JPH0711581B2 - 鉄筋等を検出する方法及びその装置 - Google Patents

鉄筋等を検出する方法及びその装置

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JPH0711581B2
JPH0711581B2 JP11401992A JP11401992A JPH0711581B2 JP H0711581 B2 JPH0711581 B2 JP H0711581B2 JP 11401992 A JP11401992 A JP 11401992A JP 11401992 A JP11401992 A JP 11401992A JP H0711581 B2 JPH0711581 B2 JP H0711581B2
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sensor coil
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一彦 古屋
伸 横井
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株式会社関電工
アキツ精機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は主としてコンクリート
壁などのコンクリート構造物の中に埋め込まれている鉄
筋、金属配管等を検出するのに適した発明であって、コ
ンクリート構造物中にある鉄筋等の深さ、並びにその大
きさを判別できる方法、及びその装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】例えばコンクリート壁などの中にある鉄
筋、金属配管の探知に関していうと、その位置、大きさ
までを判別できる手段はなかった。ただ地中等における
金属埋設物の存在を確認する技術としては、コイルを利
用した以下のものがあった。まず水平コイル式受信セン
サによれば、被測定物を通電させておき、上下二つのコ
イルに生ずる誘起電圧の大きさを比較し、上のコイルよ
り下のコイルの方が大きい状態のときに検出するように
なっている。次にクロスコイル式受信センサでは、やは
り被検出物を通電させておき、上下の水平と垂直の組合
わせコイルに生ずる誘起電圧を測定し、その最大値と最
小値とが合致した際に検出するようになっている。また
電磁誘導式センサは、発信コイルからの誘導磁界が被検
出物体によって変化し、受信コイルが不均衡となること
によって検出しようとするものである。さらに差動コイ
ル式近接センサは、被検出物に生ずるうず電流による磁
束を検出コイルと比較コイルの差で検出するものであ
る。またさらに高周波発振式近接センサは、高周波発振
回路中の発振コイルのインピーダンス変化によって発振
を停止させて検出しようとするものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】水平コイル式及びクロ
スコイル式の受信センサは非金属管内の通電ケーブルに
対しては容易に検出することができるが、金属管内の通
電ケーブルに対しては金属管による電磁遮蔽が生ずるた
め非金属管の場合と同一の感度レベルでは検出できない
欠点がある。また水平コイル式受信センサでは例えば電
力ケーブルを検知使用とする場合、当該電力ケーブルに
対して直上位置からの検出性能と、該電力ケーブルより
300mm横に離れた位置からの検出性能が、検出感度の
設定位置によってはほとんど変わらず、そのため300
mm横に離れたケーブルを直下にあるが如く検出してしま
うおそれがある。電磁誘導式センサはケーブルの通電等
には殆ど影響されず、金属管のみに限定しての検出性能
においては有効であるが、検出距離が短いという問題が
あり、探知範囲が限定されてしまう。差動コイル式およ
び高周波発振式センサは検出距離が短いうえ、パイプの
ように対象面が弧状を有していたり曲面であったりした
場合には、その中心から外れる割合によって検出感度が
低下してしまうなど、不特定の条件下での性能が一定し
ない。しかも周囲に金属がある場合の影響も大きく、検
出距離の3倍以上の空間を設ける必要があるなどの問題
があった。従って、従来の技術をそのまま応用してこれ
をコンクリート構造物中の鉄筋の検出センサとするに
は、信頼性、実用性の点で問題があるばかりか、その深
度さらには当該鉄筋等の大きさまで判別するのは不可能
だったのである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明はそのような点
に鑑みてなされたものであり、対象物体に通電しなくと
もコンクリートなどの中にある鉄筋や金属配管等を検出
し、しかもその深度、径の大きさまでも判別できる方
法、装置を提供して、問題の解決を図るものである。
【0005】そのためこの発明では基本的には以下の原
理を利用する構成を採った。図1に示した回路におい
て、スイッチをON−OFFしてセンサコイルの両端に
パルス状の電圧を印加すると、図2に示したような過渡
応答特性が観測される。そしてセンサコイルの近傍に金
属が存在すれば、この特性曲線における最下降点からの
立上りカーブはその勾配がよりなだらかになって、且つ
0に復帰するまでの時間が長くなることがわかった。
【0006】このような電圧波形の変化を数値的に処理
するために、ある基準電圧を設定して、観測された電圧
波形が当該基準電圧に達するまでの時間を測定し、得ら
れた観測時間を縦軸に、対象金属物体(鉄筋)とセンサ
コイルとの距離を横軸にとってその特性を調べてみる
と、対象金属物体である鉄筋の径が異なれば、それに応
じてその特性も異なることが確認できた。これをグラフ
に示すと、夫々径が異なる鉄筋−ア(細径)、鉄筋−イ
(中径)、鉄筋−ウ(太径)の各特性は図3のようにな
る。
【0007】そこで図4に示したように2個のセンサコ
イルを一定の間隔dで配置して、未知の被探知金属の影
響による観測時間を各センサコイルごとに測定し、その
値をt1、t2とすると、まずt1を既に得られた上記特
性曲線に適用すると鉄筋−アの場合は、距離L1−アを
示し、同様に鉄筋−イの場合は、距離L1−イを示し、
鉄筋−ウの場合は、距離L1−ウを示す。同様にt2に対
応する距離をグラフ上から求めると、鉄筋−アの場合
は、距離L2−アを示し、同様に鉄筋−イの場合は、距
離L2−イとなり、鉄筋−ウの場合は、距離L2−ウとな
る。
【0008】各センサコイルの間隔dは既知であるが、
これはt1、t2で得られたときの各距離の差に相当する
ものであるから、各鉄筋ごとに得られた(L1−L2)と
既知のdとが一致するものが、対象鉄筋ということにな
る。
【0009】そしてそのようにして対象鉄筋が確定すれ
ば、センサコイルから当該対象鉄筋までの距離LがL1
又はL2によって求まるのである。
【0010】もちろん、センサコイルはこれを一つに
し、時を異にしてそのセンサコイルの位置をdだけセン
サコイルの軸方向後方にずらし、そこでの観測時間をt
2にしても同様な結果が得られる。
【0011】したがってこの発明では、センサコイルに
よって得たt1、t2を予め測定した各鉄筋の特性データ
に照会して(t1−t2)に対応するd′を求め、それと
既知のdとを比較照合することによって、非探知鉄筋の
大きさ(径)を判別し、またセンサコイルから当該被探
知鉄筋までの距離を検出するものである。
【0012】そこでこの発明では、まず請求項1とし
て、センサコイルにパルス状の電流を流し、その際の電
圧の過渡応答特性の変化を観測して当該電圧が一定電圧
に達するまでの時間t1と、前記センサコイルから一定
距離dだけ当該センサコイルの同軸上で離れた地点での
同様な観測による時間t2とを夫々測定し、予め知得し
た種々の大きさの鉄筋等における前記過渡応答特性から
得た時間−距離特性において(t1−t2)に対応する距
離d′と、前記dとを比較照合することによって、被探
知鉄筋の大きさを検出することを特徴とする、鉄筋等を
検出する方法を提供する。
【0013】次に請求項2として、センサコイルにパル
ス状の電流を流し、その際の電圧の過渡応答特性の変化
を観測して当該電圧が一定電圧に達するまでの時間t1
と、前記センサコイルから距離dだけ当該センサコイル
の同軸上で離れた地点での同様な観測による時間t2
を夫々測定し、予め知得した種々の大きさの鉄筋等にお
ける前記過渡応答特性から得た時間−距離特性において
(t1−t2)に対応する距離d′と、前記dとを比較照
合することによって、被探知鉄筋の大きさを検出し、さ
らにt1又はt2とそのようにして検出した被探知鉄筋に
おける前記時間−距離特性から、センサコイルと被探知
鉄筋間の距離を検出することを特徴とする、鉄筋等を検
出する方法を提供する。
【0014】さらにこの発明では、上記の方法を実施す
るために直接用いる装置として、非磁性体であって導電
率の低い素材からなる本体の先端部内にセンサコイルを
その軸方向にスライド自在に設け、このセンサコイルに
パルス状の電流を流す送信回路、及び受信回路を設ける
とともに、当該受信回路による過渡応答特性の観測部を
設けたことを特徴とする、鉄筋等の検出装置をも提供す
る。
【0015】この場合、既述の原理から考えて、センサ
コイルを予め2つ設け、各々にパルス電流を流して測定
される時間をt1、t2とすればよいので、非磁性体であ
って導電率の低い素材からなる本体の先端部内に第1セ
ンサコイル、さらに当該第1コイルから距離dだけ離れ
た位置の同軸上に第2センサコイルを夫々設け、これら
センサコイルにパルス状の電流を流す送信回路、及び受
信回路を設けるとともに、当該受信回路による過応答特
性の観測部を設けたことを特徴とする、鉄筋等の検出装
置としてもよい。
【0016】
【作用】請求項1の場合、既述の測定原理にも示したよ
うに、d′とdとが一致すれば、そのときのd′の値を
割り出した特性曲線を有するものが被探知鉄筋というこ
とになる。
【0017】請求項2の場合、上記のようにして特定し
た被探知鉄筋の特性曲線に、t1又はt2を適用してその
まま距離を求めれば、被探知鉄筋までの距離L又はL+
dが求まり、センサコイルの深度をも検出できる。
【0018】請求項3の場合、センサコイルは1つなの
で、検出する場合には最初の測定時t1の位置から、セ
ンサコイルを一定距離dだけスライドさせ、そこでの観
測時間をt2として以後の処理を行うことになる。
【0019】請求項4の場合、センサコイルは2つある
ので、各センサコイル毎の観測時間を夫々t1、t2とし
て以後の処理を行えばよい。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づき説明す
れば、図5はこの発明の概略構成を示すブロック図、図
6は波形を示すタイミングチャートであり、クロックパ
ルス発生回路1から発生されたクロックパルスは、コン
トローラ2を介して図6におけるFに示したパルスとな
ってタイミング回路3に入力され、そこでさらに図6に
おけるEに示したドライブパルスに整形され夫々第1セ
ンサコイル4、第2センサコイル5に通電される。以上
が送信回路を構成している。
【0021】これら各第1、第2の各センサコイル4、
5の出力は各々図7におけるA1、A2となり、適宜波形
整形されて夫々第1受信アンプ6、第2受信アンプ7に
入力される。以上が受信回路を構成する。
【0022】その後さらに波形整形されて夫々図7にお
けるB1、B2の波形の出力が夫々第1コンパレータ8、
第2コンパレータ9に入力される。これら各第1コンパ
レータ8、第2コンパレータ9においては予め設定され
た基準電圧と比較し、ON−OFF信号が夫々第1クロ
ックゲート10、及び第2クロックゲート11へと出力
される。すなわち、第1、第2の各センサコイル4、5
に通電された際に印加されたパルスが0の時から立ち下
がって、第1、第2の各センサコイル4、5の両端の電
圧波形が、マイナスから増加して上記基準電圧を超える
所で立ち上がってON信号を出力するようになってい
る。従って、観測時間の計測時間中にはOFF信号が第
1クロックゲート10、及び第2クロックゲート11へ
と出力している。以上が観測部を構成している。そして
第1クロックゲート10、及び第2クロックゲート11
では前記OFF信号の間にクロックパルス発生回路1か
らのクロックパルスが出力し、これが中央演算処理装置
(図外)に出力されるのである。
【0023】中央演算処理装置(図外)においては、上
記のようにして出力されたクロックパルス数をカウント
し、基準電圧に達するまでの時間が計測され第1センサ
コイル4、第2センサコイル5での観測時間が数値化さ
れる。
【0024】後はそれら観測時間の差に対応する距離を
既知の各種鉄筋のデータから算出して、それから求めた
d′と、第1、第2の各センサコイル4、5間の距離d
とを比較、照合し、対象鉄筋の大きさを確定するととも
に、上記観測時間から、第1センサコイル4又は第2セ
ンサコイル5から当該対象鉄筋までの距離を算出するの
である。
【0025】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、対象物
体に通電しなくともコンクリートなどの中にある鉄筋や
金属配管等を検出して、その大きさを判別できる。
【0026】請求項2に記載の発明によれば、対象物体
に通電しなくともコンクリートなどの中にある鉄筋や金
属配管等を検出して、その大きさ及び深度が判別でき
る。
【0027】請求項3に記載の発明によれば、対象物体
に通電しなくともコンクリートなどの中にある鉄筋や金
属配管等を検出して、その大きさ、深度を判別するため
の観測時間t1、t2を測定できる。
【0028】請求項4に記載の発明によれば、対象物体
に通電しなくともコンクリートなどの中にある鉄筋や金
属配管等を検出して、その大きさ、深度が判別するため
の観測時間t1、t2を測定できる。しかもセンサコイル
は2つあるので、センサコイルを移動させる手間が不要
であり、迅速に処理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の基本原理を示すための説明図であ
る。
【図2】この発明の基本原理を説明するための図であっ
て、センサコイルにパルス電流を流した際にセンサコイ
ルの両端で観測される電圧の過渡応答特性示したグラフ
である。
【図3】この発明の基本原理を説明するための図であっ
て、センサコイルにパルス電流を流した際にセンサコイ
ルの両端で観測される電圧の過渡応答特性から、径の異
なる鉄筋の時間−距離特性を示したグラフである。
【図4】この発明の基本原理を説明するための図であっ
て、距離dをおいて二つのセンサコイルを配置した様子
を示す説明図である。
【図5】この発明の実施例における送信回路、受信回路
及び観測部の概略構成をしめすためのブロック図であ
る。
【図6】実施例における送信回路の各部の波形のタイミ
ングチャート図である。
【図7】実施例における受信回路、観測部の各部の波形
を示すためのグラフ図であって、(a)は第1センサコ
イル系統、(b)は第2センサコイル系統のものを夫々
示している。
【符号の説明】
1 クロックパルス発生回路 3 タイミング回路 4 第1センサコイル 5 第2センサコイル 6 第1受信アンプ 7 第2受信アンプ 8 第1コンパレータ 9 第2コンパレータ 10 第1クロックゲート 11 第2クロックゲート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサコイルにパルス状の電流を流し、
    その際の電圧の過渡応答特性の変化を観測して当該電圧
    が一定電圧に達するまでの時間t1と、前記センサコイ
    ルから一定距離dだけ同軸上で離れた地点での同様な観
    測による時間t2とを夫々測定し、予め知得した種々の
    大きさの鉄筋等における前記過渡応答特性から得た時間
    −距離特性において(t1−t2)に対応する距離d′
    と、前記dとを比較照合することによって、被探知鉄筋
    の大きさを検出することを特徴とする、鉄筋等を検出す
    る方法。
  2. 【請求項2】 センサコイルにパルス状の電流を流し、
    その際の電圧の過渡応答特性の変化を観測して当該電圧
    が一定電圧に達するまでの時間t1と、前記センサコイ
    ルから距離dだけ同軸上で離れた地点での同様な観測に
    よる時間t2とを夫々測定し、予め知得した種々の大き
    さの鉄筋等における前記過渡応答特性から得た時間−距
    離特性において(t1−t2)に対応する距離d′と、前
    記dとを比較照合することによって、被探知鉄筋の大き
    さを検出し、さらにt1又はt2とそのようにして検出し
    た被探知鉄筋における前記時間−距離特性から、センサ
    コイルと被探知鉄筋間の距離を検出することを特徴とす
    る、鉄筋等を検出する方法。
  3. 【請求項3】 非磁性体であって導電率の低い素材から
    なる本体の先端部内にセンサコイルをその軸方向にスラ
    イド自在に設け、このセンサコイルにパルス状の電流を
    流す送信回路、及び受信回路を設けるとともに、当該受
    信回路による過渡応答特性の観測部を設けたことを特徴
    とする、鉄筋等の検出装置。
  4. 【請求項4】 非磁性体であって導電率の低い素材から
    なる本体の先端部内に第1センサコイル、さらに当該第
    1コイルから距離dだけ離れた位置の同軸上に第2セン
    サコイルを夫々設け、これらセンサコイルにパルス状の
    電流を流す送信回路、及び受信回路を設けるとともに、
    当該受信回路による過渡応答特性の観測部を設けたこと
    を特徴とする、鉄筋等の検出装置。
JP11401992A 1992-04-07 1992-04-07 鉄筋等を検出する方法及びその装置 Expired - Lifetime JPH0711581B2 (ja)

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JPH05288861A JPH05288861A (ja) 1993-11-05
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019109160A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 鹿島建設株式会社 金属埋設深さ計測方法及び装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019109160A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 鹿島建設株式会社 金属埋設深さ計測方法及び装置

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