JPH04198889A

JPH04198889A - 誘導送信式埋設管検知方法

Info

Publication number: JPH04198889A
Application number: JP2332155A
Authority: JP
Inventors: Shingo Nagashima; 長島　伸吾; Yasuhiro Wasa; 泰宏和佐
Original assignee: NEC Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: NEC Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガス管、水道管、電カケープル、電話ケーブル
等の、地中に埋設された電気伝導性を有する埋設管の位
置を誘導送信式に検知するための方法に関するものであ
る。

（従来の技術）地中に埋設された電気伝導性を有する管やケーブル等の
埋設管の位置、即ちその直上位置と深度を検知するため
の従来の方法としては、通常は、手軽で比較的検知精度
が良く、しかもいろいろな場所に適用が可能であること
から磁気的検知方法、即ち埋設管に交流電流を流し、こ
の交流電流により周囲に発生する磁界を磁気センサで測
定して、磁気センサの出力が最大になった位置、また磁
気センサの方向によっては出力が最小になった位置を埋
設管の直上位置であるとして検知する方法が多く利用さ
れている。そしてこの磁気的検知方法では、埋設管に交
流電流を流す方法として、地上の露出部に直接に交流電
流源を接続して流す直接送信法と、送信器で発生させた
送信磁界で電磁誘導により流す誘導送信法とがあり、後
者の方法は地上露出部が必要個所に存在しない埋設管に
も適用し得るという利点かあるか、検知対象の埋設管に
流れる誘導電流により発生する磁界のみを磁気センサに
より高精度に検出する必要がある。また誘導送信法には
、送信器を埋設管の近傍に配置し、該送信器とは独立し
た受信器のみを移動させて、その磁気センサにより検知
を行う方法や、送信器と受信器を近接させて一体に設置
して構成した送受一体型の検知器を利用する方法があり
、後者の方法では操作者は検知器のみの移動により検知
を行うことができ、前者の方法のように送信器を埋設管
の近傍に配置する必要がないので、操作が非常に簡便で
あるという利点がある。本発明はこのように送受一体型
の検知器を利用して埋設管の検知を行う方法に関するも
のである。

（発明が解決しようとする課題）上述した通り誘導送信法では、埋設管に流れる誘導電流
により発生する磁界のみを高精度に検出する必要がある
が、磁気センサで検出される磁界は、検出対象の埋設管
の誘導電流による磁界に、送信器から直接の送信磁界や
、大地に誘導される電流により発生する磁界が加わった
ものである。

このうち、送信磁界は、送受一体型の検知器に於いては
一定であるため、検出対象の磁界の変化による磁気セン
サの出力変化に影響を及ぼさないのであるか、大地によ
り発生する磁界は、土壌の物性（主として導電率）の変
動や、地面と検知器間の距離の変動と共に変動し、この
変動は上述した検出対象の磁界の変化による磁気センサ
の出力変化を埋没させてしまい、誤検知や検知不能の原
因となっている。

第７図はこれらの磁界の関係を示すベクトル図であり、
この図に於いてＴは送信磁界を示すもので、前述した通
り送受一体型の検知器に於いては一定である。Ｂは磁気
センサによる検出磁界、Ｐは検出対象磁界であり、また
大地により発生する磁界は前述した変動を表すため、単
位ベクトルＥと係数αの積、αＥとして表している。そ
して、これらの添字は異なった位置を示している。この
図に示す状態では、検出対象磁界はｐ、＞ｐ、であるの
にもかかわらず、大地による磁界がα、Ｅ＜α７Ｅであ
るため、検出磁界もＢ、　＜　Ｂ、となって、位置によ
る検出対象磁界の変化が埋没してしまっている。

また、第６図は送信器と受信器を０．５ｍの距離を隔て
て一体に設置して構成した送受一体型の検知器により、
１ｍの深度に埋設されている埋設管を検知する場合に於
いて、その上方近傍に於ける磁気センサの出力の絶対値
（単位−ｍＶ）を測定した結果をコンタ−図表基で表し
たものである。

この図に示すように、地表近傍の土壌の特性（主として
導電率）等のために、埋設管により発生する磁界信号が
埋もれてしまっている。

大地による磁界の上述した変動は、後述するように送信
器と受信器間の距離が近くなるにつれて大きくなり、従
って送信器と受信器を近接させて一体に設置している送
受一体型の検知器では、前述した傾向が特に顕著に現わ
れる。このため送受一体型の検知器では、埋設深度のご
く浅い埋設管は検出することができるが、埋設深度が深
くなればなる程、埋設管による磁界信号の変化が、大地
による磁界信号の変動に埋もれてしまって、正確に埋設
管を検知することができなくなってしまう。

深い埋設管でも検知可能とするためには、送信器と受信
器間の距離を大きくする必要があり、こうすると装置が
大型化して、送受一体型の検知器を使用する利点が失わ
れてしまう。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたもので、大
地による磁界の変動が磁気センサの検出磁界に及ぼす影
響を合理的に打ち消すことにより、送受一体型の検知器
で、深い埋設管でも高精度で検知可能とすることを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段）以上の課題を解決するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は地中に埋設された電気伝導性を有する埋設管
に、送信器で発生させた送信磁界で電磁誘導により誘導
電流を流し、該誘導電流により発生する磁界を受信器の
磁気センサで検出して前記埋設管を検知する方法に於い
て、前記送信器と受信器は一体に設置して送受一体型の
検知器を構成すると共に、該受信器は前記送信器の送信
部と近接させた第一の磁気センサと、該第一の磁気セン
サよりも前記送信部から遠ざけた第二の磁気センサを設
けた構成とし、前記埋設管の検知に先立ち、測定場所に
於いて該検知器を移動させて前記第一の磁気センサの出
力変化を、絶対値と前記送信磁界に対する位相とで測定
して、その出力変化の位相方向を導出し、しかる後、前
記検知器を水平方向に移動させながら前記第二の磁気セ
ンサの出力を測定し、この出力から前記位相方向と直交
する位相方向の成分を抽出して、その大きさにより前記
埋設管の検知を行うものである。

（作用）前述したように、大地により発生する磁界の、磁気セン
サへの影響は、該磁気センサが送信磁界の送信部に近づ
く程大きくなる。従って、この送信部に近接した磁気セ
ンサでは、大地による磁界を、埋設管による磁界に影響
されずに測定することができる。このため、測定場所に
於いて前記検知器を適宜に移動させて、送信部に近接さ
せた第一の磁気センサの出力変化を、絶対値と前記送信
磁界に対する位相とで測定することにより、大地による
磁界の、送信磁界に対する位相方向を、埋設管に影響さ
れずに測定することができる。

しかる後、検知器を水平方向に移動させながら今度は、
前記第一の磁気センサよりも送信部がら遠ざけて設置し
ている第二の磁気センサの出力を測定し、この出力から
、前記位相方向と直交する位相方向の信号成分を抽出す
ると、この信号成分は、埋設管に誘導される電流による
磁界と送信器から直接の送信磁界との和の定数倍となり
、大地による磁界の影響を受けない。また、前述した通
り、送信磁界は、送受一体型の検知器に於いては一定で
あるため、検出対象の磁界の変化による磁気センサの出
力変化に影響を及ぼさない。

第２図はこれらの磁界及び成分の関係を示すベクトル図
であり、この図に於いてＸ、、　Ｘ、は、大地による磁
界α＋　Ｅ　＋　α１Ｅと直交する、検出磁界Ｂ、、　
Ｂ、の成分を表すものである。この図に示す　　。

ように、成分Ｘ、、　Ｘ、は、埋設管に誘導される電　
　ｌ尻による磁界Ｐと送信器から直接の送信磁界Ｔと　
　ｉの和か等しい場合には、大地による磁界α、Ｅ、α
２Ｅの大きさに影響されず等しくなる。即ち、Ｘ、＝Ｘ
、＝Ｐ＋Ｔである。

このようにして、本発明では、検知に先立って大地によ
る磁界の、送信磁界に対する位相方向を、その影響を強
く受ける第一の磁気センサで測定した後、検知器を埋設
管の上方で、その直交方向に水平に移動し、今度は前記
大地による磁界の影響の少ない第二の磁気センサの出力
の、前述した位相方向と直交する信号成分の大きさによ
り埋設管の位置の正確な検出を行うことができる。

（実施例）次に本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明を適用する検知器の実施例を表したもの
で、この検知器１は、送信器２と受信器３を一体に設置
して送受一体型として構成している。送信器２には、発
振器４と、一つ又は複数個の送信コイルから成る送信部
５と、電流検量用の氏抗６を設けている。一方、受信器
３には、前記芳信部５に近接させた第一の磁気センサ７
ａと、該第一の磁気センサ７ａよりも前記送信部５から
遠ざけた第二の磁気センサ７ｂを設けると共に、これら
の磁気センサ７ａ、７ｂの出力信号を処理して所定の検
出を行う信号処理手段８を設けている。信号処理手段８
は、前記磁気センサ７ａ、７ｂの出力信号を、絶対値と
、参照信号に対する位相とで測定可能な構成、または前
記磁気センサ７ａ、７ｂの出力信号を、参照信号と同相
の成分と、その直交成分とで測定可能な構成としている
。後者の測定を行う信号処理手段８としては、例えばロ
ックインアンプを適用することができるし、前者の測定
を行う信号処理手段８としては、整流器と位相検出器を
適用することができる。そして該信号処理手段８に於い
て、前記参照信号は、前記電流検出用の抵抗６により検
出する信号、即ち送信磁界９と同相の信号を参照信号と
する他、この参照信号から適宜の位相具なった信号を参
照信号として前述の信号処理を行う構成としている。尚
、符号１０ａ、Ｊｏｂは磁気センサ７ａ、７ｂ（７）出
力を増幅するプリアンプ、１１は切替スイッチ、１２は
埋設管である。

次に、従来の送受一体型の検知器を、送信部と磁気セン
サ間の間隔並びに、地面からの高さを変えて、磁気セン
サの出力を測定した結果を第４図に示している。この図
では、磁気センサの出力の絶対値を、地面からの高さ０
．３ｍの出力を基準とする変化分として表している。尚
、図中ｌ〜、Ｇは測定場所が夫々アスファルト、土の上
であることを示し、またＤは送受信器間の距離、詳しく
は送信部と磁気センサ間の距離を示すものである。

この測定結果から明らかなように、送受一体型の検知器
に於ける磁気センサの出力の絶対値は、送信器からの送
信磁界で大地に誘導される電流による磁界に影響されて
、地面からの高さに応じて変化し、その影響は送信部と
磁気センサ間の距離りが短いほと大きいことかわかる。

例えば、この距離か０．３ｍの場合、地表付近では高さ
が１　ｃｍ変化するたけで、磁気センサの出力は１００
ｍＶ程度変化し、この出力変化は１ｍ深度の埋設管によ
る出力変化に匹敵する大きさである。尚、測定場所に於
ける地面の状態の差異、即ち測定場所か夫々アスファル
ト、土の上であるかの差異は、前記磁気センサ７の出力
変化に顕著な差異を与えていない。

前述した測定による磁気センサの出力のデータを、絶対
値と共に、位相を加味して表示すると第５図（ａ）に示
すようになる。この第５図（ａ）は、送信磁界と同相の
成分を横軸（実軸）、直交する成分を縦軸（虚軸）とし
て複素平面上に表したもので、各データは、はぼ直線上
に分布しており、即ち大地の磁界による磁気センサの出
力変化は、送信磁界の位相方向とある角度を成す直線方
向となることがわかる。

一方、前記検知器を埋設管の上方で、水平方向に移動さ
せて測定した場合に於ける磁気センサの出力データを、
第５図（ａ）の場合と同様に送信磁界と同相の成分を横
軸（実軸）、直交する成分を縦軸（虚軸）として複素平
面上に表すと、第５図（ｂ）に示すような分布となる。

この場合には、大地からの磁界による磁気センサの出力
変化と、埋設管からの磁界による磁気センサの出力変化
か渾然一体となって、夫々の出力の変化傾向を知ること
ができない。

これらのことから、測定場所に於いて前記検知器を上方
に移動させて前記磁気センサの出力変化を、絶対値と前
記送信磁界に対する位相とで測定して、地面との距離に
よる出力変化の位相方向を導出するか、またはこの測定
を行う磁気センサを、送信部にできるだけ近接させて、
検出器を水平方向等、適宜の方向に移動させて、該磁気
センサの出力変化を、絶対値と前記送信磁界に対する位
相とで測定することにより、大地による磁界の、送信磁
界に対する位相方向を、埋設管による磁界に影響されず
に測定し得ることがわかる。従って、本発明を適用する
検出器１に於いては、前述した通り、送信部５に近接さ
せた第一の磁気センサ７ａにより、上記の測定を行うこ
とができる。

かかる測定は、例えばロックインアンプを適用した信号
処理手段８により、前記電流検出用の抵抗６で検出した
信号、即ち送信磁界９と同相の信号を参照信号として、
前記磁気センサ７ａの出力信号を処理して、該参照信号
と同相の成分と、その直交成分を導出し、これらの成分
から前述した位相方向又はその対応量を導出することが
できるし、または整流器と位相検出器を適用した信号処
理手段８により、前記磁気センサ７ａの出力信号を処理
して、絶対値と前記参照信号に対する位相とを測定し、
これから前記位相方向を導出することができる。

以上の如くして、第一の磁気センサ７ａにより大地によ
る磁界の、送信磁界９に対する位相方向を測定した後、
検知器１を埋設管１２が埋設されていると想定される場
所の地面上方に於いて、該埋設管１２の直交方向と想定
される方向に水平に移動させながら、今度は第二の磁気
センサ７ｂの出力を測定する。この第二の磁気センサ７
ｂは、前記第一の磁気センサ７ａよりも送信部５がら遠
ざけているので、第一の磁気センサ７ａと比較して大地
による磁界の影響が少なく、従って検知対象である埋設
管１２からの磁界が相対的に大きい。

従って二の測定した第二の磁気センサ７ｂの出力から、
前記位相方向と直交する位相方向の信号成分を抽出する
と、この信号成分は、例えば前述した第２図に示すよう
に、埋設管１２に誘導される電流による磁界と送信器２
から直接の送信磁界との和の定数倍であり、従って大地
による磁界の影響を受けない。かかる信号成分は、前記
位相方向を信号処理手段８に設定して、第二の磁気セン
サ７ｂの出力信号を処理することにより得ることかでき
る。例えば、ロックインアンプを適用した信号処理手段
８に於いては、前記電流検出用の抵抗６で検出した信号
、即ち送信磁界９と同相の信号を、前記位相方向に対応
して移相し、これを参照信号として、前記第二の磁気セ
ンサ７ｂの出力信号を処理して、該参照信号と同相の成
分と、その直交成分を導出し、この直交成分を前記信号
成分として得ることができる。また整流器と位相検出器
を適用した信号処理手段８に於いては、第二の磁気セン
サ７ｂの出力信号から、絶対値と前記参照信号に対する
位相とを測定し、これから前記位相方向と直交する信号
成分を導出することができる。

そして前述した通り、第二の磁気センサ７ｂで検出され
る磁界の−っである送信磁界９は、送受一体型の検知器
１であることにより一定であるため、検出対象の磁界の
変化による第二の磁気センサ７ｂの出力変化に影響を及
ぼさない。

このようにして本発明では、検知に先立って、まず送信
部Ｓに近づけた第一の磁気センサ７ａにより、大地によ
る磁界の、送信磁界に対する位相方向を測定した後、検
知器１を埋設管１２の上方で、その直交方向に移動し、
今度は送信部５から遠ざけた第二の磁気センサ７ｂの出
力の、前述した位相方向と直交する信号成分の大きさに
より埋設管１２の位置の正確な検出を行うことかできる
。

かかる埋設管１２の位置の検知は、従来と同様に、前記
信号成分が最も大きくなった位置を埋設管１２位置であ
るとして検知したり、また磁気センサの構成によっては
信号成分が最も小さくなった位置を埋設管１２位置であ
るとして検知することができる。

第３図は、送信部５と第二の磁気センサ７ｂｒｊｉ５の
距離か０．６５ｍである送受一体型の検知器１により、
深度１ｍの埋設管１２を検知した具体例を示すものであ
り、この場合検知器１は、埋設管１２（図中Ｘ＝Ｏｍに
位置する）に対してほぼ直交させて移動させている。

第３図（ａ）は、第二の磁気センサ７ｂの出力の絶対値
、また第３図（ｂ）は第二の磁気センサ７ｂの出力の、
送信磁界に対する位相を示すものである。第３図（ａ）
に示すように、第二の磁気センサ７ｂの出力の絶対値の
みでは埋設管１２の位置を正確に特定することは全く不
可能である。

そこで、前述した通り第一の磁気センサ７ａにより予め
測定しておいた、大地による磁界の、送信磁界９に対す
る位相方向に基づき、それに直交した第二の磁気センサ
７ｂの出力成分を導出すると第３図（ｃ）に示すように
なり、この出力成分は、埋設管１２の位置で最大となる
分布を示し、こうして埋設管１２の位置を正確に検知し
得ることがわかる。

（発明の効果）本発明は以上の通り、送受一体型の検知器により埋設管
の検出を行うに際して、大地による磁界の変動が磁気セ
ンサの検出磁界に及ぼす影響を合理的に打ち消すことが
できるので、深い埋設管でも高精度に、そして簡便に検
知可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する送受一体型検知器の構成を表
した系統説明図、第２図は本発明の詳細な説明するベク
トル図、第３図は本発明による埋設管検知の具体例を表
したもので、（ａ）は磁気センサの出力の絶対値、（ｂ
）は磁気センサの出力の位相、（Ｃ）は本発明による信
号処理を行った後の検知出力を示すものである。また、
第４図は送受一体型の検知器を地面の上方に移動させて
測定した磁気センサの出力の絶対値を示すものであり、
また第５図（ａ）は、この測定結果のデータを位相情報
と共に複素平面上に表した説明図、第５図（ｂ）は前記
検知器を埋設管が存在する場所に於いて水平方向に移動
させて測定した場合に於ける磁気センサの呂カデータを
、第５図（ａ）の場合と同様に複素平面上に表した説明
図である。また第６図は送受一体型検知器を、従来の方法で使用し
て埋設管を検知した場合に於ける磁気センサの出力の絶
対値をコンタ−図表現で表した説明図である。符号１・・・送受一体型検知器、２・・送信器、３・・
・受信器、４・・・発振器、５・・送信部、６・・抵抗
、７ａ・・・第一の磁気センサ、７ｂ・・・第二の磁気
センサ、８・・・信号処理手段、９・送信磁界、ｌｏａ
、１０ｂ・・・プリアンプ、１１・・・切替スイッチ、
１２・・・埋設管。Ｔ：送信磁界のベクトルＢ：磁気センサによる検出磁界のベクトルＰ　埋設管に
よる磁界のベクトル αＥ：大地による磁界のベクトル（Ｅ：単位ベクトル）Ｘ：検出磁界の成分を表すベクトル間　　、Ｏ第４図高３（ｍ）第５Ｅ！ｌ（ａ）ＫＯ（ｍＶ）第５図（ｂ）手続補正書（方式）平成３年３月２０日平成２年特許願第３３２１’　５５号２、発明の名称誘導送信式埋設管検知方法３、補正をする者事件との関係　　時好出願人住所　東京都港区海岸−丁目５番２０号名称東京瓦斯株
式会社住所　東京都港区芝五丁目７番１号名称日本電気株式会社４、代理人　〒ＩＯＩ　　ＩＥＬ　（２９４）　７３４
１−２６、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の欄７、補正の内容明細書２０頁５行目〜８行目の記載を下記の通りに補正
します。記また第６図は送受一体型検知器を、従来の方法で使用し
て埋設管を検知した場合に於ける磁気センサの出力の絶
対値をコンタ−図表現で表した説明図、第７図は従来の
方法に於ける磁界の関係を示すベクトル図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地中に埋設された電気伝導性を有する埋設管に、
送信器で発生させた送信磁界で電磁誘導により誘導電流
を流し、該誘導電流により発生する磁界を受信器の磁気
センサで検出して前記埋設管を検知する方法に於いて、
前記送信器と受信器は一体に設置して送受一体型の検知
器を構成すると共に、該受信器は前記送信器の送信部と
近接させた第一の磁気センサと、該第一の磁気センサよ
りも前記送信部から遠ざけた第二の磁気センサを設けた
構成とし、前記埋設管の検知に先立ち、測定場所に於い
て該検知器を移動させて前記第一の磁気センサの出力変
化を、絶対値と前記送信磁界に対する位相とで測定して
、その出力変化の位相方向を導出し、しかる後、前記検
知器を水平方向に移動させながら前記第二の磁気センサ
の出力を測定し、この出力から前記位相方向と直交する
位相方向の成分を抽出して、その大きさにより前記埋設
管の検知を行うことを特徴とする誘導送信式埋設管検知
方法
（２）請求項１の受信器には、磁気センサの出力信号を
、絶対値と、参照信号に対する位相とに測定可能な信号
処理手段を設けたことを特徴とする誘導送信式埋設管検
知方法
（３）請求項２の信号処理手段は、整流器と位相検出器
を設けた構成としたことを特徴とする誘導送信式埋設管
検知方法
（４）請求項１の受信器には、磁気センサの出力信号を
、参照信号と同相の成分と、その直交成分とに測定可能
な信号処理手段を設けたことを特徴とする誘導送信式埋
設管検知方法
（５）請求項４の信号処理手段は、ロックインアンプを
設けた構成としたことを特徴とする誘導送信式埋設管検
知方法