JPH06194457A - 掘削機械用の探査装置 - Google Patents
掘削機械用の探査装置Info
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- JPH06194457A JPH06194457A JP4343897A JP34389792A JPH06194457A JP H06194457 A JPH06194457 A JP H06194457A JP 4343897 A JP4343897 A JP 4343897A JP 34389792 A JP34389792 A JP 34389792A JP H06194457 A JPH06194457 A JP H06194457A
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Abstract
てパルス発振器4からの発振信号を得て、地中に電波を
放射する。物標1で反射された電波をアンテナ3で検出
する。検出信号を増幅器5で増幅後、サンプラー6でサ
ンプリングし、A/D変換器7によりディジタル変換
後、反射データとして反射信号メモリ8に格納され、そ
の内容は、9の表示器で表示される。10はメモリ8の
アドレス設定装置である。11は、バケットの位置・角
度検出器である。21はバケット底部の電波放射口、2
2はアンテナの開口部である。12は時間間隔測定器、
13は演算器である。 【効果】バケットを走査して掘削工事前に地中障害物を
検出できる。また、掘削工事中でも、バケット先端付近
の障害物の検出が可能である。
Description
用に好適な、電波を用いた地中の反射体を検知する探査
装置に係り、特に、地表掘削バケット部に送受信アンテ
ナを設置し、バケット部を動かすことによって工事の障
害となる地中物標を確実に検知する探査装置に関する。
先端部分であるバケットで地表などの工事を行う。この
際、バケットによって地中埋設物、例えば、ガス配管や
水道管などの配管類や、電話線,電力ケーブルなどを誤
って損傷する恐れがある。このため、あらかじめ地中の
状況を探る必要があり、地中探査レーダを用いることが
ある。地中探査レーダでは、地中に電波を発射してから
物標の反射波を得て物標を映像化する。その概要は、例
えば、1989年6月発行の電子通信学会論文誌Vo
l.J66−B No.6に掲載された論文「地中レー
ダシステム」(荒井ほか)に詳しく述べられている。
場合、探査によって埋設物がないことを確認して工事を
開始するため、装置の設置・移動などに時間がかかり、
作業効率が悪い。また、掘削時のバケット付近の埋設物
の監視は不可能である。さらに、通常の探査レーダに用
いられる変形ダイポールアンテナをバケットにつけて使
う場合は、アンテナの近くに金属体(バケット)がある
ため特性が大きく歪み、実用とならない問題点がある。
技術の問題点であるアンテナ特性の劣化と工事の低効
率、および、掘削と並行した探査が不可能の各項目を解
決し、掘削を行おうとする部分の地中障害物を探査する
装置を提供することにある。
であるバケット内部にアンテナを埋め込み、これより電
波を送信して地中障害物からの反射波を検出する。バケ
ットを移動・回転させてアンテナを走査し、移動・回転
に応じて反射情報をメモリに格納・表示することで掘削
前に、埋設物を検知する。また、掘削時でもバケット先
端部付近の反射波を観測することで埋設物を探知し、工
事に伴う埋設物の誤損傷を防止できる。
ンテナを埋め込んでいる。このため、本来のバケット機
能に影響はない。また、アンテナの特性を歪めることも
なく、バケット底部に沿った指向性の強い電波ビームを
得る事ができる。バケットの移動・回転による電波ビー
ムの方向と、反射波メモリの格納位置を合わせ、地中の
状況を表示する。
1は、本発明の基本的構成を示す図である。図1で1が
地中にある物標であり、これを検出するのが本発明の課
題である。2および3は、各々、アンテナ、および、方
向切り換え器である。方向切り換え器3は、サーキュレ
ータなど公知の素子を使用できる。パルス発振器4から
の発振信号は、方向切り換え器3を経て、アンテナ2か
ら地中に電波として放射される。物標1で反射された電
波をアンテナ2で検出する。検出信号を方向切り換え器
3で増幅器5に導いて増幅し、サンプラー6でサンプリ
ングし、A/D変換器7によりディジタル信号に変換す
る。ディジタル信号に変換された反射信号は、反射デー
タとして反射信号メモリ8に格納される。反射信号メモ
リの内容は、表示器9で表示される。10は反射波を反
射信号メモリ8に格納する際に、その格納アドレスを決
定するアドレス設定装置である。11は、アンテナ2が
埋め込まれたバケット部の位置と地表に対するバケット
の角度を検出する位置・角度検出器である。サンプラー
6,A/D変換器7、及び、アドレス設定装置10は発
振器4からのタイミング信号によって動作が進行する。
テナと探査データの表示法に特徴があり、この特徴を中
心に説明する。図2は、アンテナ2が組み込まれるバケ
ット部を示す説明図である。このバケットを用いて矢印
の方向に掘削を行う。本実施例では、アンテナとしてバ
ケット内面に埋め込まれた表面波アンテナを用いること
に特徴がある。図2の表面波アンテナは、公知のフレア
スロットアンテナの例である。本実施例におけるアンテ
ナの詳細埋め込み状況を図3に示す。アンテナが埋め込
まれるバケット底部は、金属体である。その一部に電波
の放射口21を設け、図3に示すように放射口21から
電波が広がるように開口部22を作成してある。開口部
22は硬質の誘電体で満たされており、土砂が入るバケ
ット内面で開口部22の段差がつかないよう加工されて
いる。本アンテナの指向特性は、図3に示すようにバケ
ット底部に垂直な方向で比較的幅が狭く、底部に平行な
方向で広い舌状の送受信特性となる。
を行う場合の動作を説明する。図4は、反射信号メモリ
8の構成を示し、垂直方向が地中の深さ方向,水平方向
が地表の方向である。メモリ8の内容は反射波の強度に
対応し、表示器9では強度の高い所を明るく、又は、カ
ラーで表示する。図4では、電波ビームの指向方向を地
表と垂直にした場合の説明図である。このとき、バケッ
トの位置・角度検出器11で得たバケット位置情報は、
メモリ8の水平方向位置のアドレスとなる。また、垂直
方向は電波の往復時間であるから、地中における電波の
速度Vをあらかじめ設定すれば、サンプラー6の出力か
ら垂直方向のアドレスを設定できる。つまり、垂直方向
のアドレスAvは、
によって決定される。電波ビームを地表に垂直にしたま
まバケット、つまり、アンテナを水平方向に移動させる
と、その移動線に沿った地中の反射情報がメモリ8の内
容となるため、配管などの地中障害物を検知可能とな
る。
転させる場合を示している。バケットの位置・角度検出
器11で得たバケット位置とバケット角度、つまり、電
波の入射角の情報とから、格納すべきアドレスを求め
る。水平方向のアドレスAv、垂直方向のアドレスAh
は、各々、
正とする)、 ΔN :水平方向の1アドレスに対応する距離、 Aho:バケットの位置に対応する水平方向のアドレ
ス、 である。この方法は、例えば地表に物体があってその下
を観測したい場合に特に有効である。
探査することも可能である。これは、バケットの回転に
よる扇状の観測エリアを水平方向に動かすことにあた
り、地中のある地点を複数回探査することに対応する。
このため、ある位置の反射波情報を平均化するなどし、
検出感度を向上させることができる。
の電波速度Vの算定に関する。第一の実施例ではVはあ
らかじめ設定していたが、本実施例では探査場所でVを
測定する事に特徴がある。本実施例ではバケットを用い
て掘削し、バケット内に土砂を入れる。図6に示すよう
に、バケット内に土砂を入れた状態で電波を放射し、放
射からバケット端部の反射波検出までの時間を求める。
アンテナ放射口からバケット端部までの距離は既知であ
るから、反射時間を求めることにより、電波の速度がわ
かる。この場合、電波の一部はアンテナ開口部の上部を
伝搬し、土砂がなくなる端面で反射する。この反射まで
の時間を求めてVを算定する。構成を図7に示す。第一
の実施例を示す図1に、時間間隔測定器12と演算器1
3を追加し、時間間隔Δtの測定とΔt/(2・L)の
演算を行う。ここで、Lは放射口から端面までの距離で
ある。この結果から求めたVを第一の実施例に示したよ
うに反射波メモリの格納アドレスの決定に使用する。
探査を可能とする有利性がある。
面波アンテナとバケット走査に対応させた反射波処理に
より、掘削工事前に地中障害物を検出できる。また、掘
削工事中でも、バケット先端付近の障害物の検出が可能
である。このため、誤って地中物体を損傷することがな
くなる。
す説明図。
明図。
び、方向切り換え器、4…パルス発振器、5…増幅器、
6…サンプラー、7…A/D変換器、8…反射信号メモ
リ、9…表示器、10…アドレス設定装置、11…バケ
ットの位置・角度検出器。
Claims (2)
- 【請求項1】電波を用いて地中埋設物を検出する掘削機
械用の探査装置において、地面と接触する掘削用治具に
表面波アンテナを設置し、治具の移動・回転に一致させ
て反射波をメモリに格納し、反射体を表示することを特
徴とする掘削機械用の探査装置。 - 【請求項2】請求項1において、バケット内に被掘削媒
質を取り込み、前記被掘削媒質を電波が伝搬する時間か
ら前記被掘削媒質の電波の速度を算出する掘削機械用の
探査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4343897A JPH06194457A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 掘削機械用の探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4343897A JPH06194457A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 掘削機械用の探査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06194457A true JPH06194457A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18365088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4343897A Pending JPH06194457A (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 掘削機械用の探査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06194457A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3251171A4 (en) * | 2015-01-26 | 2018-08-15 | Rodradar Ltd. | Radio frequency antenna |
JP2020085871A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | すみえ 池田 | 地中レーダ探査装置 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP4343897A patent/JPH06194457A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3251171A4 (en) * | 2015-01-26 | 2018-08-15 | Rodradar Ltd. | Radio frequency antenna |
US10389036B2 (en) | 2015-01-26 | 2019-08-20 | Rodradar Ltd. | Radio frequency antenna and monitor |
US10651561B2 (en) | 2015-01-26 | 2020-05-12 | Rodradar Ltd. | Radio frequency antenna and monitor |
JP2020085871A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | すみえ 池田 | 地中レーダ探査装置 |
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