の比抵抗を演算するように構成されている。この比抵抗値は、前記分離回路５１を介して記憶装置９０へ送信される。

また、本発明の電気検層用貫入ロッド１は、必要に応じて前記ロッド本体１０に延長用ロッド３０を継ぎ足すように構成されている。この延長用ロッド３０は、図４に示すように、中空を成しており、同軸ケーブル３１が挿入されている。この同軸ケーブル３１は、両端に雄型の同軸コネクタ３２及び雌型の同軸コネクタ３３を備えている。一方、前記ロッド本体１０内の同軸ケーブル１６は、一端に雄型の同軸コネクタ１５を備えている。これら同軸コネクタ１５と同軸コネクタ３３を接続することで、ロッド本体１０と延長用ロッド３０とが導通して電力供給及び通信するように構成されている。

一方、延長用ロッドの同軸コネクタ３２には、ロータリ電気コネクタ７０が接続されている。このロータリ電気コネクタ７０は、回転側と固定側との間で電気信号の送受信を行う電気部品である。このロータリ電気コネクタ７０と記憶装置９０とは、同軸ケーブル７１で接続されており、電力供給と電気信号の送受信が可能である。この構成により、電子基板５０で演算された地中の比抵抗は、ロッド本体１０内の同軸ケーブル１６、延長用ロッド３０内の同軸ケーブル３３、同軸ケーブル７１を通じて記憶装置９０へ送信される。なお、ロッド本体１０に延長用ロッド３０を継ぎ足さない場合には、ロッド本体１０の同軸コネクタ１５にロータリ電気コネクタ７０が接続される。

また、前記延長用ロッド３０には、両端に雌ねじ部３４、雄ねじ部３５が形成されている。一方、ロッド本体１０の端部には雄ねじ部１７が形成されている。そして、ロッド本体１０と延長用ロッド３０とは、ロッド本体１０の雄ねじ部１７と延長用ロッド３０の雌ねじ部３４とを螺合して接続するように構成されている。さらに、延長用ロッド３０を順次継ぎ足す場合には、延長用ロッド３０の雄ねじ部３５に、次の延長用ロッド３０の雌ねじ部３４を螺合して接続する。

なお、本発明の電気検層用貫入ロッド１は、スェーデン式サウンディング試験（ＪＩＳＡ１２２１）に利用できるよう、ロッド本体１０及び延長用ロッド３０の寸法がＪＩＳＡ１２２１に準ずる設定となっている。また、前記延長用ロッド３０の外管３１外周には長手方向に延びる長溝３６が形成されており、例えば特許４２８７７０４号公報に示すスェーデン式サウンディング試験用貫入試験機のロッドチャックに取付けることができる。

本発明の電気検層用貫入ロッドは、中継基板５０に電極１１，１２，１３，１４の信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを中継基板５０に集中接続して記憶装置９０とを通信するように構成されている。これにより、４本の信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを記憶装置９０まで延ばして直接接続する必要がなくなるので、省配線化を実現することができる。また、電極１１，１２，１３，１４と電子基板５０とを繋ぐ信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａの長さは、如何なる貫入深度でも一定となるので、配線抵抗が安定し、検出精度が向上する。

また、中空のロッド本体１０の内部に中継基板５０を配置し、当該ロッド本体１０内に信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを通すことにより、当該信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａが外部に剥き出しにならず、土との摩擦による損傷を防止することができる。

さらに、前記ロッド本体１０と延長用ロッド３０とを同軸コネクタ１５，３３で接続するように構成されているので、分解して簡単に持ち運ぶことができ、かつ延長のための接続作業も容易になる。

その上、ロッド本体１０あるいは延長ロッド３０の同軸コネクタ１５，３２には、ロータリ電気コネクタ７０が接続されているので、信号線１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ及びケーブル１６，３５，７１が捻れることなく、電気検層用ロッド１を回転貫入することができる。

１電気検層用貫入ロッド
２スクリューポイント

１０ロッド本体
１１，１２，１３，１４電極
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ信号線
１５同軸コネクタ
１６同軸ケーブル
１７雄ねじ部

３０延長用ロッド
３１同軸ケーブル
３２，３３同軸コネクタ
３４雌ねじ部
３５雄ねじ部
３６長溝

５０中継基板
５１分離回路
５２定電圧電源回路
５３マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
５４電流駆動回路
５５差動増幅回路
５６電圧検出回路
５７電流検出回路

７０ロータリ電気コネクタ
７１同軸ケーブル

９０記憶装置

Claims

外周面に複数の電極を設けて成るロッド本体と、
前記ロッド本体に内蔵され、電極から延びる信号線を集中配線し、電極の検出値に基づいて地中の比抵抗を演算する中継基板と、
を備えることを特徴とする電気検層用貫入ロッド。
前記ロッド本体は中空に成形され、その内部に前記中継基板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気検層用貫入ロッド。
前記ロッド本体は、その端部に前記中継基板と電気的に接続される同軸コネクタを備え、かつ当該同軸コネクタには、両端に他の同軸コネクタを備えて成る延長用ロッドの同軸コネクタを接続することにより、ロッド本体と延長用ロッドとを電気的に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気検層用貫入ロッド。
前記ロッド本体あるいは延長用ロッドの同軸コネクタには、ロータリ電気コネクタが接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電気検層用貫入ロッド。