JPH0789151B2 - M type deep rebar probe - Google Patents

M type deep rebar probe

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JPH0789151B2
JPH0789151B2 JP20123990A JP20123990A JPH0789151B2 JP H0789151 B2 JPH0789151 B2 JP H0789151B2 JP 20123990 A JP20123990 A JP 20123990A JP 20123990 A JP20123990 A JP 20123990A JP H0789151 B2 JPH0789151 B2 JP H0789151B2
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resonance circuit
frequency
oscillator
coil
amplifier
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JP20123990A
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好雄 町
清司 中野
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Nishimatsu Construction Co Ltd
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Nishimatsu Construction Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、通常土木建築業界において用いられ、既存の
鉄筋コンクリート中の鉄筋の所在を探査する装置であっ
て、此の種の従来技術では不可能であった、特にコンク
リート内深部に配設された鉄筋の所在を探査することを
可能とするM式深鉄筋探査器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention is an apparatus for exploring the location of reinforcing bars in existing reinforced concrete, which is generally used in the civil engineering and building industry, and is not available in this type of prior art. The present invention relates to an M type deep rebar prober capable of probing the location of rebars that have been possible, and particularly located deep inside concrete.

[従来の技術] 第1の従来技術として、現在まで製造使用されて来た既
存の鉄筋探査部の回路構成図を第5図に示す。その概要
は発振器31より出力された常時一定の低周波数の電圧vi
を鉄筋に近づけることによりインダクタンスが変化する
センサコイル32に供給する。コイル32のインダクタンス
に比例するセンサコイル32よりの出力電圧voをLogアン
プ33、アンプ34及び利得可能アンプ35で増幅する。これ
はインダクタンスの変化は一般に小さく適当に増幅する
必要があるためである。
[Prior Art] As a first prior art, FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of an existing reinforcing bar exploration unit which has been manufactured and used up to now. The outline is that the constant low frequency voltage vi output from the oscillator 31
Is supplied to the sensor coil 32 whose inductance changes by bringing it closer to the reinforcing bar. The output voltage vo from the sensor coil 32, which is proportional to the inductance of the coil 32, is amplified by the Log amplifier 33, the amplifier 34, and the gain enable amplifier 35. This is because the change in inductance is generally small and it is necessary to amplify the inductance appropriately.

また、鉄筋がコイルに近いとLの変化は大きな値で、遠
方であるとLの変化は小さく、Lの変化は距離にたいし
て非線形になっている。
Further, when the reinforcing bar is close to the coil, the change in L has a large value, and when it is far away, the change in L is small, and the change in L is nonlinear with respect to the distance.

距離の変化に対するLの変化を圧縮するために、ログア
ンプ33を用いるものである。また、出力のゼロ調機能と
線形増幅の目的のためアンプ34を用いている。更に鉄筋
径による調整を行うため、増幅器の帰還回路の抵抗値を
外部切り替えスイッチで可変して、増幅部の利得を可変
するようにした回路を通過させている。この後出力をメ
ータで表示するために、バッファ回路36を通過させメー
タ37により鉄筋の所在を表示させる。
The log amp 33 is used to compress the change in L with respect to the change in distance. Further, the amplifier 34 is used for the purpose of the output zero adjustment function and linear amplification. Further, in order to adjust by the diameter of the reinforcing bar, the resistance value of the feedback circuit of the amplifier is changed by an external changeover switch so that the gain of the amplification section is made to pass through the circuit. After that, in order to display the output on the meter, the buffer circuit 36 is passed through and the location of the reinforcing bar is displayed on the meter 37.

第2の従来技術としては、本願と同一の発明者、同一出
願人に係る「共振を利用した鉄筋探査器」(出願番号:
特願63−200373号)があり、第6図(a)にその回路構
成図を、第6図(b)に共振時における周波数と電圧の
関係を示す。
As a second conventional technique, a “reinforcement probe using resonance” relating to the same inventor and the same applicant as the present application (application number:
Japanese Patent Application No. 63-200373), and FIG. 6 (a) shows a circuit configuration diagram thereof, and FIG. 6 (b) shows a relationship between frequency and voltage at resonance.

この発明は、第6図(a)により説明すると、先ず共振
器45により一定の低周波数(1250[Hz])の電圧が供給
され、バッファ回路41を通り、共振回路L,Cに加えられ
る。
The present invention will be described with reference to FIG. 6 (a). First, a constant low frequency (1250 [Hz]) voltage is supplied from the resonator 45, passes through the buffer circuit 41, and is applied to the resonance circuits L and C.

この発明探査器の共振回路(L,C)を構成するコイルに
は初めは上記した様にこの共振回路の共振点とは僅かに
ずらした周波数で給電しておき、この状態に於いて、共
振回路からの第1出力と、上記共振回路用給電源である
発振器45の出力であって上記共振回路を通らないままの
第2出力とを位相を一致させて差動増幅器48により比較
し、上記第1、第2の出力が等しくなる様、即ち差動増
幅器出力が零になる様にまず準備しておく。
First, as described above, the coils constituting the resonance circuit (L, C) of the present invention probe are supplied with power at a frequency slightly shifted from the resonance point of this resonance circuit, and in this state, resonance occurs. The first output from the circuit and the second output which is the output of the oscillator 45 which is the power supply for the resonance circuit and which does not pass through the resonance circuit are matched in phase and compared by the differential amplifier 48. First, preparation is made so that the first and second outputs become equal, that is, the differential amplifier output becomes zero.

次に探査操作に於いてはプローブコイルが金属体に接近
するときは上記第1出力の方がその共振曲線に沿ってほ
ぼ比例的に出力が減少し、差動増幅器48から差出力が得
られることになるが、この差出力には歪成分による不要
周波数が含まれるおそれがあるのでこの差出力をフィル
タ49により濾波し、更に上記発振器からもとの周波数信
号で同期したロックイン増幅器50を通して計器51に出力
する。
Next, in the exploration operation, when the probe coil approaches the metal body, the output of the first output decreases almost proportionally along its resonance curve, and the differential output is obtained from the differential amplifier 48. However, since this difference output may include an unnecessary frequency due to a distortion component, this difference output is filtered by the filter 49, and further, the instrument is passed through the lock-in amplifier 50 synchronized with the original frequency signal from the oscillator. Output to 51.

この計器出力は鉄筋がコイル付近になかった場合の出力
信号と鉄筋が付近に存在した時の出力信号との差であ
り、換言すれば、鉄筋のコイルに対する接近度合即ち埋
設深さに関するデータである。
This instrument output is the difference between the output signal when the rebar is not near the coil and the output signal when the rebar is near, in other words, data on the degree of proximity of the rebar to the coil, that is, the burial depth. .

実際に本装置を作動させるときは、完全な共振状態から
ごくわずかだけずらした角周波数ω又はωを用い
る。この理由は、最初から少しだけ共振から離れたω
又はωに設定しておけば、インダクタンスが変化して
も出力電圧は周波数にほぼ単調に比例して急激に下降
し、共振点極く付近における周波数の変化に比べ、ω
もしくはωならば周波数に対する出力電圧の変化が大
きくなり、従って、市販の第1の技術の探査器よりは高
い感度が得られるからである。
When actually operating the device, an angular frequency ω 1 or ω 2 which is deviated only slightly from the perfect resonance state is used. The reason for this is that ω 1
Or, if it is set to ω 2 , even if the inductance changes, the output voltage drops sharply in almost monotonous proportion to the frequency, and compared with the change in frequency near the resonance point, ω 1
Alternatively, if it is ω 2 , the change of the output voltage with respect to the frequency becomes large, and therefore, higher sensitivity can be obtained as compared with the commercially available probe of the first technology.

而して前記の角周波数ω又はωと共振曲線との関係
は第6図(b)に示す如くなり、ω又はωの点線と
共振曲線との交点の電圧がメータに表われ、探査発見さ
れた鉄筋の深さに関する数字となる。
The relationship between the angular frequency ω 1 or ω 2 and the resonance curve is as shown in FIG. 6 (b), and the voltage at the intersection of the dotted line of ω 1 or ω 2 and the resonance curve is displayed on the meter. , It is a number related to the depth of rebar discovered by exploration.

[本発明の目的:解決すべき課題] しかしながら上記第1の従来技術は発振器にトランジス
タを使用していたので、温度や、鉄筋に接近の具合で周
波数が変動しやすく、また、センサは空芯のコイルのみ
であるから、鉄筋に近づけても磁界の変化が小さく適確
に検出することができない。更にまた、高周波は用いら
れず、1250[Hz]程度の低周波を用いているから、コイ
ルに流せる電流も小さいので使用電力も小さく、深さの
限界が浅く、共振回路を使用していないから、低感度で
あり従って探査される鉄筋の深度もコンクリート内僅か
に5〜6[cm]に過ぎず、深く埋設された鉄筋は全く探
査できないほどの欠点があった。次に、上記第2の従来
技術は、L,C共振回路を用いているので、前記第1の従
来技術よりは、相当に精度も高く、深査可能の深さも10
〜15[cm]と、第1の従来技術に比べれば、可成り進歩
したものといえるが、まだ次の諸点において若干の問題
があった。即ち、先ず発振器にトランジスタやICなど通
常の機能のものを用いており、発振周波数も10〜15[KH
z]程度のいわば中周波であり而も、周波数に温度変化
などにより若干の変動があるので、精度もあまり高くは
ない。またバッファにICを用いているので、使用可能電
流も数[mA]と小さく、従って共振回路に入力する電力
も小さく、発生される磁場も弱いから、探査精度も10〜
15[cm]程度と、第1の従来技術よりは可成り進歩して
いるけれども、まだ充分ではないという問題点がある。
かつまた、第6図(b)に示したように、真の共振周波
数から少しずれた周波数を用いるので、共振曲線の最も
高い頂点を用いるのではなく、それよりもやや低い電圧
のところを用いるから、その精度は、これでも充分とは
いい難いという問題点がある。更にまた、共振回路と位
相器が並列になっている回路構成であるから、温度変化
に対する影響が異なるので、温度が変化すると精度がや
や落ちるという問題点もある。
[Object of the Invention: Problem to be Solved] However, since the above-mentioned first conventional technique uses the transistor for the oscillator, the frequency easily changes depending on the temperature and the proximity of the reinforcing bar, and the sensor is an air core. Since it is only the coil of No. 2, even if it approaches the rebar, the change of the magnetic field is small and it cannot be accurately detected. Furthermore, since a high frequency is not used and a low frequency of about 1250 [Hz] is used, the current that can be passed through the coil is also small, so the power consumption is small, the depth limit is shallow, and no resonance circuit is used. However, it has a low sensitivity and therefore the depth of the rebar to be searched is only 5 to 6 [cm] in the concrete, and there is a drawback that the deeply buried rebar cannot be searched at all. Next, since the second conventional technique uses the L and C resonant circuits, the precision is considerably higher than that of the first conventional technique, and the depth to which deep inspection is possible is 10 or less.
It is about 15 [cm], which is a considerable improvement over the first prior art, but there were still some problems in the following points. That is, first, an oscillator with a normal function such as a transistor or IC is used, and the oscillation frequency is 10 to 15 [KH
It is a so-called middle frequency of about z], and the accuracy is not so high because the frequency slightly changes due to temperature changes. In addition, since the IC is used as a buffer, the usable current is as small as a few mA, so the power input to the resonant circuit is also small and the magnetic field generated is weak, so the accuracy of exploration is 10-
It is about 15 [cm], which is a considerable improvement over the first prior art, but there is a problem that it is still insufficient.
Moreover, as shown in FIG. 6 (b), since a frequency slightly deviated from the true resonance frequency is used, the highest peak of the resonance curve is not used, but a voltage slightly lower than that is used. Therefore, there is a problem that the accuracy is not enough even with this. Furthermore, since the resonance circuit and the phase shifter are arranged in parallel, the influence on the temperature change is different. Therefore, there is a problem that the accuracy is slightly lowered when the temperature changes.

本発明は上記従来技術の諸欠点、問題点を極力除去改善
して、コンクリート中従来よりも格段に深くまで探査を
可能にし、より高精度であり、更に温度変化の影響も殆
んど受けず高精度を維持する深鉄筋探査器を開発創始提
供することを目的とするものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention eliminates and improves the various drawbacks and problems of the above-mentioned prior art as much as possible, enables exploration in concrete far deeper than conventional ones, has higher accuracy, and is hardly affected by temperature change. The purpose is to develop and provide a deep rebar probe that maintains high accuracy.

[本発明の構成:課題解決の手段] 従来技術と明瞭に異なる、本発明の課題解決の手段、換
言すれば本発明の構成の特徴は次の通りである。即ち、
既設コンクリートの深部の鉄筋の状態を検出することを
目的として、電源より給電される高周波発振器より、並
列に設けられた同形、同定格の2つの共振回路に、夫々
並列に所定の高周波電圧が入力される。夫々の共振回路
の入力側には、従来技術には用いられなかった電力用パ
ワーアンプを設け、また、前記共振回路の出力側は夫々
アンプを具備せしめる。
[Configuration of the Present Invention: Means for Solving the Problem] The features of the means for solving the problem of the present invention, in other words, the configuration of the present invention, which are clearly different from the conventional art, are as follows. That is,
For the purpose of detecting the state of the reinforcing steel in the deep part of the existing concrete, a predetermined high frequency voltage is input in parallel from two high frequency oscillators fed from a power source to two resonant circuits of the same shape and rating that are provided in parallel. To be done. The input side of each resonance circuit is provided with a power amplifier for electric power, which is not used in the prior art, and the output side of each resonance circuit is provided with an amplifier.

而して、上記2つの共振回路の一方はコンクリート内鉄
筋を探査するためのプローブとして、手で持ちやすく、
或は可動式に構成し、他方は、上記センサと同一の周波
数を有するようにコイル及び可変又は固定のコンデンサ
とから構成された基準共振回路として、用い、コイル同
志が磁力線で結合されることのないように構成する。こ
れら2つの共振回路の出力は夫々別のアンプを並列に通
して増幅し、この両者の出力を1ケの差動増幅器に入力
し、その差の出力をもとの発振器の所定高周波のみに限
定し、他の周波数のものを除去するため、前記発振器よ
り直接に接続されたロックインアンプによる位相同期検
出機能及び、その出力をメーターで表示するという手段
をとるものである。前記の発振器から発生させる高周波
の周波数は従来技術に使用されたものより遥かに高く10
[KHz]以上10[MHz]を使用して高周波磁場を強く発生
させるようになっている。また発振器には水晶振動子を
用いて発振周波数が温度などにより変化しないようにす
る。次にまた、パワーアンプには電力用半導体素子を用
い、それにはパワーモス,電力用トランジスタ,SITなど
がある。かつ上記の並列して設けた2つの共振回路の両
方又は一方のコイルにコアを挿入する構成とする。かつ
また、基準共振回路の壷形フェライト中にコイルを挿入
する場合がある点は従来と異なる構成となっている。
Thus, one of the above two resonance circuits can be easily held by hand as a probe for exploring rebar in concrete,
Alternatively, the other may be configured as a movable type, and the other may be used as a reference resonance circuit composed of a coil and a variable or fixed capacitor so as to have the same frequency as that of the sensor, and the coils may be coupled by magnetic field lines. Configure not to. The outputs of these two resonant circuits are respectively amplified by passing through different amplifiers in parallel, the outputs of these two are input to a single differential amplifier, and the output of the difference is limited to the predetermined high frequency of the original oscillator. However, in order to remove signals of other frequencies, a phase-locking detection function by a lock-in amplifier directly connected from the oscillator and a means for displaying its output by a meter are taken. The high frequency frequencies generated by the oscillators described above are much higher than those used in the prior art.
A high-frequency magnetic field is strongly generated by using 10 [MHz] or more of [KHz]. A crystal oscillator is used for the oscillator so that the oscillation frequency does not change due to temperature or the like. Next, a power amplifier uses a power semiconductor element, which includes a power MOS, a power transistor, and a SIT. In addition, the core is inserted into both or one of the two resonance circuits provided in parallel. Moreover, the configuration is different from the conventional one in that the coil may be inserted into the pot-shaped ferrite of the reference resonance circuit.

尚、可変コンデンサは、必要により調整位置を1箇所に
固定すれば、固定コンデンサと同一機能となる。
The variable capacitor has the same function as that of the fixed capacitor if the adjustment position is fixed at one position if necessary.

[作用] 本発明に係るM式深鉄筋探査器は、従来技術に比較し、
コンクリート中、実に、従来の倍以上深い位置まで、鉄
筋を探査しうるという特別の作用があるので、その作用
について、詳細に説明する。
[Operation] The M type deep rebar prober according to the present invention is
Since there is a special effect that the reinforcing bar can be explored in the concrete to a position that is more than twice as deep as the conventional one, the operation will be described in detail.

即ち本発明では、多くの点で従来技術と異なる構成がと
られ、その各要素から、従来と異なる作用が出てくるの
であるが、先ず第1点はアンプに、此の種装置に用いら
れたことのない、電力用半導体素子のたぐいを使用して
いるから、従来よりも格段に高い周波数で高電力の出力
を用いることができる。また、基準共振回路の壷形フェ
ライト中にコイルを挿入しているから、特に周囲の他の
磁力線の影響を受けることなく、特に感度が良くなる作
用もある。
That is, in the present invention, a configuration different from the prior art is adopted in many respects, and each element has an action different from the conventional one. First, the first point is used in an amplifier and in this kind of device. Since the power semiconductor device, which has never been used, is used, a high power output can be used at a frequency significantly higher than the conventional one. Further, since the coil is inserted in the pot-shaped ferrite of the reference resonance circuit, there is also an effect that sensitivity is particularly improved without being affected by other magnetic field lines in the surroundings.

このような場合、共振回路の出力電圧V0は次の如く表わ
される。
In such a case, the output voltage V 0 of the resonance circuit is expressed as follows.

(1)式のRは磁気抵抗、R0はコイルの直流抵抗、cは
コンデンサの容量、ωは角周波数、jは複素数、V1は入
力電圧である。
In the equation (1), R is a magnetic resistance, R 0 is a DC resistance of a coil, c is a capacitance of a capacitor, ω is an angular frequency, j is a complex number, and V 1 is an input voltage.

またコイル中のコア内の磁気抵抗をR1、コア外の磁束の
通る所の磁気抵抗をR2とすると R=R1+R2 となり、本発明では基準共振回路の壷形フェライト中に
コイルを挿入してあるので、前記大電力、高周波数を用
いていることと相まって、従来よりも格段に強力な磁場
が形成されている。
Further, assuming that the magnetic resistance inside the core in the coil is R 1 and the magnetic resistance outside the core where the magnetic flux passes is R 2 , R = R 1 + R 2 , and in the present invention, the coil is placed in the pot-shaped ferrite of the reference resonance circuit. Since it is inserted, a magnetic field much stronger than the conventional one is formed in combination with the use of high power and high frequency.

従って、センサとしての共振回路のプローブがコンクリ
ート中の鉄筋に近づくと、高感度で反応するから、コア
外の磁気抵抗R2が、従来よりも鋭敏に反応することにな
る。
Therefore, when the probe of the resonance circuit as the sensor approaches the rebar in the concrete, it reacts with high sensitivity, and the magnetic resistance R 2 outside the core reacts more sensitively than before.

さらに、詳細に説明すると、センサとしての共振回路
と、基準共振回路の両コイルは、磁気的に結合関係がな
いので、基準共振回路のコイルを、もう一方のコイルと
磁気的に結合しないように、壷形フェライトの中にコイ
ルを入れて共振させている。センサコイルは、磁束銃の
形で磁気を深部の鉄筋に向けて出しているわけである
し、外部の別の磁束発生装置からの磁気とのセンサコイ
ルの相互作用を利用しているので、いずれの磁気も基準
コイルに影響を与えてはいけないことになる。このよう
な構成作用は、従来技術には全く存在せず、本発明にの
みある特徴の1つである。
More specifically, the resonance circuit as a sensor and both coils of the reference resonance circuit have no magnetic coupling relationship, so that the coil of the reference resonance circuit should not be magnetically coupled to the other coil. , I put a coil in the pot-shaped ferrite and made it resonate. The sensor coil emits magnetism in the form of a magnetic flux gun toward the rebar in the deep part, and utilizes the interaction of the sensor coil with the magnetism from another external magnetic flux generator. The magnetism of this should also not affect the reference coil. Such a constitutional action does not exist in the prior art at all, and is one of the features only in the present invention.

1個の共振回路の一般式において、共振時にはωL=1/
ωcとなり、この時の出力電圧V0は、 となることは通常の場合と同じである。
In the general formula of one resonance circuit, at resonance, ωL = 1 /
ωc, and the output voltage V 0 at this time is Is the same as in the normal case.

本発明の場合は、上記高成度の作用の他に、各部の大き
さ、定格同一の温度特性の揃った共振回路を2ケ並列に
使用しているので、従来技術には必ず存在した温度変化
による影響を全く受けないから、実際には、プローブが
鉄筋に近づいた時の磁力の変化のみが出力され、増幅さ
れ、その差が更に増幅され、更にまた、ロックインアン
プによる位相同期検出法を用いることにより、所定の周
波数の信号のみが、高感度でメータに表わされることに
なる。
In the case of the present invention, in addition to the above-described action of high accuracy, two resonant circuits having the same size and rated temperature characteristics are used in parallel. Since it is not affected by the change at all, in reality, only the change in the magnetic force when the probe approaches the rebar is output, amplified, and the difference is further amplified. By using, only the signal of a predetermined frequency will be displayed on the meter with high sensitivity.

従って、本発明の作用としては、従来技術よりも倍以上
の深いところにある鉄筋を高精度で探査することが可能
となる。
Therefore, as an action of the present invention, it is possible to accurately search for a reinforcing bar located at a depth more than double that of the prior art.

[実 施 例] 第1図は本発明に一つの実施例を示す回路図である。発
振器1により発振された高周波電圧は並列に接続構成さ
れ、対応する夫々の同一機能の部品要素が相互に同一定
格である2つの共振回路系に夫々入力されている。即
ち、その第1のパワーアンプ2を通じ、直列に、センサ
としての共振回路3と、更に直列にアンプ5が接続され
ている。その第2のパワーアンブ2′を通じ、直列に基
準回路としての共振回路4と、更に直列にアンプ5′が
接続されている。
[Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The high-frequency voltage oscillated by the oscillator 1 is connected in parallel, and corresponding component elements having the same function are respectively input to two resonant circuit systems having the same rating. That is, the resonance circuit 3 as a sensor and the amplifier 5 are further connected in series through the first power amplifier 2. Through the second power amplifier 2 ', a resonance circuit 4 as a reference circuit is connected in series, and an amplifier 5'is further connected in series.

また、これら2つの回路系を横に比較すれば、パワーア
ンプ2と2′、共振回路3と4、アンプ5と5′は、夫
々同一の定格のものを用いている 次に、これら2つの共振回路系の出力は、夫々に同一の
差動増幅器6に入力され、その差が増幅された後、ロッ
クインアンプ7には、前記発振器1より直接に接続され
て、所定の高周波電圧が導ちびかれ入力されており、ロ
ックインアンプ7の出力は該所定の高周波の信号のみに
限定されて、メータ8に入力され、表示される。本発明
では、この高周波は10[KHz]ないし10[MHz]の高周波
を用いる。
Further, if these two circuit systems are compared laterally, the power amplifiers 2 and 2 ', the resonance circuits 3 and 4, and the amplifiers 5 and 5'have the same ratings, respectively. The outputs of the resonance circuit systems are input to the same differential amplifier 6, respectively, and after the difference between them is amplified, they are directly connected to the lock-in amplifier 7 from the oscillator 1 to conduct a predetermined high frequency voltage. The output of the lock-in amplifier 7 is input only to the predetermined high frequency signal and is input to the meter 8 and displayed. In the present invention, a high frequency of 10 [KHz] to 10 [MHz] is used as this high frequency.

また前記第1の共振回路系の共振回路3はコイル3Lとコ
ンデンサ3cによって構成され、このうち、コイル3Lは探
査プローブ内に設けられ、この探査プローブは、ハンデ
ィタイプに形成され、コンクリート表面を人間の手で、
或は簡単なレールに沿って移動しやすいように作られて
いる。
Further, the resonance circuit 3 of the first resonance circuit system is composed of a coil 3L and a capacitor 3c, of which the coil 3L is provided in an exploration probe, and the exploration probe is formed as a handy type, and the concrete surface is a human being. In the hands of
Or it is made to be easy to move along a simple rail.

更にまた、前記第2の共振回路系の共振回路4はコイル
4Lとコンデンサ4cにより構成され、上記コイル3L以外の
要素部品と共に、探査器として、一つ又は少数の箱内に
まとめられている。
Furthermore, the resonance circuit 4 of the second resonance circuit system is a coil.
It is composed of 4L and a capacitor 4c, and together with the element parts other than the coil 3L, it is put together in one or a few boxes as a probe.

本発明実施例の特徴は、上記の各部同一定格並列共振回
路と全く異なる構成の他、更に特に異なるところは、ア
ンプにFETを用いてパワーアンプにしていることであ
る。これはパワーモスFETの代りにパワートランジスタ
を用いてもよく、高電力用増幅器を、この種の機器には
斯界最初に用いていることも相当に大きな特徴となって
いる。
The feature of the embodiment of the present invention is that, in addition to the configuration which is completely different from the same rated parallel resonant circuit of the above-mentioned respective parts, a further particularly different point is that a FET is used as an amplifier to form a power amplifier. A power transistor may be used instead of the power MOS FET, and the fact that a high power amplifier is used for the first time in this type of equipment is also a significant feature.

かつまた、基準共振回路において、特に磁力を高める効
果の大きい壷形フェライト中にコイルを挿入しているこ
とも従来例にない相当の特徴である。
In addition, in the reference resonance circuit, the coil is inserted in the pot-shaped ferrite, which has a particularly large effect of increasing the magnetic force, which is a considerable feature not seen in the conventional example.

次に、上記本実施例の深鉄筋探査器の作用について、詳
細に説明る。先ず本実施例では、発振器1より発する高
周波電圧の周波数を100[KHz]としたが、これは、従来
の約5倍ないし2倍の周波数に当る。このような高周波
の大電力の使用を可能にしたのは増幅器に大電力用モス
FETを用いたことによる。
Next, the operation of the deep rebar prober of this embodiment will be described in detail. First, in the present embodiment, the frequency of the high frequency voltage generated from the oscillator 1 is set to 100 [KHz], which is about 5 to 2 times that of the conventional frequency. The use of high-frequency, high-power power in such a high-power amplifier
Due to the use of FET.

共振回路1つ分の作用、理論については、通常の場合と
同じであるが、従来と異なるところは、先ず、上記パワ
ーアンプを用いたことによる、従来にない高周波の使用
によって、従来程度を超える強い磁力線がプローブコイ
ル3Lより発生し、コンクリートの非常に深いところま
で、鉄筋の存在による磁力線の変化を検知する作用が得
られるようになったことである。これにより、感度も従
来より格段に上った。
The operation and theory of one resonance circuit is the same as in the usual case, but the difference from the conventional one is that the use of a high frequency, which is not used in the related art, exceeds the conventional level. A strong line of magnetic force is generated from the probe coil 3L, and the effect of detecting the change in the line of magnetic force due to the presence of reinforcing bars can be obtained even in a very deep portion of concrete. As a result, the sensitivity is also significantly higher than before.

第2図はその裏付けとまる本発明における本実施例の、
コンクリート中に埋設された鉄筋の探査可能深さについ
ての実験結果を示すものである。即ち第2図は、縦軸が
相対的出力(電圧)を示し、横軸はセンサからの距離、
換言すれば、検知可能となった鉄筋コンクリート中の深
さを示している。これによると約60[cm]の深さまでは
充分に検知し得るようになったので、従来可能であった
10ないし15[cm]に比較し実に、2倍以上の深さまで、
鉄筋の所在を確認しうることとなったのである。尚本実
施例の実験に用いられたコンクリート中の鉄筋径は20
[mm]であった。
FIG. 2 shows the backing of this embodiment of the present invention.
It shows the experimental results on the explorable depth of the reinforcing bars embedded in concrete. That is, in FIG. 2, the vertical axis represents relative output (voltage), the horizontal axis represents the distance from the sensor,
In other words, it indicates the depth in the reinforced concrete that became detectable. According to this, it became possible to detect sufficiently at a depth of about 60 [cm], which was possible in the past.
Compared to 10 to 15 [cm], the depth is more than double,
It was possible to confirm the location of the reinforcing bars. The diameter of the reinforcing bar in the concrete used in the experiment of this example is 20.
It was [mm].

第3図は、コンクリート中の鉄筋の所在を検知し得た後
における、コンクリート表面からの垂直最短の左右の位
置を発見するための実験結果である。プローブを左右に
動かした結果、最高出力の得られた点を0として、その
出力の変化を表わす。この0の位置に削岩機を当てて掘
れば、最小時間で鉄筋を探り当てることが可能となる。
FIG. 3 is an experimental result for discovering the vertical shortest left and right positions from the concrete surface after the location of the reinforcing bar in the concrete can be detected. As a result of moving the probe to the left and right, the point at which the highest output is obtained is set to 0, and the change in the output is represented. If a rock drill is applied to this position of 0 to dig, it becomes possible to find the reinforcing bar in the minimum time.

次にまた、本発明実施例では、第1の共振系回路と第2
の共振系回路で、夫々が全く同一定格のものを用いてい
るので、温度の変化による測定誤差が全くないから、純
粋にコンクリート中の鉄筋の存在による磁束の変化が測
定される。従って、差動増幅器6で、その磁束変化の出
力が高精度で得られるので、メータ8にも高精度の結果
が表示され、従来に比し倍以上も、コンクリート中鉄筋
の探査可能深さが大となったのである。尚メータ8は表
示手段の一つであるが、アナログとデジタル方式をすべ
て含むものである。更に、第4図は本実施例の実験結果
に関し、出力(差動増幅器出口)と角周波数についての
本発明と第2の従来技術{第6図(b)で表示}との比
較図である。
Next, in the embodiment of the present invention, the first resonance system circuit and the second resonance system circuit
Since the resonance circuits of the same type have exactly the same rating, there is no measurement error due to temperature changes, so changes in magnetic flux due to the presence of reinforcing bars in concrete can be measured. Therefore, since the output of the magnetic flux change is obtained with high accuracy by the differential amplifier 6, the result with high accuracy is also displayed on the meter 8, and the explorable depth of the reinforcing bar in concrete is more than double that of the conventional one. It became big. Although the meter 8 is one of the display means, it includes all analog and digital systems. Further, FIG. 4 is a comparison diagram of the output (differential amplifier outlet) and the angular frequency of the present invention and the second prior art {shown in FIG. 6 (b)} regarding the experimental results of this embodiment. .

即ち従来状態では低周波、低電力使用のため図中ω
ωという程度の低い位置で鉄筋を探査していたので、
低感度であり、その結果コンクリート中の鉄筋の探査可
能深さは比較的浅かったが、本発明では共振点そのもの
の角周波数の測定が可能となるので、より高精度に、深
い位置の鉄筋の探査が可能となった。
That is, in the conventional state, since low frequency and low power are used, ω 1 ,
Since I was exploring the rebar at a low position of ω 2 ,
Low sensitivity, as a result the searchable depth of the reinforcing bar in the concrete was relatively shallow, but in the present invention, since it is possible to measure the angular frequency of the resonance point itself, more accurately, of the reinforcing bar in the deep position. Exploration became possible.

[本発明の効果] (1) 本発明では、従来技術の回路は全く異なり、同
一定格の部品要素により構成された、2つの共振回路系
を配設し、一方をプローブに、他方を基準回路として、
鉄筋の存在による磁束の変化を測定するので、回路の特
性の差や温度の変化による誤差が全くないから、従来よ
りも高精度で、約3倍以上の深さまで、即ち、約60[c
m]位の深さまで、正確に探査することができる。
[Effects of the Present Invention] (1) In the present invention, the circuit of the prior art is completely different, and two resonant circuit systems each composed of component elements of the same rating are arranged, one of which is a probe and the other is a reference circuit. As
Since the change in magnetic flux due to the presence of rebar is measured, there are no errors due to differences in circuit characteristics or changes in temperature, so it is more accurate than before and up to a depth of about 3 times or more, that is, about 60 [c
It is possible to accurately search up to a depth of [m].

(2) 本発明では、増幅器にこの種の探査器に従来用
いられたことのない電力用半導体素子を用いたパワーア
ンプを使用するので、高周波、大電力を用いることがで
きるようになり従って、高精度で共振角周波数を求める
ことが可能となり、その結果として、従来の約3倍以
上、コンクリートの深部まで、即ち、約60[cm]位の深
さまで、鉄筋を探査することができるようになった。
(2) In the present invention, since the power amplifier using the power semiconductor element which has never been used in the probe of this kind has been used for the amplifier, it becomes possible to use high frequency and large power. It becomes possible to obtain the resonant angular frequency with high accuracy, and as a result, it is possible to probe the reinforcing bar up to about 3 times more than the conventional one, to the depth of concrete, that is, to the depth of about 60 [cm]. became.

(3) 本発明では、基準共振回路において、特に磁力
を高める効果の大きい壷形フェライト中にコイルを挿入
しているので、その場合は特に周囲からの磁気変化を受
けず、従って高精度に大なる深度まで、即ち、約60[c
m]位の深さまで、鉄筋を探査することが可能となっ
た。換言すれば、これは、従来技術の約3倍以上の高精
度を有する深鉄筋探査器が創出されたということであ
る。
(3) In the present invention, in the reference resonance circuit, the coil is inserted in the pot-shaped ferrite that has a particularly large effect of increasing the magnetic force. Up to a depth of about 60 [c
It has become possible to explore the rebar to a depth of [m]. In other words, this means that a deep rebar prober has been created with a precision that is about three times higher than that of the prior art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る「M式深鉄筋探査器の回路を示す
ブロック図」,第2図は本発明のM式深鉄筋探査器の
「センサ先端とコンクリート内鉄筋との距離と出力の関
係を表わす表」,第3図は本発明のM式深鉄筋探査器の
「プローブの左右移動の位置と出力の関係を示す図」,
第4図は本発明のM式深鉄筋探査器に関して「出力(差
動増幅器出口)と角周波数についての本発明と第2の従
来技術の比較図」,第5図は「第1の従来技術の回路を
示すブロック図」,第6図(a)は「第2の従来技術の
回路を示すブロック図」,第6図(b)は「第2の従来
技術における角周波数と出力の関係を示す図」である。 1……発振器、2,2′……パワーアンプ、3……センサ
としての共振回路、4……基準回路としての共振回路、
3L,4L……コイル、3C,4C……コンデンサ、5,5′……ア
ンプ、6……差動増幅器、7……ロックインアンプ、8
……メータ。
FIG. 1 is a “block diagram showing a circuit of an M type deep reinforcing bar surveying device” according to the present invention, and FIG. 2 is a “block diagram showing a distance between a sensor tip and a reinforcing bar in concrete and an output of the M type deep reinforcing bar surveying device of the present invention. Table showing relations ", Fig. 3 is" figure showing relation between position of lateral movement of probe and output "of M type deep rebar prober of the present invention,
FIG. 4 is a “comparison diagram of the present invention with respect to output (differential amplifier outlet) and angular frequency and second prior art” regarding the M type deep rebar prober of the present invention, and FIG. 5 is “first prior art”. FIG. 6 (a) is a “block diagram showing a circuit of a second conventional technique”, and FIG. 6 (b) is a “block diagram showing a relationship between an angular frequency and an output in the second conventional technique”. FIG. 1 ... Oscillator, 2, 2 '... Power amplifier, 3 ... Resonance circuit as sensor, 4 ... Resonance circuit as reference circuit,
3L, 4L …… coil, 3C, 4C …… capacitor, 5,5 ′ …… amplifier, 6 …… differential amplifier, 7 …… lock-in amplifier, 8
…… Meter.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】既設コンクリートの深部の鉄筋の状態を検
出することを目的として、所定の高周波電圧を発生する
発振器と、前記発振器にパワーアンプを介し接続され探
査プローブとなるコイルと可変又は固定のコンデンサと
から構成されてその共振点に近い周波数の電圧を前記発
振器より入力しコンクリート内の鉄筋に近づけることに
より発生するインダクタンスの変化を電圧変化として出
力するセンサ用共振回路と、上記パワーアンプと同格で
かつ並列に接続された別のパワーアンプに直列で上記セ
ンサ用共振回路と並列に接続された別の共振回路を接続
し、上記センサと同一の周波数を有するようにコイル及
び可変又は固定のコンデンサとから構成された基準共振
回路と、上記両共振回路の各出力端に夫々アンプを介し
接続され、かつ、両共振回路の出力差を算出し増幅する
差動増幅器と、該差動増幅器の出力を受けると共に、一
方より、上記発振器からの所定の高周波出力を基準信号
として直接に入力し限定作動するロックインアンプによ
る位相同期検出手段及びその出力を表示する手段とを具
備することを特徴とするM式深鉄筋探査器。
1. A variable or fixed oscillator for generating a predetermined high-frequency voltage and a coil connected to the oscillator through a power amplifier to serve as an exploration probe for the purpose of detecting the state of a reinforcing bar in a deep part of existing concrete. A resonance circuit for a sensor, which is composed of a capacitor and outputs a change in inductance generated as a voltage change by inputting a voltage having a frequency close to its resonance point from the oscillator and approaching a reinforcing bar in concrete, and is equivalent to the power amplifier. , And another resonance circuit connected in parallel to the sensor resonance circuit in series to another power amplifier connected in parallel, and a coil and a variable or fixed capacitor having the same frequency as the sensor. And a reference resonance circuit composed of, and output terminals of both resonance circuits are respectively connected via an amplifier, and A differential amplifier that calculates and amplifies the output difference of the resonance circuit, and a lock-in amplifier that receives the output of the differential amplifier, and from which the predetermined high-frequency output from the oscillator is directly input as a reference signal to perform a limited operation. An M type deep rebar prober comprising:
【請求項2】前記所定の高周波の周波数が10[KHz]以
上10[MHz]以下である、請求項1に記載のM式深鉄筋
探査器。
2. The M type deep rebar prober according to claim 1, wherein the frequency of the predetermined high frequency is 10 [KHz] or more and 10 [MHz] or less.
【請求項3】前記発振器が水晶振動子を用いる発振器で
ある、請求項1又は2に記載のM式深鉄筋探査器。
3. The M type deep rebar prober according to claim 1, wherein the oscillator is an oscillator using a crystal oscillator.
【請求項4】前記パワーアンプが電力用の半導体素子で
ある、請求項1ないし3のいずれかに記載のM式深鉄筋
探査器。
4. The M type deep rebar prober according to claim 1, wherein the power amplifier is a semiconductor device for electric power.
【請求項5】前記センサ用共振回路ないしは基準共振回
路の一方又は両方が、コイルにコアを挿入した共振回路
である、請求項1ないし4のいずれかに記載のM式深鉄
筋探査器。
5. The M-type deep rebar prober according to claim 1, wherein one or both of the sensor resonance circuit and the reference resonance circuit are resonance circuits in which a core is inserted in a coil.
【請求項6】前記基準共振回路の壷形フェライト中にコ
イルを挿入した共振回路である、請求項1ないし5のい
ずれかに記載のM式深鉄筋探査器。
6. The M type deep rebar prober according to claim 1, wherein the reference resonance circuit is a resonance circuit in which a coil is inserted in the pot-shaped ferrite.
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