JPH0136155Y2 - - Google Patents

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JPH0136155Y2
JPH0136155Y2 JP6420284U JP6420284U JPH0136155Y2 JP H0136155 Y2 JPH0136155 Y2 JP H0136155Y2 JP 6420284 U JP6420284 U JP 6420284U JP 6420284 U JP6420284 U JP 6420284U JP H0136155 Y2 JPH0136155 Y2 JP H0136155Y2
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signal
depth
received signal
antenna
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

「考案の技術分野」 この考案は地中に電波を発信し、その反射波を
受信して例えばガス管、水道管、下水管等の地中
埋設管の存在及び埋設方向を探査する地中埋設管
探査装置に関し、特に探査結果をわかり易い形で
表示するように構成した地中埋設管探査装置を提
供しようとするものである。 「従来技術」 特開昭58−158576号公報に開示されるように電
波を地中に向つて発信し、その反射波を受信して
波形処理し、その波形処理の結果により地中埋設
管の有無及び埋設管の埋設方向を探査する方法が
考えられている。 「考案の目的」 この考案は先に提案されている地中埋設管の探
査方法を利用して探査装置を構成するもので、埋
設管の有無及び埋設深度、埋設方向等を直視的な
表現で表示し、その表示からだれにでも容易に埋
設管の有無及び埋設深度、埋設方向を容易に理解
することができる埋設管探査装置を提供しようと
するものである。 「考案の実施例」 第1図にこの考案の一実施例を示す。図中鎖線
で囲む部分1は先に提案された地中埋設管の探査
方法で開示された装置の部分に対応している。 部分1は高周波発振器2と、この高周波発振器
2から出力される高周波信号を例えば1サイクル
分だけ取出すゲート回路と、このゲート回路3か
ら出力される高周波信号を電波として地中に向つ
て発信し、反射波を受信するアンテナ4と、アン
テナ4で受信した受信信号を所定のレベルに増幅
して取出す受信装置5と、アンテナ4から発信さ
れる電波の偏波面を回転させる回転駆動装置6
と、受信信号が得られる回転角度を検出し、後述
する受信信号の正相と逆相の違いに応じて正相検
出信号Paと逆相検出信号Pbを出力する方位判定
回路7とにより構成される。 アンテナ4は少なくとも2組のダイポールアン
テナが互に直交して配置されて構成され、互に直
交するダイポールアンテナの一方を送信アンテナ
とし、他方を受信アンテナとして利用する。送信
アンテナと受信アンテナを直交した関係を保つて
回転させ、発信電波の偏波面を回転させる。これ
と共に送信アンテナと直交して配置した受信アン
テナで反射波を受信する。 偏波面を回転させる方法としてはアンテナを機
械的に回転させる方法と、複数のアンテナ素子を
電子的に切換えて偏波面を回転させる方法とがあ
る。この例ではアンテナ素子を電子的に切換えて
発信電波の偏波面を回転させる場合を説明する。
つまり切換器8を設け、この切換器8に回転駆動
装置6から切換タイミング信号ANを与えてアン
テナ素子を切換る場合を説明する。 切換の実施例として例えば第2図に示すように
8個のアンテナ素子4A,4B,4C,4D,4
E,4F,4G,4Hを45゜間隔で放射状に配置
し、この8個のアンテナ素子を順次切換ることに
より発信電波の偏波面を45゜ずつ回転させるよう
に構成することができる。第2図においてアンテ
ナ素子はそれぞれ4Aと4E、4Cと4G、4B
と4F、4Dと4Hによつてそれぞれ一つのダイ
ポールアンテナを構成する。これら4組のダイポ
ールアンテナに切換器8によつて互に90゜ずつ交
叉する関係を選択して送信端子T1,T2と受信端
子R1,R2を接続し送信と受信を行なう。 第3図に切換器8の具体的な実施例を示す。ゲ
ート回路3から取出される1サイクル分の高周波
信号は不平衡−平衡変換器11によつて平衡信号
に変換されて送信端子T1,T2に送られる。また
受信端子R1,R2に受信した信号は平衡−不平衡
変換器12によつて不平衡信号に変換し受信手段
5に供給する。 送信端子T1,T2、受信端子R1,R2と各アンテ
ナ素子4A,4B,4C,4D,4E,4F.4
G,4Hの各間には48個のリレー接点S11〜S48
接続し、これら各リレー接点S11〜S48が第4図に
示すタイミングで順次オン、オフ操作されること
により、 アンテナ素子4Aと4Eが送信アンテナとし
て動作するときアンテナ素子4Cと4Gが受信
アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Bと4Fが送信アンテナとし
て動作するときアンテナ素子4Dと4Hが受信
アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Cと4Gが送信アンテナとし
て動作するときアンテナ素子4Aと4Eが受信
アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Dと4Hが送信アンテナとし
て動作するときアンテナ素子4Bと4Fが受信
アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Aと4Eが送信アンテナ(こ
こからとアンテナ素子の励振の極性が反転す
る。)として動作するときアンテナ素子4Cと
4Gが受信アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Fと4Bが送信アンテナとし
て動作する場合はアンテナ素子4Aと4Dが受
信アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Gと4Cが送信アンテナとし
て動作する場合はアンテナ素子4Eと4Aが受
信アンテナとして動作する。 アンテナ素子4Hと4Dが送信アンテナとし
て動作する場合はアンテナ素子4Fと4Bが受
信アンテナとして動作する。 この各タイミングを〜として表わす。これ
らの各タイミング〜をそれぞれ例えば40ミリ
秒間隔で切換走査するものとする。また埋設管を
探査する場合アンテナ素子4Aを北、4Eを南、
4Cを東、4Gを西の方向に合致させて設定する
ものとする。 ここで埋設管の埋設方向と受信信号の関係につ
いて説明する。 埋設管13が例えば第5図A〜Eに示すように
東西方向に埋設されている場合、第5図A,B,
C,Dに示すように送信及び受信アンテナが埋設
管13と45゜の角度で交叉する場合にだけ受信信
号15a,15b,15c,15dが得られる。
この現象は管のように細長い形状の物体に向つて
ダイポールアンテナから電波を発信し、その反射
波を送信アンテナと直交する向に配置した受信ア
ンテナによつて受信したときだけ発生する現象で
ある。埋設物が大きな面積を持つ物体の場合はこ
の現象は発生しない。この点は特開昭58−158576
号公報により開示されている通りである。第5図
において信号波形14は送信信号を表わす。 第5図Aに示すタイミングのとき、受信端子
R1,R2には送信信号14と同相の正相受信信号
15aが得られる。またBに示すタイミングの
とき受信端子R1,R2には送信信号14と逆相の
関係にある逆相受信信号15bが得られる。同図
Cに示すタイミングのとき受信端子R1,R2
は正相受信信号15cが得られる。同図Dに示す
タイミングのときは受信端子R1,R2には逆相
受信信号15dが得られる。タイミング,,
,では同図Eに示すように受信信号は全く得
られない。 また第6図A〜Dに示すように埋設管体13が
南北に埋設されている場合は同図Aに示すタイミ
ングのとき受信端子R1とR2の間に逆相受信信
号16aが受信される。また同図Bに示すタイミ
ングのとき受信端子R1とR2の間に正相受信信
号16bが得られる。同図Cに示すタイミング
のときは逆相受信信号16cが得られる。同図D
に示すタイミングのときは正相受信信号16d
が得られる。 これらの結果から次の三つの規則を導出するこ
とができる。 (イ) 正相受信信号が得られたとき埋設管13は送
信端子T1が接続されたアンテナ素子の位置か
ら+45゜(時計方向廻りを+とする)方向に存在
する。 (ロ) 逆相受信信号が得られたとき埋設管13は送
信端子T1が接続されたアンテナ素子の位置か
ら−45゜方向の位置に存在する。 (ハ) (イ)及び(ロ)で規定した埋設管の方向はアンテナ
の交叉点を原点として送信端子T1が接続され
たアンテナ素子を挾む二つの辺の方向である。 この規則から各タイミング〜で受信信号の
位相が正相か逆相かを見ることにより埋設管の原
点(アンテナの交叉点を原点とする)からの方向
を以下に示す表のように規定することができる。
``Technical field of invention'' This invention is an underground system that transmits radio waves underground and receives the reflected waves to detect the existence and direction of underground pipes such as gas pipes, water pipes, and sewer pipes. The present invention relates to a pipe exploration device, and particularly aims to provide an underground pipe exploration device configured to display exploration results in an easy-to-understand manner. "Prior art" As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 158576/1983, radio waves are emitted underground, the reflected waves are received and waveform processed, and the results of the waveform processing are used to detect underground pipes. A method is being considered to detect the presence or absence of buried pipes and the direction in which they are buried. ``Purpose of the invention'' This invention constructs an exploration device using the previously proposed exploration method for underground pipes, and allows for direct visualization of the presence or absence of underground pipes, depth of burial, direction of burial, etc. The object of the present invention is to provide a buried pipe exploration device that allows anyone to easily understand the presence or absence of a buried pipe, its buried depth, and the buried direction from the display. ``Example of the invention'' Figure 1 shows an example of this invention. A portion 1 surrounded by a chain line in the figure corresponds to a portion of the device disclosed in the previously proposed underground pipe exploration method. Part 1 includes a high-frequency oscillator 2, a gate circuit that extracts, for example, one cycle of the high-frequency signal output from the high-frequency oscillator 2, and transmits the high-frequency signal output from the gate circuit 3 into the ground as a radio wave. An antenna 4 that receives reflected waves, a receiver 5 that amplifies the received signal received by the antenna 4 to a predetermined level and extracts it, and a rotation drive device 6 that rotates the plane of polarization of the radio waves emitted from the antenna 4.
and an azimuth determination circuit 7 that detects the rotation angle at which the received signal is obtained and outputs a positive phase detection signal Pa and a negative phase detection signal Pb according to the difference between the positive phase and negative phase of the received signal, which will be described later. Ru. The antenna 4 is composed of at least two sets of dipole antennas arranged orthogonally to each other, and one of the mutually orthogonal dipole antennas is used as a transmitting antenna, and the other is used as a receiving antenna. The transmitting antenna and receiving antenna are rotated while maintaining an orthogonal relationship, thereby rotating the plane of polarization of the transmitted radio waves. At the same time, the reflected wave is received by a receiving antenna arranged orthogonally to the transmitting antenna. Methods for rotating the plane of polarization include mechanically rotating the antenna and rotating the plane of polarization by electronically switching a plurality of antenna elements. In this example, a case will be explained in which the polarization plane of the transmitted radio wave is rotated by electronically switching the antenna element.
In other words, a case will be described in which a switching device 8 is provided and a switching timing signal AN is applied to the switching device 8 from the rotary drive device 6 to switch the antenna elements. As an example of switching, for example, as shown in FIG. 2, eight antenna elements 4A, 4B, 4C, 4D, 4
E, 4F, 4G, and 4H are arranged radially at 45° intervals, and by sequentially switching these eight antenna elements, it is possible to rotate the plane of polarization of the transmitted radio waves by 45°. In Figure 2, the antenna elements are 4A, 4E, 4C, 4G, and 4B, respectively.
, 4F, 4D and 4H each constitute one dipole antenna. A switch 8 selects a relationship in which these four sets of dipole antennas intersect each other by 90 degrees, and connects the transmitting terminals T 1 and T 2 and the receiving terminals R 1 and R 2 to perform transmission and reception. A concrete example of the switching device 8 is shown in FIG. The high frequency signal for one cycle taken out from the gate circuit 3 is converted into a balanced signal by the unbalanced-balanced converter 11 and sent to the transmission terminals T 1 and T 2 . Further, the signals received at the receiving terminals R 1 and R 2 are converted into unbalanced signals by the balanced-unbalanced converter 12 and supplied to the receiving means 5 . Transmitting terminals T 1 , T 2 , receiving terminals R 1 , R 2 and each antenna element 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F.4
48 relay contacts S 11 to S 48 are connected between each of G and 4H, and the antenna When elements 4A and 4E operate as transmitting antennas, antenna elements 4C and 4G operate as receiving antennas. When antenna elements 4B and 4F operate as transmitting antennas, antenna elements 4D and 4H operate as receiving antennas. When antenna elements 4C and 4G operate as transmitting antennas, antenna elements 4A and 4E operate as receiving antennas. When antenna elements 4D and 4H operate as transmitting antennas, antenna elements 4B and 4F operate as receiving antennas. When antenna elements 4A and 4E operate as transmitting antennas (from which the excitation polarity of the antenna elements is reversed), antenna elements 4C and 4G operate as receiving antennas. When antenna elements 4F and 4B operate as transmitting antennas, antenna elements 4A and 4D operate as receiving antennas. When antenna elements 4G and 4C operate as transmitting antennas, antenna elements 4E and 4A operate as receiving antennas. When antenna elements 4H and 4D operate as transmitting antennas, antenna elements 4F and 4B operate as receiving antennas. Each of these timings is expressed as ~. It is assumed that each of these timings is switched and scanned at intervals of, for example, 40 milliseconds. In addition, when exploring a buried pipe, antenna element 4A is set to the north, antenna element 4E is set to the south,
It is assumed that 4C is set to match the east direction and 4G is set to match the west direction. Here, the relationship between the buried direction of the buried pipe and the received signal will be explained. When the buried pipe 13 is buried in the east-west direction as shown in FIGS. 5A to 5E, for example, FIGS. 5A, B,
Received signals 15a, 15b, 15c, 15d are obtained only when the transmitting and receiving antennas intersect the buried pipe 13 at an angle of 45 degrees, as shown in FIGS.
This phenomenon occurs only when radio waves are emitted from a dipole antenna toward a long and narrow object such as a tube, and the reflected waves are received by a receiving antenna placed perpendicular to the transmitting antenna. This phenomenon does not occur if the buried object has a large area. This point is published in Japanese Patent Publication No. 58-158576.
As disclosed in the publication No. In FIG. 5, signal waveform 14 represents a transmitted signal. At the timing shown in Figure 5A, the receiving terminal
A positive-phase received signal 15a that is in phase with the transmitted signal 14 is obtained at R 1 and R 2 . Further, at the timing shown in B, an anti-phase reception signal 15b having an anti-phase relationship with the transmission signal 14 is obtained at the reception terminals R 1 and R 2 . At the timing shown in C in the figure, a normal phase received signal 15c is obtained at the receiving terminals R 1 and R 2 . At the timing shown in D in the figure, an opposite phase received signal 15d is obtained at the receiving terminals R 1 and R 2 . timing,,
, no received signal can be obtained as shown in FIG. Furthermore, if the buried pipe body 13 is buried in the north-south direction as shown in FIG. 6A to D, the reverse phase reception signal 16a is received between the reception terminals R1 and R2 at the timing shown in FIG. Ru. Further, at the timing shown in FIG. 2B, a normal phase received signal 16b is obtained between the receiving terminals R1 and R2 . At the timing shown in C in the same figure, an anti-phase received signal 16c is obtained. Figure D
At the timing shown in , the positive phase received signal 16d
is obtained. The following three rules can be derived from these results. (a) When a positive-phase received signal is obtained, the buried pipe 13 exists in the direction of +45° (clockwise rotation is +) from the position of the antenna element to which the transmitting terminal T1 is connected. (b) When a reverse phase received signal is obtained, the buried pipe 13 is located at a -45° direction from the position of the antenna element to which the transmitting terminal T1 is connected. (c) The direction of the buried pipe defined in (a) and (b) is the direction of the two sides sandwiching the antenna element connected to the transmitting terminal T 1 with the intersection point of the antenna as the origin. Based on this rule, the direction from the origin of the buried pipe (with the intersection point of the antenna as the origin) can be determined as shown in the table below by checking whether the phase of the received signal is in phase or in reverse at each timing. I can do it.

【表】 方位判定回路7では受信装置5から出力される
受信信号の立上りの極性を判定し、立上りが正極
性のとき正相検出信号Paを出力し、立上りが負
極性のとき逆相検出信号Pbを出力し、この正相
検出信号Paと逆相検出信号Pb及び切換タイミン
グ信号ANを方位アドレス発生装置17に与え、
方位アドレス発生器17から方位アドレス信号
A1〜A8を出力させる。 方位アドレス発生器17は例えば第7図に示す
ように構成することができる。17A,17Bは
8進カウンタを示す。この二つの8進カウンタ1
7A,17Bにアンテナ4を切換制御する切換タ
イミング信号ANを与え、切換タイミング信号
ANを計数しタイミング〜の状態を検知す
る。カウンタ17Aは正相受信信号を検出したと
き方位アドレス信号を発生する手段として動作
し、カウンタ17Bは逆相受信信号を検出したと
き方位アドレス信号を発生する。カウンタ17A
と17Bは三つの出力端子A,B,Cを有し、こ
の三つの出力端子A,B,Cをラツチ回路17
C,17Dに接続する。ラツチ回路17Cには正
相受信信号を検出したとき方位判定回路7から出
力される正相検出信号Paを与え、そのときのカ
ウンタ17Aの計数値をラツチする。またラツチ
回路17Dには逆相受信信号を検出したとき方位
判定回路7から出力される逆相検出信号Pbを与
え、この逆相検出信号Pbによつてカウンタ17
Bの計数値をラツチ回路17Dにラツチする。 カウンタ17Aと17Bの計数値と方位アドレ
ス信号A1〜Anとの関係を例えば第8図に示すよ
うに規定することができる。正相受信信号側を基
準に採ると、第8図Aに示すようにタイミング
でカウンタ17Aの計数値をオールゼロ「0,
0,0」とし、この「0,0,0」のアドレス信
号を北東を表わすアドレス信号A1と規定する。
タイミングでカウンタ17Aの計数値は「0,
0,1」となる。この「0,0,1」のアドレス
信号を東を表わすアドレス信号A2と規定する。 タイミングでカウンタ17Aの計数値は
「0,1,0」となる。この「0,1,0」のア
ドレス信号を南東を表わすアドレス信号A3と規
定する。 このようにしてカウンタ17Aの計数値はアン
テナ4の回転角度を表わす切換タイミング信号
ANによつて一つずつ歩進し、北東を表わすアド
レス「0,0,0」から北を表わすアドレス
「1,1,1」を一巡して次の切換タイミング信
号ANによつて計数値は「0,0,0」に戻り北
東のアドレスに戻る。従つて各タイミング〜
において「0,0,0」〜「1,1,1」に至る
アドレス信号A1〜A8がカウンタ17Aから出力
され、この各タイミング〜の間に正相受信信
号を検出するとそのタイミングでカウンタ17A
の計数値をラツチ回路17Cがラツチし、アドレ
スセレクタ23にそのアドレス信号を出力する。 一方カウンタ17Bは逆相受信信号を検出した
ときの方位アドレス信号を発生するカウンタであ
る。このカウンタ17Bから発生する方位アドレ
ス信号は先に示した表から明らかなように正相受
信信号で規定される方位に対して3タイミング
分、つまり90゜遅れ(時計廻り方向を進みとする)
ている。このためカウンタ17Bはプリセツト可
能なカウンタを用い、カウンタ17Aが「0,
0,0」の状態になる毎に設定器17Eから
「1,1,0」をプリセツトし、「1,1,0」を
初期値として計数を始めるように構成する。 このように構成することによりカウンタ17A
から出力されるアドレス信号と方位の関係及びカ
ウンタ17Bから出力されるアドレス信号と方位
との関係を一致させることができる。よつてこの
二つのラツチ回路17C,17Dから出力される
方位アドレスを共通化してアドレスセレクタ23
に与える。 ラツチ回路17C及び17Dにはこの例では5
進カウンタ17Fと17Gを付設し、正相検出信
号Pa及び逆相検出信号Pb自体によつてカウンタ
17A又は17Bの計数値をラツチしたタイミン
グから五つのタイミングが経過した後にラツチ回
路17C及び17Dを5進カウンタ17F及び1
7Gの桁上げ出力により再度ラツチさせ、ラツチ
回路17C又は17Dからそれぞれ二つの方位ア
ドレス信号を発生させるように構成した場合を示
す。つまりこの二つの方位アドレス信号は互に
180゜異なる方位に対応し、この互に逆向の方位に
対応したアドレス信号をアドレスセレクタ23に
与える。 一方受信装置5から出力される受信信号はAD
変換器18に与え、その振幅値をAD変換し、そ
のAD変換出力をバツフア19を介して例えば
RAMのような記憶器21に振幅データMとして
与える。この振幅データMは埋設管の太さを表わ
すもので振幅が大きい程太い埋設管であることが
解る。 AD変換器18は受信信号の振幅を例えば±1
〜2V,±2〜3V,±4〜5V,±6〜7V,±7〜
8V,±9〜10Vの6段階に量子化し、その各量子
化レベルを例えば4ビツトのデイジタル符号に変
換するものとする。この4ビツトのデイジタル符
号をバツフア19を介して振幅データMとして記
憶手段21に与える。 送信信号と受信信号の時間差を求めることによ
り埋設管の深度を求めることができる。このため
にゲート回路3から出力される送信信号と受信装
置5から得られる受信信号を時間差測定機能を持
つ深度アドレス発生器22に与え、この深度アド
レス発生器22において送信信号と受信信号の時
間差を求め、その時間差をデイジタル符号化して
出力し、このデイジタル符号を深度アドレス信号
としてアドレスセレクタ23に与える。 つまり深度アドレスは地表からの深度に対応付
けされる。例えば0〜10cmの領域をD1、10〜20
cmの領域をD2、20〜30cmの領域をD3……のよう
に10cmの分解能で区分けし、送信信号と受信信号
の時間差からどの領域D1〜Doに対応するかを判
定し、対応する領域D1〜Doに割付けしたデイジ
タル符号を深度アドレスAD1〜ADoとして出力す
る。 記憶器21は第9図に示すように方位北東、
東、南東、南、南西、西、北西に対応した8つの
記憶領域を有し、この8つの記憶領域を方位アド
レス信号A1〜A8によつてアクセスし選択する。
この8つの記憶領域の内部が更にメモリブロツク
B1〜Boに細分化され、この細分化されたメモリ
ブロツクB1〜Boを深度アドレスAD1〜ADoによ
つてアクセスする構造となつている。 従つて方位アドレスA1〜A8と深度アドレス
AD1〜ADoによつて決まるメモリブロツクB1
Boに振幅データMを記憶する。ここで方位アド
レス発生装置17からは互に逆向の方位を示す二
つのアドレス信号が出力されるから記憶装置21
は二つのメモリブロツクが一度にアクセスされ、
二つのメモリブロツクに振幅データMを記憶す
る。この記憶例を例示すると、例えば東西方向で
深度領域D2に対応する位置に管が埋設されてい
る場合は、第7図にハツチングして示すように方
位アドレスA7及びA6と深度アドレスAD2によつ
てアクセスされる二つのメモリブロツクB2に振
幅データMが記憶される。 アドレスセレクタ23は制御器24から出力さ
れる書込み、読出し指令信号WRにより記憶器2
1に与えるアドレス信号を切換る。つまり書込み
時は方位アドレス発生器17と深度アドレス発生
器22から出力される方位アドレス信号A1〜A8
及び深度アドレス信号AD1〜ADoを記憶器21に
与え、読出し時は読出しアドレス発生器25から
出力される読出し用アドレス信号を記憶器21に
与える。 読出しアドレス発生器25は始めにメモリブロ
ツクB1を読出す深度アドレスAD1を出力し、こ
の状態で方位アドレスに対応した第1アドレス信
号を歩進させ、各記憶領域のメモリブロツクB1
について読出しを行なう。次に深度アドレスAD2
に対応した第2アドレス信号を出力し、各記憶領
域のメモリブロツクB2について読出しを行なう。
更に各記憶領域のメモリブロツクB3について読
出しを行なう。このようにして各記憶領域の同一
深度のメモリブロツクについて読出しを行なう。 記憶手段21から読出したデータはデータ転送
手段26に一時蓄えられ、DA変換器27に与え
られる。DA変換器27は記憶手段21から読出
された振幅データMをアナログ信号に変換し、映
像信号発生器28に与える。映像信号発生器28
は振幅値を色信号に変換する。つまり±1〜2V
の領域を例えば薄青、±2〜3Vの領域をシアン、
±4〜5Vの領域を緑、±6〜7Vの領域を黄、±7
〜8Vの領域を橙、±8〜10Vの領域を赤となるよ
うに色情報を持つ映像信号を発生させ、この映像
信号をカラー陰極線管29に与える。 一方アドレスセレクタ23から読出しアドレス
信号を取出し、この読出しアドレス信号を同期信
号発生器31に与え同期信号を発生させる。同期
信号を偏向回路32に与え、カラー陰極線管29
に偏向信号を与える。カラー陰極線管29の走査
は第10図に示すように表示面の中央を原点Pと
し、その原点Pを中心に円芯円状に走査するもの
とする。このような走査方法をヘリカルスキヤン
と称しレーダ等に用いられている。 一つの円を走査するとき記憶器21は各記憶領
域の同一深度に対応するメモリブロツクを順に読
出す。各記憶領域は上述したようにそれぞれ方位
に対応付けされている。従つて記憶手段21から
読出した振幅データを各方位アドレスA1〜A8
対応する陰極線管上の位置に映出することにより
カラー陰極線管29には第8図に示すようにX,
Y軸及びXY軸、軸が仮想される。よつて例
えば第5図に示したように埋設管が東西方向に埋
設されている場合は第10図に示すようにスポツ
トQ1,Q2が横軸X上に映出される。原点Pから
スポツトQ1,Q2までの距離は深度を表わし、ス
ポツトQ1,Q2の色によつて埋設管の太さを表示
する。尚埋設管が例えばアンテナ素子4Cと4D
の中間に位置した場合には陰極線管の管面上には
X軸と軸の双方に薄くスポツトが表示され、
X軸と軸の中間に埋設管が存在することを表
示する。 「考案の効果」 以上説明したようにこの考案によればカラー陰
極線管29に映出されるスポツトQ1,Q2の位置
により埋設管の埋設方向と、埋設深度及び太さ等
を知ることができる。また表示が見易いためだれ
にでも埋設管の方向、深度、太さを見分けること
ができ、取扱いが容易な埋設管探査装置を提供で
きる。 「考案の変形実施例」 上述では8本のアンテナ素子4A〜4Hを切換
えてアンテナ4の位置を動かすことなく埋設管の
四つの方向を判別して表示する構造とした場合を
説明したが、アンテナ素子の数は8本に限られる
ことはなく、少なくとも4本以上であればよく、
各アンテナ素子の本数に対応して記憶装置21に
記憶領域を用意すればよい。 また上述では説明の都合によりアンテナ素子4
Aを北、4Eを南、4Cを東、4Gを西の方向に
それぞれ合致させて設置すると説明したが、必ず
しもその必要はなく、陰極線管29に映出される
スポツトQ1,Q2を常にX線上に位置させるよう
にアンテナを設置し、そのときのアンテナ素子4
A〜4Hの方向から埋設管の方向を知ることもで
きる。
[Table] The direction determination circuit 7 determines the polarity of the rising edge of the received signal output from the receiving device 5, and outputs a positive phase detection signal Pa when the rising edge is positive polarity, and outputs a negative phase detection signal Pa when the rising edge is negative polarity. Pb, and gives the positive phase detection signal Pa, negative phase detection signal Pb, and switching timing signal AN to the azimuth address generator 17,
Direction address signal from direction address generator 17
Output A 1 to A 8 . The orientation address generator 17 can be configured as shown in FIG. 7, for example. 17A and 17B indicate octal counters. These two octal counters 1
A switching timing signal AN for switching the antenna 4 is given to 7A and 17B, and the switching timing signal
Count AN and detect timing ~ condition. The counter 17A operates as a means for generating an azimuth address signal when it detects a positive phase reception signal, and the counter 17B generates an azimuth address signal when it detects a negative phase reception signal. counter 17A
and 17B have three output terminals A, B, and C, and these three output terminals A, B, and C are connected to the latch circuit 17.
Connect to C, 17D. The latch circuit 17C is supplied with the positive phase detection signal Pa output from the azimuth determination circuit 7 when a positive phase reception signal is detected, and latches the count value of the counter 17A at that time. Further, the latch circuit 17D is supplied with a negative phase detection signal Pb outputted from the direction determination circuit 7 when a negative phase reception signal is detected.
The count value of B is latched in the latch circuit 17D. The relationship between the count values of the counters 17A and 17B and the azimuth address signals A 1 to An can be defined as shown in FIG. 8, for example. Taking the positive phase received signal side as a reference, the count value of the counter 17A changes to all zeros at the timing as shown in Figure 8A.
0,0'', and this address signal of ``0,0,0'' is defined as address signal A1 representing northeast.
At the timing, the count value of counter 17A becomes “0,
0,1”. This address signal of "0, 0, 1" is defined as address signal A2 representing east. At this timing, the count value of the counter 17A becomes "0, 1, 0". This address signal of "0, 1, 0" is defined as address signal A3 representing southeast. In this way, the count value of the counter 17A is a switching timing signal representing the rotation angle of the antenna 4.
The count value is incremented one by one by AN, goes around from the address "0, 0, 0" representing the northeast to the address "1, 1, 1" representing the north, and then the count value is determined by the next switching timing signal AN. Return to "0,0,0" and return to the northeast address. Therefore, each timing~
Address signals A 1 to A 8 ranging from "0, 0, 0" to "1, 1, 1" are output from the counter 17A, and when a positive phase reception signal is detected between these timings, the counter is activated at that timing. 17A
The latch circuit 17C latches the count value and outputs the address signal to the address selector 23. On the other hand, the counter 17B is a counter that generates an azimuth address signal when an opposite phase received signal is detected. As is clear from the table shown above, the azimuth address signal generated from this counter 17B is delayed by 3 timings, or 90 degrees, with respect to the azimuth specified by the positive phase received signal (clockwise direction is assumed to be leading).
ing. For this reason, the counter 17B uses a presettable counter, and the counter 17A is set to "0,"
The setting device 17E is configured to preset "1, 1, 0" each time the state becomes "0, 0" and start counting with "1, 1, 0" as the initial value. With this configuration, the counter 17A
The relationship between the address signal output from the counter 17B and the azimuth and the relationship between the address signal output from the counter 17B and the azimuth can be matched. Therefore, the azimuth address output from these two latch circuits 17C and 17D is shared and the address selector 23
give to In this example, the latch circuits 17C and 17D have 5
Advance counters 17F and 17G are attached, and the latch circuits 17C and 17D are activated after five timings have elapsed from the timing when the count value of the counter 17A or 17B is latched by the positive phase detection signal Pa and the negative phase detection signal Pb themselves. Advance counter 17F and 1
A case is shown in which the latch is relatched by a carry output of 7G, and two azimuth address signals are generated from the latch circuit 17C or 17D, respectively. In other words, these two azimuth address signals are mutually
Address signals corresponding to azimuths different by 180° and opposite to each other are applied to the address selector 23. On the other hand, the received signal output from the receiver 5 is AD
The amplitude value is given to the converter 18, the amplitude value is AD converted, and the AD conversion output is sent to the converter 18 through the buffer 19, for example.
It is given as amplitude data M to a memory 21 such as a RAM. This amplitude data M represents the thickness of the buried pipe, and it can be seen that the larger the amplitude is, the thicker the buried pipe is. The AD converter 18 adjusts the amplitude of the received signal by ±1, for example.
~2V, ±2~3V, ±4~5V, ±6~7V, ±7~
It is assumed that the voltage is quantized into six levels of 8V, ±9 to 10V, and each quantization level is converted into, for example, a 4-bit digital code. This 4-bit digital code is applied to the storage means 21 as amplitude data M via the buffer 19. The depth of the buried pipe can be determined by determining the time difference between the transmitted signal and the received signal. For this purpose, the transmission signal output from the gate circuit 3 and the reception signal obtained from the reception device 5 are applied to a depth address generator 22 having a time difference measurement function, and the depth address generator 22 calculates the time difference between the transmission signal and the reception signal. The time difference is digitally encoded and output, and this digital code is applied to the address selector 23 as a depth address signal. In other words, the depth address is associated with the depth from the ground surface. For example, the area from 0 to 10 cm is D 1 and 10 to 20
The area of cm is D 2 , the area of 20 to 30 cm is D 3 , etc., with a resolution of 10 cm, and it is determined which area D 1 to Do corresponds from the time difference between the transmitted signal and the received signal, The digital codes assigned to the corresponding areas D 1 to D o are output as depth addresses AD 1 to AD o . As shown in FIG. 9, the memory device 21 is oriented northeast
It has eight storage areas corresponding to east, southeast, south, southwest, west, and northwest, and these eight storage areas are accessed and selected by azimuth address signals A1 to A8 .
Inside these eight storage areas are further memory blocks.
The memory block is subdivided into memory blocks B1 to B0 , and the subdivided memory blocks B1 to B0 are accessed by depth addresses AD1 to AD0 . Therefore, the azimuth address A 1 to A 8 and the depth address
AD 1 ~ Memory block determined by AD o B 1 ~
Store amplitude data M in B o . Here, since the azimuth address generator 17 outputs two address signals indicating mutually opposite directions, the storage device 21
means that two memory blocks are accessed at once,
Amplitude data M is stored in two memory blocks. To illustrate this storage example, if a pipe is buried at a position corresponding to depth area D 2 in the east-west direction, azimuth addresses A 7 and A 6 and depth address AD are stored as shown by hatching in FIG. Amplitude data M is stored in two memory blocks B2 accessed by B2 . The address selector 23 controls the memory 2 by the write/read command signal WR output from the controller 24.
Switch the address signal given to 1. In other words, during writing, the azimuth address signals A 1 to A 8 output from the azimuth address generator 17 and the depth address generator 22
and depth address signals AD 1 to AD o are applied to the memory 21, and at the time of reading, a read address signal outputted from the read address generator 25 is applied to the memory 21. The read address generator 25 first outputs the depth address AD1 for reading the memory block B1 , and in this state advances the first address signal corresponding to the azimuth address to read the memory block B1 of each storage area.
Read about. Then depth address AD 2
A second address signal corresponding to the memory block B2 of each storage area is read out.
Furthermore, reading is performed for memory block B3 of each storage area. In this way, memory blocks at the same depth in each storage area are read. The data read from the storage means 21 is temporarily stored in the data transfer means 26 and given to the DA converter 27. The DA converter 27 converts the amplitude data M read from the storage means 21 into an analog signal and supplies it to the video signal generator 28. Video signal generator 28
converts the amplitude value into a color signal. That is ±1~2V
For example, the area is light blue, the area of ±2 to 3V is cyan,
±4~5V area is green, ±6~7V area is yellow, ±7
A video signal having color information is generated so that the range of ~8V is orange and the range of ±8 to 10V is red, and this video signal is applied to the color cathode ray tube 29. On the other hand, a read address signal is taken out from the address selector 23, and this read address signal is applied to a synchronization signal generator 31 to generate a synchronization signal. A synchronizing signal is given to the deflection circuit 32, and the color cathode ray tube 29
gives a deflection signal to the As shown in FIG. 10, the color cathode ray tube 29 scans with the center of the display screen as the origin P, and scans in a circular pattern around the origin P. This scanning method is called a helical scan and is used in radars and the like. When scanning one circle, the memory 21 sequentially reads memory blocks corresponding to the same depth in each memory area. Each storage area is associated with a direction as described above. Therefore, by projecting the amplitude data read from the storage means 21 onto the positions on the cathode ray tube corresponding to the azimuth addresses A1 to A8 , the color cathode ray tube 29 displays X,
The Y-axis, XY-axis, and axes are virtual. Therefore, for example, when a buried pipe is buried in the east-west direction as shown in FIG. 5, spots Q 1 and Q 2 are projected on the horizontal axis X as shown in FIG. The distance from the origin P to the spots Q 1 and Q 2 represents the depth, and the color of the spots Q 1 and Q 2 indicates the thickness of the buried pipe. The buried pipes are antenna elements 4C and 4D, for example.
If it is located in the middle of , thin spots will be displayed on both the X axis and
It is displayed that there is a buried pipe between the X axis and the axis. ``Effect of the invention'' As explained above, according to this invention, the direction of burial, the depth and thickness of the buried pipe, etc. can be determined from the positions of the spots Q 1 and Q 2 projected on the color cathode ray tube 29. . Furthermore, since the display is easy to see, anyone can distinguish the direction, depth, and thickness of the buried pipe, and it is possible to provide a buried pipe exploration device that is easy to handle. "Modification of the invention" In the above, a structure was described in which the eight antenna elements 4A to 4H are switched to distinguish and display the four directions of the buried pipe without moving the position of the antenna 4. The number of elements is not limited to 8, but may be at least 4 or more.
A storage area may be prepared in the storage device 21 corresponding to the number of each antenna element. In addition, in the above description, for convenience of explanation, the antenna element 4 is
It has been explained that A is aligned with the north direction, 4E with the south direction, 4C with the east direction, and 4G with the west direction, respectively . Install the antenna so that it is located on the line, and the antenna element 4 at that time
It is also possible to know the direction of the buried pipe from the directions A to 4H.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の一実施例を説明するための
系統図、第2図はこの考案に用いるアンテナの一
例を説明するための平面図、第3図はこの考案に
用いるアンテナ切換器の一例を説明するための接
続図、第4図はアンテナ切換器の動作を説明する
ための図、第5図及び第6図はこの考案に用いる
埋設管の埋設方向を探査する方法を説明するため
の図、第7図はこの考案の要部の構造を説明する
ための系統図、第8図は第7図の動作を説明する
ための波形図、第9図はこの考案に用いる記憶器
の内部構造を説明するための図、第10図はこの
考案による装置の表示の一例を示す正面図であ
る。 2:高周波発振器、3:ゲート回路、4:アン
テナ、5:受信装置、6:回転駆動装置、7:方
位判定回路、8:アンテナ切換器、13:埋設
管、14:送信信号、15a〜15d,16a〜
16d:受信信号、17:方位アドレス発生器、
18:AD変換器、19:バツフア、21:記憶
器、22:深度アドレス発生器、23:アドレス
セレクタ、24:制御器、25:読出しアドレス
発生器、26:転送手段、27:DA変換器、2
8:映像信号発生器、29:カラー陰極線管、3
1:同期信号発生器。
Figure 1 is a system diagram for explaining an embodiment of this invention, Figure 2 is a plan view for explaining an example of an antenna used in this invention, and Figure 3 is an example of an antenna switching device used in this invention. Figure 4 is a diagram to explain the operation of the antenna switching device, Figures 5 and 6 are diagrams to explain the method of exploring the buried direction of the buried pipe used in this invention. Figure 7 is a system diagram to explain the structure of the main part of this invention, Figure 8 is a waveform diagram to explain the operation of Figure 7, and Figure 9 is the inside of the memory device used in this invention. FIG. 10, which is a diagram for explaining the structure, is a front view showing an example of the display of the device according to this invention. 2: High frequency oscillator, 3: Gate circuit, 4: Antenna, 5: Receiving device, 6: Rotation drive device, 7: Direction determination circuit, 8: Antenna switching device, 13: Buried pipe, 14: Transmission signal, 15a to 15d , 16a~
16d: Received signal, 17: Direction address generator,
18: AD converter, 19: buffer, 21: memory, 22: depth address generator, 23: address selector, 24: controller, 25: read address generator, 26: transfer means, 27: DA converter, 2
8: Video signal generator, 29: Color cathode ray tube, 3
1: Synchronization signal generator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 A 発信電波の偏波面を回転させ所定の回転角度
毎にパルス状の電波を送信信号として発信し、
その反射波を受信信号として受信し、受信信号
の極性と上記偏波面の回転角度を表わすタイミ
ング信号とにより地中埋設管及びその方向を探
知する装置において、 B 上記受信信号の振幅値をAD変換し振幅デー
タを得るAD変換器と、 C 上記受信信号の立上りの極性を表わす正相及
び逆相検出信号及び上記偏波面の角度位置を表
わすタイミング信号により地中埋設管の方向を
表わす方位アドレス信号を発生する方位アドレ
ス発生器と、 D 上記送信信号の発信時点と上記受信信号の受
信時点との時間差から地中埋設管の深度を表わ
す深度アドレスを発生する深度アドレス発生器
と、 E 上記方位アドレス発生器から出力される方位
アドレス信号と上記深度アドレス発生器から出
力される深度アドレスによつて決まるメモリブ
ロツクに上記振幅データを記憶する記憶器と、 F この記憶器の記憶したメモリブロツクを連続
して読出すための読出しアドレス発生器と、 G この読出しアドレス発生器から出力される上
記方位アドレスに対応した第1アドレス信号及
び上記深度アドレスに対応した第2アドレス信
号により上記発信電波の偏波面の回転軸芯に対
応した点を原点として同芯円状に走査し、上記
振幅データが読出される上記第1アドレスによ
り表示点の放射方向を規定し、振幅データが読
出されるように第2アドレスにより表示点の相
互間距離を規定し、表示点の放射方向と表示点
の相互間距離から地中埋設管の方向と深度を表
示する表示器と、 を設けたことを特徴とする地中埋設管探査装置。
[Claims for Utility Model Registration] A. Rotating the plane of polarization of transmitted radio waves and transmitting pulsed radio waves as transmission signals at each predetermined angle of rotation,
In a device that receives the reflected wave as a received signal and detects an underground pipe and its direction based on the polarity of the received signal and a timing signal representing the rotation angle of the plane of polarization, B converts the amplitude value of the received signal into an AD converter. an AD converter that obtains amplitude data; C; an azimuth address signal that indicates the direction of the underground pipe based on the positive phase and negative phase detection signals that indicate the polarity of the rising edge of the received signal; and a timing signal that indicates the angular position of the polarization plane; D. a depth address generator that generates a depth address representing the depth of the underground pipe from the time difference between the transmission time of the transmission signal and the reception time of the reception signal; E. the orientation address. a memory device that stores the amplitude data in a memory block determined by the azimuth address signal output from the generator and the depth address output from the depth address generator; a readout address generator for reading out the emitted radio waves; Scanning is performed in a concentric circle with a point corresponding to the rotation axis as the origin, the radiation direction of the display point is defined by the first address from which the amplitude data is read out, and the second address is scanned so that the amplitude data is read out. an indicator that specifies the distance between the display points and displays the direction and depth of the underground pipe from the radial direction of the display points and the distance between the display points; Pipe exploration device.
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