JP6186336B2 - 誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサーおよびこれを用いたボアホール電磁探査方法 - Google Patents
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Description
11 ボアホール
12 ボアホール
13 発信器
14 受信器
15 地上部
20 ボアホール電磁探査システム
21 ボアホール
22 発信器
23 受信器
24 ボアホール
25 補助受信器
26 地上部
30 ボアホール電磁探査システム
31 ボアホール
32 ボアホール
33 発信部
34 受信部
35 地上部
50 誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー
51 ケーシング
52 通信部
53 電源部
54 制御部
55 3成分磁力センサー部
56 3成分加速度センサー部
57 3成分磁場センサー部
58 入力コネクタ部
61 x成分センサー部
62 y成分センサー部
63 z成分センサー部
64 垂直コイルモジュール
65 水平コイルモジュール
71 コア
72 信号コイル
73 絶縁材
Claims (8)
- 互いに平行に形成される一対のボアホールのうちいずれか一方のボアホールに設置される発信部と、前記一対のボアホールのうち他方のボアホールに設置され、前記発信部からの信号を受信する受信部と、前記発信部および前記受信部からの信号を受信し分析するた
めに地上に設置される地上部とを含み、地下環境の地質または資源の埋蔵有無に関する探査を行うボアホール電磁探査システムにおいて、前記ボアホール内で広帯域の磁場を広帯域の周波数に対してかつx軸、y軸、z軸に対してそれぞれ正確かつ精密に測定することができるように構成される誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサーであって、
前記地上部との通信のための通信部と、
電源供給のための電源部と、
前記ボアホール磁場計測センサー全体の制御のための制御部と、
前記ボアホール磁場計測センサー全体が前記ボアホール内で北方向となす角度および勾配を測定するための3成分フラックスゲート磁力計からなる3成分磁力センサー部と、
前記ボアホール磁場計測センサーの現在位置、方向、勾配を含む状態情報を検出するための3成分加速度センサー部と、
アナログセンサー信号をデジタル信号に変換するためのA/D変換部を含み、x軸、y軸、z軸方向の3成分磁場を広帯域でそれぞれ検出するための3成分磁場センサー部と、
前記通信部、前記電源部、前記制御部、前記3成分磁力センサー部、前記3成分加速度センサー部および前記3成分磁場センサー部を内部に含むケーシングと、
前記ケーシングの両端部にそれぞれ形成され、加圧により接続される圧力コネクタ部と、を含んでなり、
前記3成分磁場センサー部は、
z軸が前記ケーシングの長さ方向であり、x軸の方向は前記z軸に対して垂直な方向であり、y軸の方向は前記x軸および前記z軸の方向に対して垂直な方向であるとするとき、
棒状または円筒状のコアに複数のコイルが巻かれた形態の垂直コイルモジュールを含み、z軸方向の磁場を検出するz成分センサー部と、
前記垂直コイルモジュールに対して直角となるように、前記ケーシングの直径より小さいサイズに形成される複数の棒状または円筒状の水平コイルモジュールが前記ケーシングの直径方向を向くように並列配置され、x軸方向の磁場を検出するx成分センサー部と、
複数の前記水平コイルモジュールが前記x成分センサー部および前記z成分センサー部のそれぞれのコイルモジュールとそれぞれ直角をなすように配置され、y軸方向の磁場を検出するy成分センサー部と、を含んでなり、
前記水平コイルモジュールは、
前記ケーシングの直径より小さいサイズに形成されるコアと、
前記コアに複数回巻かれる信号コイルと、
前記信号コイルの外側に配置される絶縁材と、
前記絶縁材の外側に巻かれるキャリブレーションコイルと、を含んでなり、
前記キャリブレーションコイルを介して前記信号コイルと反対方向の電流を流すことにより、バッキングコイルの役割、および前記信号コイルの周波数別応答特性を把握するための送信源として活用可能なキャリブレーション機能を兼備するように構成される、
ことを特徴とする、誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。 - 前記ケーシングは、
前記通信部、前記電源部、前記制御部および前記A/D変換部が設置される部分はステンレススチールを含む導電性材質で形成され、
前記3成分磁力センサー部、前記3成分磁場センサー部および前記3成分加速度センサー部が設置される部分は、ガラス繊維を有する不導体材質で形成されることを特徴とする、請求項1に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。 - 前記コアはフェライトを含むミューメタル材質で形成されることを特徴とする、請求項1に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。
- 前記垂直コイルモジュールは、
前記z成分センサー部の全長および前記ケーシングの直径に対応するサイズに形成されるコアと、
前記コアに複数回巻かれる信号コイルと、
前記信号コイルの外側に配置される絶縁材と、
前記絶縁材の外側に巻かれるキャリブレーションコイルと、を含んでなり、
前記キャリブレーションコイルを介して前記信号コイルと反対方向の電流が流れるようにすることにより、バッキングコイルの役割、および前記信号コイルの周波数別応答特性を把握するための送信源として活用可能なキャリブレーション機能を兼備するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。 - 前記コアはフェライトを含むミューメタル材質で形成されることを特徴とする、請求項
4に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。 - 前記ボアホール磁場計測センサーは、
前記x成分センサー部および前記y成分センサー部には複数の前記水平コイルモジュールがそれぞれ電気的に並列に連結され、
前記x成分および前記y成分の水平磁場測定のためのセンサーを電気的に並列に連結することにより、誘導コイルの断面積と巻数が、それぞれ電気的に並列に連結された前記コイルモジュールの個数だけ増加して、直径が制限的なボアホール内の環境で微弱な電磁気波信号を感知することが可能な特性を示す誘導コイル型センサーの敏感度を倍加させることができるように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサー。 - 地下環境の地質または資源の埋蔵有無に関する探査を行うためのボアホール電磁探査システムにおいて、
互いに平行に形成される一対のボアホールのうちいずれか一方のボアホールまたは地上に設置される発信部と、
前記一対のボアホールのうち他方のボアホール、地上、または前記ボアホールと同一のボアホールに設置され、前記発信部からの信号を受信する受信部と、
前記発信部および前記受信部からの信号を受信し分析するために地上に設置される地上部と、を含んでなり、
前記受信部は、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサーを用いて構成されることを特徴とする、ボアホール電磁探査システム。 - 地下環境の地質または資源の埋蔵有無に関する探査を行うためのボアホール電磁探査方法において、
互いに平行に形成される一対のボアホールを掘削する掘削段階と、
それぞれの前記ボアホールに磁気センサーおよび前記磁気センサーからの信号を受信する受信部をそれぞれ設置する設置段階と、
前記磁気センサーおよび前記受信部からの信号を受信して地下環境に対する分析を行う分析段階と、を含んでなり、
前記設置段階は、
前記磁気センサーとして、請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘導型広帯域3成分ボアホール磁場計測センサーを設置するように構成されることを特徴とする、ボアホール電磁探査方法。
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