JPH08271643A - 埋設物探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地中あるいは構築物の探査において、車両若
しくはヘリコプター等の移動体に搭載した状態にて、埋
設物に係わる反射波のみを可視的に表示せしめ、高い精
度で埋設物の探査が可能となる埋設物探査装置を提供す
る。 【構成】 反射波信号から電磁波を放射してから最初の
反射波が到達するまでの空間距離時間を検出し、かつ空
間距離時間が最も短い反射波信号により検出信号を生成
する手段３５と、上記空間距離時間検出手段３５からの
検出信号と送受信回路３１から出力されるデジタル化さ
れた信号のうち、電磁波を放射してから最初の反射波が
到達するまでの空間距離時間が最も短い反射波信号を垂
直反射波信号として記憶する選択記憶手段３２を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地中あるいは構築物
内の埋設物等の存在並びに位置の確認を行うために好適
な埋設物探査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】パルス波（電磁波）を地中あるいは構築
物、例えば、コンクリート床等内に放射し、埋設された
ガス管、水道管、配線管等の金属物、更に空洞、排水管
等の塩化ビニールパイプ等の非金属物（以下、これらを
必要に応じて単に埋設物と記載する。）からの反射波に
基づいて前記埋設物の存在並びに位置の確認を行うため
の地中レーダ等と称される探査装置が知られている。

【０００３】図４はかかる従来の埋設物探査装置の一例
を示す構成図であり、図において、１はアンテナ、２は
ケーブル、３は本体表示器である。本体表示器３は、パ
ルス波（電磁波）の送出を行う送信器及び反射されたパ
ルス波（電磁波）を低周波数に変換せしめるサンプルホ
ールド回路等を備えた送受信回路３１と、送受信回路３
１から導出される反射波信号を記憶し、その後、所定期
間経過後、遅延反射波信号を送出する遅延記憶回路３２
と、前記反射波信号、遅延反射波信号との差信号を導出
する演算回路３３と、差信号の波形を可視的に表示する
表示回路３４から構成される。なお、符号Ｔは埋設物、
Ｗはコンクリート床、Ｗａはコンクリート床の表面であ
る。

【０００４】図５は図４の埋設物探査装置の動作を説明
する図である。従来の埋設物探査装置において探査が行
われる際には、先ずアンテナ１を内部に埋設物が存在し
ないコンクリート床Ｗの表面Ｗａ上に配置して、パルス
波を放射し、次いで表面Ｗａで反射された図５に示され
る反射波信号Ｗ１を遅延記憶回路３２に記憶する。

【０００５】次にアンテナ１が、埋設物Ｔ上に移動され
た時、コンクリート床Ｗの表面Ｗａによる反射波信号に
埋設物Ｔによる反射波信号が重畳された反射波信号Ｗ２
が送受信回路３１に導出されるとともに演算回路３３に
供給される。同時に前記遅延記憶回路３２に記憶された
反射波信号Ｗ１が遅延記憶回路３２から読み出され遅延
反射波信号として演算回路３３に供給される。ここで反
射波信号Ｗ２から遅延反射波信号Ｗ１が減算された差信
号Ｗ３が導出され、続いて差信号Ｗ３が表示回路３４に
表示される。

【０００６】この場合、埋設物Ｔが比較的浅い位置に存
在しており、表面Ｗａと埋設物Ｔに係わる連続した反射
波信号Ｗ２が生成されたとしても、表面Ｗａで反射され
た反射波信号Ｗ１を用いて、表面Ｗａに係わる反射波信
号部分を除去することにより、埋設物Ｔに係わる反射波
（差信号Ｗ３）だけが創出されて表示される。これによ
り、埋設物Ｔが明確に探査される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の従来
の埋設物探査装置において、コンクリート床Ｗに対する
パルス波（電磁波）の放射は常に垂直であることが必要
である。もしアンテナ１が、埋設物Ｔに向けて移動した
時、パルス波（電磁波）が埋設物Ｔに斜め方向から放射
されると、コンクリート床Ｗの表面Ｗａによる反射波信
号の信号レベルが反射率の影響から低下するとともにコ
ンクリート床表面から埋設物Ｔまでの距離が見かけ上延
びるため、反射波信号Ｗ４が生成され、演算回路３３に
より遅延反射波信号Ｗ１を減算した差信号Ｗ５が表示さ
れることになるが、図から容易に理解されるように埋設
物Ｔを明確に表示することは困難となる。

【０００８】したがって、車両若しくはヘリコプター等
の移動体に従来の埋設物探査装置を搭載する場合は、移
動体の動きに伴う動揺がさけられないため、測定点でい
ちいち移動を停止し、アンテナ１方向をコンクリート床
Ｗに対して垂直にするための操作が必要となると言う欠
点を有している。また、移動しながら埋設物の探査を行
うには、その埋設物探査装置を移動体の動揺を抑制する
ための高価なスタビライザ等の姿勢制御装置を必要とす
ると言う欠点を有している。

【０００９】この発明はかかる点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、地中あるいは構築
物の探査において、車両若しくはヘリコプター等の移動
体に搭載した状態にて、埋設物に係わる反射波のみを可
視的に表示せしめ、高い精度で埋設物の探査が可能とな
る埋設物探査装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の埋設物探査装
置は、電磁波を地中あるいは構築物に放射し、反射され
た電磁波を受信し、かる受信した電磁波に基づく信号を
サンプルホールドしＡ／Ｄ変換してデジタル化する送受
信回路と、前記送受信回路から出力されるデジタル化さ
れた信号を記憶し、所定時間後に遅延反射波信号として
読み出される遅延記憶回路と、前記反射波信号と前記遅
延記憶回路からの遅延反射波信号を減算して減算反射波
信号を得る演算手段と、前記減算反射波信号の可視的表
示を行う表示手段とを備え、前記地中あるいは構築物中
の埋設物の探査を行う埋設物探査装置において、前記反
射波信号から電磁波を放射してから最初の反射波が到達
するまでの空間距離時間を検出し、かつ空間距離時間が
最も短い反射波信号により検出信号を生成する空間距離
時間検出手段と、上記空間距離時間検出手段からの検出
信号と前記送受信回路から出力されるデジタル化された
信号のうち、電磁波を放射してから最初の反射波が到達
するまでの空間距離時間が最も短い反射波信号を垂直反
射波信号として記憶する選択記憶手段を具備するように
したものである。

【００１１】また、この発明は、空間距離時間検出手段
としては、初めの一定周期内で、電磁波を放射してから
最初の反射波が到達するまでの空間距離時間が最も短い
信号を検出し、次の一定周期内で初めに検出している信
号と同一の空間距離時間の信号を検出した時点で検出信
号を生成するようにしたものである。

【００１２】この発明は、空間距離検出手段としては、
初めの一定周期内で、電磁波を放射してから最初の反射
波が到達するまでの空間距離時間が最も短い信号が検出
されるまでの最短信号時間をカウントし、次の一定周期
内で前記最短信号時間が経過した時点で検出信号を生成
するようにしたものである。

【００１３】

【作用】この発明において、例えば、アンテナ１方向が
変動したとしても、反射波信号にはその変動周期内にコ
ンクリート床Ｗに対して垂直方向の反射波信号が含まれ
ており、電磁波を反射してから最初の反射波が到達する
までの時間が最も短い反射波信号が垂直方向の反射波信
号である。したがって、電磁波を放射してから最初の反
射波が到達するまでの空間距離時間を検出し、かつ空間
距離時間が最も短い反射波信号により検出信号を生成す
る手段及び空間距離時間が最も短い反射波信号を垂直反
射波信号として記憶する選択記憶手段により垂直反射波
信号だけを用いた埋設物の探査が可能となるため、車両
若しくはヘリコプター等の移動体に本発明の埋設物探査
装置を搭載し、移動体の動きに伴う動揺が発生したとし
ても、埋設物Ｔに係わる反射波のみが視認されて、明
確、かつ高精度の探知が可能となる。

【００１４】また、この発明の空間距離検出手段は、初
めの一定周期内で、電磁波を放射してから最初の反射波
が到達するまでの空間距離時間が最も短い信号を検出
し、次の一定周期内で初めに検出している信号と同一の
空間距離時間の信号を検出した時点で検出信号を生成す
る。

【００１５】この発明の空間距離検出手段は、初めの一
定周期内で、電磁波を放射してから最初の反射波が到達
するまでの空間距離時間が最も短い信号が検出されるま
での最短信号時間をカウントし、次の一定周期内で前記
最短信号時間が経過した時点で検出信号を生成する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．次に、この発明に係わる埋設物探査装置の一
実施例を図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１
はこの発明の実施例を示す概略構成図、図２は信号処理
系の詳細なブロック図、図３は実施例の動作説明に供さ
れる図であり、図において、１、２、３１〜３４は従来
図と全く同一ものである。図１において、４はこの発明
による本体表示器である信号処理系である。なお、符号
Ｔは埋設物、ＷＭａはアンテナ１方向がコンクリート床
Ｗに対して垂直方向になる床の表面、ＷＯａはアンテナ
１方向がコンクリート床Ｗに対して斜め方向になる床の
表面である。

【００１７】図２において、３５は送受信回路３１から
導出される反射波信号から電磁波を放射してから最初の
反射波が到達するまでの空間距離時間を検出し、かつ空
間距離時間が最も短い反射波信号により検出信号を生成
する空間距離時間検出回路、３６は空間距離時間検出回
路３５からの信号と送受信回路３１から導出される反射
波信号のうち、電磁波を放射してから最初の反射波が到
達するまでの空間距離時間が最も短い信号を垂直反射波
信号として記憶する選択記憶回路である。

【００１８】次に上記のこの発明に係わる構成における
埋設物探査装置の動作について説明する。先ずアンテナ
１を内部に埋設物が存在しないコンクリート床Ｗの表面
Ｗａ上に配置して、パルス波（電磁波）を放射する。こ
の時、車両若しくはへリコプター等の移動体の動きに伴
う動揺でアンテナ１からのパルス波（電磁波）放射方向
が変動するため、例えば、アンテナ１方向が垂直な表面
ＷＭａやアンテナ１方向が斜めになる床の表面ＷＯａで
反射された図３に示される反射波信号Ｗｍ１やＷｏ１が
送受信回路３１からデジタル化され導出される。次に空
間距離時間検出回路３５は、通常前記アンテナ１の固有
振動数によって決まり数十〜数百Ｈｚであるアンテナ１
の変動周期よりも長い時間、例えば０．１秒間程度の初
めの一定周期内で、電磁波を放射してから最初の反射波
が到達するまでの空間距離時間が最も短い信号を検出
し、次の一定周期内で初めに検出している信号と同一の
空間距離時間の信号が検出された時点で選択記憶回路３
６に検出信号を送出する。

【００１９】続いて選択記憶回路３６は、前記空間距離
時間検出回路３５からの検出信号に基づき送受信回路３
１から導出される反射波信号Ｗｍ１やＷｏ１から反射波
信号Ｗｍ１を選択し、垂直反射波信号Ｗ１を一定周期内
で記憶するとともに遅延記憶回路３２及び演算回路３３
に供給する。遅延記憶回路３２は遅延反射波信号Ｗ１と
して記憶する。

【００２０】アンテナ１が、埋設物Ｔ上に移動された
時、アンテナ１方向が垂直な表面ＷＭａやアンテナ１方
向が斜めになる床の表面ＷＯａで反射された信号に埋設
物Ｔによる反射波信号が重畳された反射波信号Ｗｍ２及
びＷｏ２が送受信回路３１からデジタル化され導出され
るが、埋設物が存在しないコンクリート床Ｗの表面Ｗａ
上にあった場合と同様に空間距離時間検出回路３５及び
選択記憶回路３６によって、反射波信号Ｗｍ２及びＷｏ
２から反射波信号Ｗｍ２が選択され、垂直反射波信号Ｗ
２が選択記憶回路３６から演算回路３３に供給される。
同時に前記遅延記憶回路３２に記憶された遅延反射波信
号Ｗ１が遅延記憶回路３２から読み出され演算回路３３
に供給される。

【００２１】ここで演算回路３３によって、反射波信号
Ｗ２から遅延反射波信号Ｗ１が減算された差信号Ｗ３が
導出され、続いて差信号Ｗ３が表示回路３４に表示され
る。このようにして、車両若しくはヘリコプター等の移
動体の動きに伴う動揺でアンテナ１からのパルス波（電
磁波）放射方向が変動し、様々の角度からの反射波信号
が送受信回路３１から導出されたとしても空間距離時間
検出回路３５及び選択記憶回路６によって垂直反射波信
号のみが自動的に選択されるため、埋設物が存在しない
コンクリート床Ｗの表面Ｗａ上の垂直反射波信号Ｗ１と
表面Ｗａによる反射波信号に埋設物Ｔによる反射波信号
が重畳された反射波信号Ｗ２が精度よく生成されるた
め、表面Ｗａで反射された垂直反射波信号Ｗ１を用い
て、表面Ｗａに係わる垂直反射波信号部分を除去するこ
とにより、埋設物Ｔに係わる反射波（差信号Ｗ３）だけ
が創出されて表示される。これにより、埋設物Ｔに係わ
る反射波のみが視認されて、明確、かつ高精度の探知が
可能となる。

【００２２】なお、上記の実施例では、初めの一定周期
内で、電磁波を放射してから最初の反射波が到達するま
での空間距離時間が最も短い信号を検出し、次の一定周
期内で初めに検出している信号と同一の空間距離時間の
信号を検出した時点で検出信号を生成しているが、これ
に限定されない。初めの一定周期内で、電磁波を放射し
てから最初の反射波が到達するまでの空間距離時間が最
も短い信号が検出されるまでの最短信号時間をカウント
し、つぎの一定周期内で前記最短信号時間が経過した時
点で検出信号を生成し、同様な作用、効果を得ることも
本発明に含まれる。

【００２３】

【発明の効果】この発明の埋設物探査装置は、以上に説
明したように、反射波信号から電磁波を放射してから最
初の反射波が到達するまでの空間距離時間を検出し、か
つ空間距離時間が最も短い反射波信号により検出信号を
生成する手段と、当該空間距離時間検出手段からの検出
信号と送受信回路から出力されるデジタル化された信号
のうち、電磁波を放射してから最初の反射波が到達する
までの空間距離時間が最も短い反射波信号を垂直反射波
信号として記憶する選択記憶手段を具備することを特徴
としている。これにより、以下の効果及び利点を得るこ
とができる。 （１）車両若しくはヘリコプター等の移動体の動きに伴
う動揺でアンテナからのパルス波（電磁波）放射方向が
変動し、様々の角度からの反射波信号が送受信回路から
導出されたとしても空間距離時間検出手段及び選択記憶
手段によって垂直反射波信号のみが自動的に選択される
ため、埋設物に係わる垂直反射波信号が視認されて、明
確、かつ高精度の探知が可能となる。 （２）車両若しくはヘリコプター等の移動体の動きに伴
う動揺下でも埋設物の探知が可能となるため、移動体の
動揺を抑制するための高価なスタビライザ等の姿勢制御
装置がなくとも移動しながら埋設物の探査を明確、かつ
高精度で行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わる埋設物探査装置の一実施例
を示す概略構成図である。

【図２】 この発明に係わる一実施例の信号処理系の詳
細な構成を示すブロック図である。

【図３】 この発明に係わる一実施例の動作説明に供さ
れる図である。

【図４】 従来の技術に係わる埋設物探査装置の一例を
示す構成図である。

【図５】 従来の技術に係わる埋設物探査装置の動作を
説明する図である。

【符号の説明】

１ アンテナ、２ ケーブル、３ 従来の技術に係わる
本体表示器、３１ 送受信回路、３２ 遅延記憶回路、
３３ 演算回路、３４ 表示回路、３５ 空間距離時間
検出回路、３６ 選択記憶回路、Ｔ 埋設物、Ｗ，Ｗａ
コンクリート床及びその表面、ＷＭａ アンテナ方向
がコンクリート床Ｗに対して垂直方向になる床表面、Ｗ
Ｏａ アンテナ１方向がコンクリート床Ｗに対して斜め
方向になる床表面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波を地中あるいは構築物に放射し、
   反射された電磁波を受信し、かつ受信した電磁波に基づ
   く信号をサンプルホールドしＡ／Ｄ変換してデジタル化
   する送受信回路と、前記送受信回路から出力されるデジ
   タル化された信号を記憶し、所定時間後に遅延反射波信
   号として読み出される遅延記憶回路と、前記反射波信号
   と前記遅延記憶回路からの遅延反射波信号を減算して減
   算反射波信号を得る演算手段と、前記減算反射波信号の
   可視的表示を行う表示手段とを備え、前記地中あるいは
   構築物中の埋設物の探査を行う埋設物探査装置におい
   て、前記反射波信号から電磁波を放射してから最初の反
   射波が到達するまでの空間距離時間を検出し、かつ空間
   距離時間が最も短い反射波信号により検出信号を生成す
   る空間距離時間検出手段と、上記空間距離時間検出手段
   からの検出信号と前記送受信回路から出力されるデジタ
   ル化された信号のうち、電磁波を放射してから最初の反
   射波が到達するまでの空間距離時間が最も短い反射波信
   号を垂直反射波信号として記憶する選択記憶手段を具備
   することを特徴とする埋設物探査装置。
2. 【請求項２】 空間距離時間検出手段は初めの一定周期
   内で、電磁波を放射してから最初の反射波が到達するま
   での空間距離時間が最も短い信号を検出し、次の一定周
   期内で初めに検出している信号と同一の空間距離時間の
   信号を検出した時点で検出信号を生成することを特徴と
   する請求項１記載の埋設物探査装置。
3. 【請求項３】 空間距離時間検出手段は一定周期内で、
   電磁波を放射してから最初の反射波が到達するまでの空
   間距離時間が最も短い信号が検出されるまでの最短信号
   時間をカウントし、次の一定周期内で前記最短信号時間
   が経過した時点で検出信号を生成することを特徴とする
   請求項１記載の埋設物探査装置。