JPH0659048A - 誘導送信式埋設管探知装置及びその送信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】誘導送信式埋設管探知装置に於いて、短い埋設
管や、絶縁継手で接続されている埋設管の、絶縁継手の
近傍の位置を探知したり、絶縁継手等の電気的絶縁個所
を探知可能とする。 【構成】送信器に於いては、直列に接続した一対の送信
コイルを磁極の方向が逆相となるように間隔をおいて縦
型に並列に設置する。上記送信器を用いた探知装置に於
いては、一対の送信コイルの並び方向と直交する横方向
に、該送信コイルの並び方向と平行に軸方向を向けた受
信コイルを一体に設置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス管、水道管、電力ケ
ーブル、電話ケーブル等の導電性を有する埋設金属管
や、これらを接続する絶縁継手等の電気的絶縁個所を探
知するための誘導送信式埋設管探知装置及びその送信器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地中に埋設されている導電性の埋設管の
位置を探知するための従来の代表的な装置の一例とし
て、地中探査レーダーや電磁誘導式埋設管探知装置等の
装置がある。

【０００３】地中探査レーダーは、地中へ電磁波を発信
し、それが埋設管の表面から反射したエコーを地上の受
信機で受信することにより探知を行うものである。

【０００４】一方、電磁誘導式埋設管探知装置は、探知
すべき埋設金属管に交流電流を流し、この交流電流によ
り発生する交番磁界を地上に於いて受信コイルにより受
信することにより探知するもので、埋設金属管に交流電
流を流す方法に於いて、埋設金属管の地上露出部に直接
に交流電流源を接続する直接式のものと、送信コイルに
より発生させた送信磁界で電磁誘導により流す誘導送信
式のものとがあり、夫々得失がある。本発明は上述した
ように、後者の誘導送信式埋設管探知装置に関するもの
である。

【０００５】従来の誘導送信式埋設管探知装置では、埋
設管との間で磁束を効率的に鎖交させるために送信コイ
ル及び受信コイルは、それらの軸方向を埋設管と直交さ
せて水平に配置させて検出を行う構成としたものが多
く、これらのコイルの配置では受信コイルに対しての送
信磁界の直接の影響が大きい。従って、この影響を低減
するために、受信コイルは、送信コイルと別体に構成し
て送信コイルの影響の少ない離れた位置で操作したり、
また受信コイルを送信コイルと一体に設置したもので
は、キャンセルコイルや信号処理等の比較的複雑な手法
を用いて送信磁界の影響を低減したりしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の従来の装置で
は、短い埋設管や、絶縁継手で接続されている埋設管
の、絶縁継手の近傍の位置を探知したり、絶縁継手等の
電気的絶縁個所を探知することは困難である。

【０００７】即ち、地中探査レーダーに於いては、埋設
管の電気的絶縁個所はエコーに何らの影響を与えないの
で、電気的絶縁個所の存在、従って位置を検出すること
はできない。

【０００８】一方、電磁誘導式埋設管探知装置に於いて
は、電気的絶縁個所を通って探知用の電流が流れること
はないので、受信コイルを送信コイルから離した位置で
操作する場合には電気的絶縁個所の位置は勿論のこと、
埋設管自体の位置の探知を行うことができない場合があ
る。

【０００９】とはいっても、受信コイルを送信コイルの
近傍に一体に設置する場合には、受信コイルへの送信磁
界の影響を低減するための対策が必要となる。本発明は
以上の課題を解決することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、まず本発明では、誘導送信式埋設管探知装置に
於いて、直列に接続した一対の送信コイルを磁極の方向
が逆相となるように間隔をおいて縦型に並列に設置した
送信器を提案する。

【００１１】また本発明では、上記の送信器の一対の送
信コイルの並び方向と直交する横方向に、該送信コイル
の並び方向と平行に軸方向を向けた受信コイルを一体に
設置した誘導送信式埋設管探知装置を提案する。

【００１２】

【作用】本発明の送信器の構成に於いては、図１に示す
ように一方の送信コイルのＮ極から出た磁束は空間をル
ープ状に通り、他方の送信コイルのＳ極に還流して、こ
の送信コイル内をＳ極からＮ極に向かって通り、再びＮ
極から出て空間をループ状に通って上記一方の送信コイ
ルのＳ極に還流する。

【００１３】このため一対の送信コイルの並び方向が埋
設管の軸方向と直交するように送信器を配置することに
より、磁束のループ状部を下方に向けて効率的に埋設管
に鎖交させることができ、以って埋設管に探知用の交流
電流を誘導することができる。そしてこのように鎖交用
の磁束のループ状部を下方に構成するにもかかわらず、
一対の送信コイルの並び方向と直交する横方向にループ
状に突出する磁束密度は、図９に示すように送信コイル
を水平に配設した従来の送信器と比較して非常に少な
い。従って埋設管に誘導された交流電流によって発生す
る磁界を検出するために、埋設管と直交する方向に水平
に配置する受信コイルを、上記送信コイルの並び方向と
直交する横方向に近付けて配置しても、送信コイルから
の直接の影響が少ない。

【００１４】このように受信コイルは、送信コイルに近
付けた位置に於いて埋設管に誘導される交流電流による
磁界を検出するので、埋設管が短い場合や、絶縁継手等
の電気的絶縁個所の近傍でも埋設管の探知を行うことが
でき、また電気的絶縁個所と他の個所との受信レベルの
差異により、この電気的絶縁個所を探知することもでき
る。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例を図について説明する。
図１は本発明の誘導送信式埋設管探知装置及びこれを用
いた埋設管の探知動作を表した説明図である。符号１は
基体であり、この基体１に一対の送信コイル２，２’と
受信コイル３を一体に設置している。即ち、一対の送信
コイル２，２’は磁極の方向が逆相となるように間隔を
おいて縦型に並列に設置すると共に、受信コイル３は、
一対の送信コイル２，２’の並び方向と直交する横方向
に、該送信コイル２，２’の並び方向と平行に軸方向を
向けて設置している。基体１は、一対の送信コイル２，
２’と受信コイル３の相対位置が変化しないように剛性
の高い非磁性体の材質、例えばポリカーボネート板によ
り構成している。

【００１６】直列に接続した一対の送信コイル２，２’
の両端には発振器４を接続して送信器５を構成してい
る。また受信コイル３は前置増幅器６を介してロックイ
ンアンプ７に入力する構成としており、このロックイン
アンプ７には前記発振器４の出力または出力と同期した
信号を同時に入力する構成としている。そして、このロ
ックインアンプ７により分離された探知信号を処理装置
８に入力して処理する構成としており、これらの構成要
素により受信器９を構成している。この受信器８と上記
送信器５は、上述した送信コイル１，１’、受信コイル
３と共に一体に設置して探知装置１０を構成している。

【００１７】上記受信器９の構成に於いては、ロックイ
ンアンプ７は受信コイル３からの信号と発振器４からの
信号とから、受信コイル３で検出した磁界の強度と送信
磁界に対する位相を得て、これを処理装置８に出力し、
そして処理装置８はロックインアンプ７の出力から、受
信コイル３で検出した磁界のうち、送信磁界に対して９
０°だけ位相のずれた成分、即ち、送信磁界により埋設
管１１に流れる磁界の強度を得て、これを探知磁界の強
度とする。

【００１８】受信器９に於けるこのような雑音除去の信
号処理の具体的な構成及び手法は、例えば特開平３−２
６９８３号公報に開示されており、またこの他、特開平
３−１９４４８７号公報や特開平３−１９４４８８号公
報等に開示されているような手法を適宜に利用すること
ができる。

【００１９】以上の構成の探知装置１０に於いて、例え
ば埋設管１１の絶縁継手１２等の電気的絶縁個所を探知
する場合には、まず埋設管１１の想定される軸方向に沿
った複数位置に、軸方向と直角方向の測定ラインＬ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆を設定する。（ステップ１…
…図３）

【００２０】次いで各測定ラインＬ上に於いて、送信器
５の一対の送信コイル２，２’の並び方向を埋設管１１
の想定される軸方向と直交させた状態で探知装置１０を
移動させ、この際の探知磁界の強度の変化を測定する。
探知磁界の強度は、一対の送信コイル２，２’の中心が
埋設管１１の直上に位置するときが最も大きく、各測定
ラインＬに於いて、図４に示すようにピークを有する測
定曲線が得られる。即ち、このピーク位置に対応して埋
設管１１の直上位置を探知することができる。（ステッ
プ２）

【００２１】送信コイルにより埋設管１１に誘導される
誘導電流は絶縁継手１２を越えては流れないので、従来
のように送信コイルと受信コイルが離れていて絶縁継手
１２を隔てた他の区分の埋設管１１の上方に位置すると
きには、送信コイルにより他の区分の埋設管に誘導され
る電流による探知磁界を検出するのが困難である。

【００２２】しかるに本発明では、受信コイル３は送信
コイル２，２’の近傍に於いて埋設管１１に誘導される
電流による探知磁界を検出するので、送信コイル２，
２’が絶縁継手１２に近づくにつれて、埋設管１１への
誘導電流が少なくなることにより探知磁界の検出強度は
次第に小さくなるものの、従来と比較して送信コイル
２，２’が絶縁継手１２に、より近づいた位置に於いて
も受信コイル３による探知磁界の検出を行うことができ
る。

【００２３】上述したように各測定ラインＬに於いて測
定した探知磁界の強度のピーク値を、埋設管１１の軸方
向に対して表すと、図５に示すように絶縁継手１２の個
所に於いて極小となる曲線となる。従って以上の測定を
行い、端子磁界の強度のピーク値が極小なる位置から絶
縁継手１２の位置を探知することができる。（ステップ
３）

【００２４】図６は、３ｍ毎に絶縁継手により接続して
いて、地中50cmの位置に埋設されている200mm径の埋設
管についての測定結果を示すものである。図は横軸が埋
設管に沿った軸方向の距離、縦軸は各測定ラインＬに於
ける探知装置１０の出力のピーク値である。図６は、ピ
ーク値が極小となる位置が継手位置に対応することを示
しており、従ってこの継手位置を探知できることを示し
ている。

【００２５】本発明の埋設管探知装置では、このように
従来はできなかった絶縁継手の位置の探知を行うことが
できるので、絶縁継手を用いている埋設管系に於いて
は、ガス漏れを検出した際に、早急に絶縁継手の位置を
探知して、掘削、修理等の必要な処理を行えるという利
点がある。

【００２６】尚、本発明はこのような絶縁継手の探知ば
かりでなく、従来は探知が困難であった短い埋設管の測
定も行えるという利点を有するものである。即ち、図８
は、図７に示されるように配置した長い埋設管Ａと、絶
縁継手１２で区分された短い埋設管Ｂにつき、図７中の
破線に沿って探知装置１０を移動させて探知を行った結
果例を示すものである。尚、図８は、受信コイルで検出
した磁界を特願平２−３３２１５４号または特願平２−
３３２１５４号の願書に添付した明細書及び図面に開示
されている手法を用いて処理し、送信磁界が土壌に誘導
する渦電流による磁界の影響を除去した結果を示してお
り、この手法は、送信コイルと受信コイルが一体に構成
されていて、それらの相対位置が変動しない構成の場合
には効果的である。この構成は、上述したように送信コ
イルと受信コイルとを剛性の高い非磁性体の基体に一体
に装置することにより達成することができる。

【００２７】しかしながら、本発明は、受信コイルを必
ずしも送信コイルと一体に構成する必要はなく、受信コ
イルで検出した磁界から探知磁界のみを分離するための
手法も適宜のものを利用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の通り、受信コイルを送信
コイルに近付けた位置で探知を行うことができるで、以
下に示すような効果がある。 絶縁継手等の電気的絶縁個所を探知することができ
る。 短い埋設管を探知することができる。 長い埋設管にしても、従来と比較して高精度で探知
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の埋設管探知装置の構成と探知動作を表
した系統説明図である。

【図２】本発明の送信器に於ける磁束分布を表した説明
図である。

【図３】本発明の探知装置による探知例として、埋設管
の絶縁継手を探知するステップ１に対応する説明図であ
る。

【図４】本発明の探知装置による探知例として、埋設管
の絶縁継手を探知するステップ２に対応する説明図であ
る。

【図５】本発明の探知装置による探知例として、埋設管
の絶縁継手を探知するステップ３に対応する説明図であ
る。

【図６】上記ステップを経て実際に絶縁継手を探知した
結果を示す説明図である。

【図７】本発明の探知装置による探知例として、長い埋
設管と短い埋設管を探知する場合の埋設管の具体的配置
を示す平面図である。

【図８】図７の探知例に於ける具体的探知結果を示す説
明図である。

【図９】従来の送信コイルの配置に於ける送信磁界を表
した説明図である。

【符号の説明】

１ 基体 ２，２’ 送信コイル ３ 受信コイル ４ 発振器 ５ 送信器 ６ 前置増幅器 ７ ロックインアンプ ８ 処理装置 ９ 受信器 １０ 探知装置 １１ 埋設管 １２ 絶縁継手

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列に接続した一対の送信コイルを磁極
   の方向が逆相となるように間隔をおいて縦型に並列に設
   置したことを特徴とする誘導送信式埋設管探知装置の送
   信器
2. 【請求項２】 請求項１の一対の送信コイルの並び方向
   と直交する横方向に、該送信コイルの並び方向と平行に
   軸方向を向けた受信コイルを一体に設置したことを特徴
   とする誘導送信式埋設管探知装置