JPH0674984U - 隠蔽場所の埋設物の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 壁面や床面などの隠蔽場所に埋設された金属
長尺物などの位置を簡単、かつ小形軽量な装置で検出す
る。 【構成】 検出コイル２０内のコイル２５は、発振回路
３１によって励振される。検出コイルを、隠蔽場所に埋
設される金属製の埋設物に近接させると、コイル２５の
共振周波数がシフトする。検波回路３２は、発振回路３
１の発振周波数を変化させたときの出力変化から、共振
周波数のずれを検出する。検波回路３２からの出力は、
リニアライザ回路３４および出力回路３５を介して、表
示器３６によって表示される。この表示が最大となる場
所を、埋設物の位置と判定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コンクリートの壁面や床面などの隠蔽場所に埋設された金属製長尺 物などを検出するために用いる隠蔽場所の埋設物の検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、図７および図８に示すような電磁誘導式ロケータや、図９に示すよ うなレーダロケータが地中埋設物などの検出のために用いられている。電磁誘導 式ロケータでは、地中埋設管に信号電流を流し、信号電流によって発生する磁界 を地上から検出する。レーダロケータにおいては、地表面から短いパルス状の電 磁波を地中に発射し、埋設物からの反射波を断面図の形で表示することによって 、埋設物の位置と深さを計測する。

【０００３】 図７に示す電磁誘導式ロケータでは、土壌１の地中に埋設されたガス管などの 埋設管２に、バルブ３やメータ４などの地上に露出している部分を利用して、発 信器５からの信号電流２ｉを流す。信号電流２ｉによって、埋設管２の周囲には 磁界２ｍが発生する。バルブ３やメータ４などに発信器５からの信号出力を導く ために、ドラム６ａ，６ｂからリード線３Ｌ，４Ｌがそれぞれ引出されて電気的 接続を行う。このような接続法は、２箇所で埋設管２に接続するので、２点法と よばれ、電磁誘導式ロケータとして代表的な方法である。電磁誘導式ロケータと して代表的な方法には、他に１点法がある。１点法では、発信器の出力の一方を 埋設管に１箇所だけで接続し、出力の他方は接地して土壌１を信号電流の経路と して利用する。測定者７は、土壌１の地表で検出器８を移動させながら、検出器 ８の検出出力に対応して音響出力が変化する受信器９によって、埋設管２の位置 を検出することができる。

【０００４】 図８は、検出器８によって検出される磁界の強度を示す。埋設管２から発生す る磁界２ｍの検出強度は、２Ｍで示される。リード線３Ｌが検出器８の近傍に存 在すると、その磁界３Ｍの影響を受け、受信器９が検出する磁界は合成磁界９Ｍ となる。本件出願人の出願に係る特開平４−２４０５８５号公報には、共振コイ ルの共振点変化を併用して位置探査を行う装置が開示されている。

【０００５】 図９は、レーダロケータによる測定状態を示す。土壌１の表面を走行移動可能 なレーダロケータ１０は、送信アンテナ１１および受信アンテナ１２をその本体 底部に有する。送信アンテナ１１から土壌１の地中に送信電波１１ｓが放射され る。受信アンテナ１２には、埋設管２からの反射電波１２ｒが入射される。測定 結果などは、陰極線管（略称「ＣＲＴ」）や液晶表示装置（略称「ＬＣＤ」）な どを備える表示部１３に表示される。表示部１３と隣接して、本体操作部１４が 設けられる。操作者の手許に近い部分には、主操作部１５も設けられる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

電磁誘導式ロケータでは、埋設管が他の金属管と金属接触しているようなとき には誘導磁界が他の金属管にも発生し、識別が困難となる。特に、鉄筋コンクリ ート中に埋設されているようなときには、鉄筋等と接触しやすく、検出が困難と なる。また、図７に示すようにリード線の影響を受けやすく、検出誤差が大きく なってしまう場合がある。特開平４−２４０５８５号公報で開示されている先行 技術によれば、リード線の影響は受けないで探査を行うことができるけれども、 他の金属埋設物の影響は受けやすい。

【０００７】 レーダロケータにおいては、電波障害などを防止するため、送信電波の漏れを 極力少なくする必要がある。このため、架空隠蔽部の配管などの探査は困難であ る。また、装置全体が比較的大形となり、重くなるので、作業性の面で問題があ る。

【０００８】 本考案の目的は、簡単、かつ小形軽量な装置で、コンクリートにおける鉄筋な どの他の金属埋設物の影響を受けずに、埋設ガス管などの検知が可能な隠蔽場所 の埋設物の検出装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、隠蔽場所に埋設されている被検出物近傍の複数の場所で励振される 共振手段と、 各場所で共振手段の共振周波数のずれを検出するずれ検出手段と、 ずれ検出手段からの出力に応答して、共振手段の共振周波数のずれが極大とな る場所を検出する場所検出手段とを含むことを特徴とする隠蔽場所の埋設物の検 出装置である。

【００１０】

【作用】

本考案に従えば、隠蔽場所に埋設されている被検出物近傍の複数の場所で、共 振手段を励振すると、共振手段の共振周波数は、被検出物に近接している場所で ずれが大きくなる。この場所を検出することによって、埋設物の位置を検出する ことができる。共振手段の共振周波数が、被検出物の近接によって受ける影響は 、被検出物が共振手段から離れた位置で他の金属体などに接触しているか否かに は殆ど影響されないので、隠蔽場所の埋設物を精度よく検出することができる。 また、共振手段のみを検出物近傍で複数の場所に移動すればよいので、小形で、 かつ軽量で、作業性のよい検出装置を得ることができる。

【００１１】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例の概略的な構成を示す。共振手段である検出コイル ２０は、鉄などの強磁性体金属による筒状の金属ケース２１の先端に装着される シールド板２２を有する。シールド板２２はプラスチックに銅箔を貼付けたもの であり、その前面は検出面２３となり、その内側にコイルケース２４が収納され る。シールド板２２はアルミニウムなどによって形成してもよい。コイルケース ２４内にはコイル２５が巻回され、そのリード線２６は後方に引出される。リー ド線２６の引出部は、樹脂２７によって保護される。このように、検出コイル２ ０は簡単な構成であり、小形軽量に形成することができる。

【００１２】 リード線２６の延長上には、発振回路３１が接続される。発振回路３１は、検 出コイル２０のコイル２５に対して、共振周波数付近の周波数の交流信号を発振 する。ずれ検出手段である検波回路３２は、発振回路３１の発振周波数に対する コイル２５のインピーダンス（Ｚ）や位相（θ）に対応する出力電圧の変化から 、コイル２５の共振周波数のずれを検出する。検波回路３２の出力はコンデンサ ３３によって平滑され、リニアライザ回路３４によって対数変換され、出力回路 ３５から出力信号として導出される。出力回路３５からの出力は、場所検出手段 であるＣＲＴや、ＬＣＤなどの表示器３６によって画像表示される。表示結果は 、レコーダなどの記録器３７によってグラフとして記録することもできる。

【００１３】 図２は、図１に示す検出装置による検出結果を示す。検出コイル２０の検出面 ２３を隠蔽場所に近付けると、ガス管などの埋設物の存在によって、コイル２５ の共振周波数がｆ０からｆにシフトする。共振周波数は、インピーダンス特性上 で、インピーダンスの値が極大となる周波数として求められる。周波数がシフト すると、元の共振周波数ｆ０におけるインピーダンスＺｐが、Ｚｐ１に低下し、 周波数ｆで極大となる。以上のような実線で表す状態から一点鎖線で表す状態へ のシフトは、位相（θ）の変化としても表れる。

【００１４】 図３および図４は、図１に示す測定装置の試験結果を示す。図３は試験試料を 示し、図４はその測定結果を示す。試験試料では、コンクリート４０中に、コン クリート表面下５０ｍｍ以内にガス管４１，４２が埋設される。さらに、ガス管 ４１，４２の下方約２０ｍｍの位置に、鉄筋４３が埋設される。ガス管４１は、 内径が２０ｍｍで、外径が２７．４ｍｍであり、ガス管４２は内径が２５ｍｍで 、外径が３４ｍｍであり、鉄筋４３は外径が１０ｍｍである。図４は、測定され た共振周波数の差を示す。測定は、検出コイル２０をコンクリート４０の表面か ら１０ｍｍだけ間隔をあけて移動させ、５０ｍｍ間隔で行っている。共振周波数 は、約１６．７ＭＨｚである。

【００１５】 図５および図６は、共振インピーダンス法による共振周波数の検出原理を示す 。図５は検出時の状態、図６は電気的な等価回路を示す。コンクリート４０内に 埋設されているガス管４１に、検出コイル２０を接近させると、検出コイル２０ 内のコイル２５と、ガス管４１とが電磁的に結合する。コイル２５内には、共振 コイル４５と、電磁誘導検出コイル４６とが含まれる。共振コイル４５は、共振 インピーダンス法によって共振周波数のずれを検出するために用いる。電磁誘導 検出コイル４６は、ガス管４１に信号電流を流して、１点法や２点法などの電磁 誘導ロケータの検出器として使用するときに用いる。

【００１６】 共振コイル４５の等価回路は、コイルＬ１と直列に抵抗Ｒ１が接続され、この 直列回路に並列にコンデンサＣが接続されて構成される。ガス管４１の等価回路 は、コイルＬ２と抵抗Ｒ２とが環状に接続されて構成される。共振コイル４５の コイルＬ１と、ガス管４１のコイルＬ２との間は、相互インダクタンスＭによっ て誘導結合される。図６に示す状態で、共振コイル４５を周波数ｆで励振すると きの共振コイル４５のインピーダンスＺは、次の第１式で表される。

【００１７】

【数１】

【００１８】 ここで、ｊは単位虚数、ωは２πｆをそれぞれ表す。本件考案者による実験結 果では、空気中でｆが１６，６８６，０２０Ｈｚであるとき、コンクリート中の ガス管に近接させたときには共振周波数が１６，６９６，１３９Ｈｚに変化し、 コンクリート中の鉄筋に近接させたときには共振周波数が１６，６８８，５５０ Ｈｚにシフトした。このように共振周波数のずれは、被検出物の種類によっても 変わる。さらに、金属管同士でも、ガス管と水道管ではシフトの状態が異なり、 ガス管と他の管とを識別することができる。すなわち、中空のガス管と、中空で ない金属棒である鉄筋や、導体である水が流れている水道管では、シフト量が異 なり、鉄筋や水道管の方がシフト量が少なくなる。このことを利用することによ って、ガス管と他の管とを識別することができる。また、ガス管の口径の違いに よっても、共振周波数のシフト量が異なるので、管の口径を識別することもでき る。

【００１９】 本実施例によれば、コイル２５は１ｍｍの外径の導線を直径６４ｍｍで８回巻 回して形成する。したがって、検出コイル２０を小形で軽量に構成することがで きる。図５では、コイル２５に電磁誘導検出コイル４６を備えるようにしている けれども、共振コイル４５のみを備えればよいことは勿論である。

【００２０】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、共振手段を被検出物近傍の複数の場所で励振す れば、共振手段の共振周波数のずれが極大となる場所を検出することができ、隠 蔽場所の埋設物を容易に検出することができる。共振手段は、簡単な構成で、か つ小形軽量化が容易であるので、良好な作業性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示す測定装置の測定結果を示すグラフで
ある。

【図３】図１に示す実施例を用いる測定試験用の資料の
概略的な断面図である。

【図４】図３に示す資料による測定結果を示すグラフで
ある。

【図５】図１に示す測定装置の動作原理を示す概略的な
断面図である。

【図６】図１に示す測定装置の電気的な透過回路図であ
る。

【図７】従来からの二点法による電磁誘導式ロケータの
構成を示す図である。

【図８】図７に示す測定結果を示すグラフである。

【図９】従来からのレーダロケータの測定法を示す概略
的な斜視図である。

【符号の説明】

２０ 検出コイル ２１ 金属ケース ２２ シールド板 ２４ コイルケース ２５ コイル ２６ リード線 ３１ 発振回路 ３２ 検波回路 ３４ リニアライザ回路 ３５ 出力回路 ３６ 表示器 ３７ 記録器 ４０ コンクリート ４１，４２ ガス管 ４３ 鉄筋 ４５ 共振コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山田 良行 京都府京都市伏見区向島四ツ谷池14−８ 向島団地６−２−1404 (72)考案者 唐 暁燕 京都府京都市北区上賀茂南大路町65−１ 若草荘

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 隠蔽場所に埋設されている被検出物近傍
   の複数の場所で励振される共振手段と、 各場所で共振手段の共振周波数のずれを検出するずれ検
   出手段と、 ずれ検出手段からの出力に応答して、共振手段の共振周
   波数のずれが極大となる場所を検出する場所検出手段と
   を含むことを特徴とする隠蔽場所の埋設物の検出装置。