JPH05180938A - 埋設物探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の測定深度レンジを一度に測定でき、且
つ測定時間が速い埋設物探査装置を得る。 【構成】 所定深度ごとに複数の測定対象深度レンジを
想定し、この測定対象深度レンジを超えるごとにデータ
のサンプリング時間間隔を大きくする回路を用いて構成
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルス電波の反射波を
利用して、レーダ方式により地中や構造物の内部を探索
する埋設物探査装置、さらに詳しくは当該装置における
高速サンプリング法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１はこの種の装置の構成を示すブロッ
ク図であり、図において、１はトリガ発生回路、２はパ
ルス発生回路、３は送信アンテナ、４は探査対象物、５
は受信アンテナ、６はサンプリング回路、７はＡ／Ｄコ
ンバータ、８はメモリ、９は表示部を示す。埋設物探査
装置は図１に示すように構成され、トリガ回路１からの
送信トリガに同期してパルス発生回路２より、一定周期
でパルス電波を発生させて送信アンテナ３より送信し、
地中や構造物の中の探査対象物４からの反射波を受信ア
ンテナ５で受信し、その受信波をサンプリング回路６で
サンプルホールドして、サンプリング点を順次移動して
受信波と相似な低周波波形を作り、Ａ／Ｄコンバータ７
でディジタル化して、メモリ８を経てＣＲＴなどの表示
部９に表示している。このような動作を行わせるため、
サンプリング回路６には、通常のサンプリング・オシロ
スコープと同様に、トリガ回路１から一周期ごとに一定
時間ずらしてサンプリング・トリガが送られる。そし
て、この種の装置のサンプリング・トリガは、サンプリ
ング時間間隔Δｔを一定としており、そのため図３に示
すような回路が用いられる。

【０００３】図３は、従来のトリガ回路１の構成例を示
すブロック図であり、図において、２１はクロック回
路、２２はカウンタ回路、２３はＤ／Ａコンバータ、２
５は三角波(triangular pulse)発生回路、２６はコンパ
レータ回路、３０は分圧回路である。また、図３のａ，
ｂ，ｃ，ｄ，の各点の電圧波形をブロック図の下に示
す。波形ｂは１パルスごとに単位電圧だけ上昇し、コン
パレータ回路２６からは、波形ｂと波形ｃの電圧が一致
する瞬間に、波形ｄのようなパルスが出力される。すな
わち、波形ｄのパルスは、波形ａの立ち上がり点から順
次遅れた位置に発生し、サンプリング深度が順次変化す
る。

【０００４】測定深度（レンジ）を変えるには、サンプ
ル数を一定として測定レンジの深さに応じて、Ｄ／Ａコ
ンバータ２３からの出力電圧を分圧回路３０で分圧する
ことにより、サンプリング時間間隔Δｔをずらす方法
（以下、Ａの方法と言う）と、分圧回路３０を用いずに
サンプリング時間間隔Δｔを測定深度の一番浅い位置を
対象に固定し、カウンタ回路２２でのカウント数を測定
深度に合わせて変化させ、最大測定深度までのサンプリ
ング・トリガを作り、最大測定深度までの全反射波を捕
らえ、低周波化した全反射波を図１のメモリ８に蓄え、
表示の際には深度に応じて必要部分のメモリ内容を表示
する方法（以下、Ｂの方法と言う）とがある。

【０００５】Ａの方法では、レンジによってサンプル数
は変わらず、単一レンジのみの測定となるため測定時間
は短いが、測定結果をデータレコーダ等に記録して後で
データ解析を行う場合、測定レンジが適切に設定されて
いないと再測定が必要になるという欠点があり、また、
Ｂの方法では、測定結果をデータレコーダなどに記録し
て後でデータ解析を行う場合、測定深度の一番浅いとこ
ろから最大測定深度までの全反射波をメモリ８に記録し
ているため、全ての表示レンジで適切な分解能（サンプ
リング時間間隔）で容易にデータ解析を行うことができ
るが、Ａの方法に比べて測定時間が長いという欠点があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の埋
設物探査装置におけるサンプリング法では、Ａの方法で
は単一測定レンジでしか測定できず、Ｂの方法では測定
時間が長いという問題点があった。なお、Ｂの方法で測
定時間を速めるためには、パルス電波の送信周期を速め
る方法があるが、この方法では、図１に示すパルス発生
回路２に大出力のものを用いなければならず、且つ、後
処理のためのＡ／Ｄコンバータ７のクロックを、送信パ
ルスに同期させて高速化する必要がある等の問題があ
り、コストアップの要因になる。

【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、複数の測定深度レンジを一度に測
定でき、且つ測定時間も速い埋設物探査装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる埋設物探
査装置は、所定深度ごとに複数の深度レンジを想定し、
測定深度が各深度レンジを超えるごとに、サンプリング
時間間隔を大きくするトリガ回路を用い、全深度レンジ
を高速でサンプリングすることを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。本発明の全体の構成は図１のブロック図に示す従来
の構成と同様であり、ここではその説明は省略する。

【００１０】図２は実施例におけるトリガ回路の構成を
示すブロック図であり、図において、２１はクロック回
路、２２はカウンタ回路、２３はＤ／Ａコンバータ、２
４はコード変換回路、２５は三角波発生回路、２６はコ
ンパレータ回路である。また、図２のｂ点の電圧波形を
ブロック図の下に示す。波形ｂは、測定対象深度レンジ
を超えるごとに、Ｂ１，Ｂ２のように単位電圧を変えて
上昇させる。すなわち、コンパレータ回路２６は、測定
対象深度レンジを超えるごとに、サンプリング時間間隔
Δｔを変えて、波形ａの立上り点から順次遅れた位置
に、波形ｄのパルスを発生する。

【００１１】次に本発明の動作について説明する。例え
ば、送信波の周期を２０ｕｓ，測定レンジを４段階と
し、深度を２５ｎｓ，５０ｎｓ，１００ｎｓ，２００ｎ
ｓの時間で表示するものとし、表示ドット数を２５０と
する。

【００１２】上述した従来のＡの方法では、測定レンジ
５０ｎｓの場合はサンプリング時間間隔Δｔを０．２ｎ
ｓで、測定レンジ１００ｎｓの場合はサンプリング時間
間隔Δｔを０．４ｎｓで、測定レンジ２００ｎｓの場合
はサンプリング時間間隔Δｔを０．８ｎｓでサンプリン
グすることとなる。また、単一レンジのみの測定で２５
０回のサンプリングを行うので、測定に要する時間は５
ｍｓとなる。

【００１３】また、上述した従来のＢの方法では、サン
プリング・タイミングは、０〜２００ｎｓの間、サンプ
リング時間間隔Δｔを０．１ｎｓとして２０００回サン
プリングすることとなり、測定に要する時間は４０ｍｓ
となる。

【００１４】本実施例においては、上述のＢの方法と同
様に０〜２００ｎｓの測定を一度で行うが、０〜２５ｎ
ｓについてはサンプリング時間間隔Δｔを０．１ｎｓと
して２５０回のサンプリングを行い、２５から５０ｎｓ
についてはサンプリング時間間隔Δｔを０．２ｎｓとし
て１２５回、５０から１００ｎｓについてはサンプリン
グ時間間隔Δｔを０．４ｎｓとし１２５回、１００から
２００ｎｓについてはサンプリング時間間隔Δｔを０．
８ｎｓとし１２５回のサンプリングを行うことにより測
定に要する時間は１２．５ｍｓとなる。

【００１５】これを実現するためには、図２に示すよう
に、カウンタ回路２２とＤ／Ａコンバータ２３との間
に、上述のようなサンプリング時間間隔となるように設
定したコード変換回路２４を挿入すれば良く、このコー
ド変換回路２４は、不揮発性メモリＩＣやプログラマブ
ルロジックＩＣを用いて容易に実現できる。

【００１６】なお、上記実施例では、測定深度が各深度
レンジを超えるごとにサンプリング時間間隔を大きくす
るトリガ回路を構成する手段として、コード変換回路２
４を用いることと説明しているが、他の手段、例えばカ
ウンタ回路２２を単純なリップル・カウンタとせず、一
測定レンジを終えたら分周比が変化するような回路を用
いても良く、さらに、Ｄ／Ａコンバータ２３の後にリニ
アライザを付加することによっても構成することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の埋設物探査
装置は、複数の測定深度レンジを一度に高速で測定でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】埋設物探査装置全体の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の実施例におけるトリガ回路の構成を示
すブロック図である。

【図３】従来の装置におけるトリガ回路の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

２１ クロック回路 ２２ カウンタ回路 ２３ Ｄ／Ａコンバータ ２４ コード変換回路 ２５ 三角波発生回路 ２６ コンパレータ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返しパスル電波に対する埋設物から
   の反射波を埋設対象物の深度ごとにサンプリングして低
   周波に変換する方式の埋設物探査装置において、 所定深度に複数の測定対象深度レンジを想定し、この測
   定対象深度レンジを超えるごとにデータのサンプリング
   時間間隔を大きくする回路を用いて構成したことを特徴
   とする埋設物探査装置。