JPH0980132A - Differential type ac magnetic sensor - Google Patents

Differential type ac magnetic sensor

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JPH0980132A
JPH0980132A JP26200995A JP26200995A JPH0980132A JP H0980132 A JPH0980132 A JP H0980132A JP 26200995 A JP26200995 A JP 26200995A JP 26200995 A JP26200995 A JP 26200995A JP H0980132 A JPH0980132 A JP H0980132A
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JP
Japan
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magnetic sensor
differential
cable
coils
magnetic
Prior art date
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Application number
JP26200995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Asakawa
賢一 浅川
Junichi Kojima
淳一 小島
Satoru Takagi
悟 高木
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KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
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Publication date
Application filed by Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Kokusai Denshin Denwa KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC magnetic sensor for detecting a high-sensitivity submarine cable which can be easily handled. SOLUTION: Coils 11 and 12 for detecting AC magnet are stored in a stainless steel cylindrical pressure-resistance container 13. The axes of the coils 11 and 12 match those of the pressure-resistance container 13 and are fixed to a lid 14 by a press metal fitting 15. Output signals from the coils 11 and 12 are inputted to a differential amplifier in an electronic circuit 20 and the differential signal of the output signal of the two coils 11 an d12 is outputted from an electronic circuit 20. The output signal passes through an underwater cable 22 via an underwater connector 16 and further is transmitted to a mother ship via a towing cable which is not shown in the drawing. Since the difference of the output signals of the two coils is obtained, a sensor rocks, thus eliminating a noise signal which is generated by rotation in earth magnetism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は交流磁気センサに関
し、特に、海底ケーブルの存在を検知する海底ケーブル
探査システムにおいて、母船により曳航して用いる場合
に好適な交流磁気センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC magnetic sensor, and more particularly to an AC magnetic sensor suitable for use in a submarine cable exploration system for detecting the presence of a submarine cable by towing by a mother ship.

【0002】[0002]

【従来の技術】海底ケーブルに生じた障害を修理するた
めには、まず、海底ケーブルの敷設位置を探査するこ
と、および、その障害の発生位置を特定することが必要
である。海底ケーブルを探査する方法のうち、最も感度
が高く取り扱いが容易なのは水中ロボットに搭載した交
流磁気センサを利用する方法である。この方法は、あら
かじめ海底ケーブル内の導体に陸上の海底ケーブル中継
所から16〜25Hz程度の交流電流を流しておき、こ
の交流電流から発生する交流磁界を交流磁気センサで検
出することにより、海底ケーブルの位置を探知するもの
である。しかしながら、水中ロボットに故障が生じた場
合や利用できる水中ロボットがない場合なども考えら
れ、このような場合にも海底ケーブルの探査をすること
ができるセンサが必要とされている。
2. Description of the Related Art In order to repair a fault that has occurred in a submarine cable, it is first necessary to search the laying position of the submarine cable and to specify the position where the fault has occurred. Among the methods for exploring the submarine cable, the method that uses the AC magnetic sensor mounted on the underwater robot is the most sensitive and easy to handle. According to this method, an alternating current of about 16 to 25 Hz is made to flow from a submarine cable relay station on land to a conductor in the submarine cable in advance, and an alternating magnetic field generated from this alternating current is detected by an alternating magnetic sensor to detect the submarine cable. Is to detect the position of. However, there is a possibility that the underwater robot has a failure or there is no underwater robot that can be used. In such a case, a sensor that can search the submarine cable is required.

【0003】従来はこのような場合、曳航式の直流磁気
センサが利用されてきた。この直流磁気センサは、海底
ケーブルに流れる直流電流や海底ケーブルを構成する鉄
などの磁性体から発生する直流磁界を検出するものであ
る。この場合、大きな地磁気の中から微少な直流磁界の
変動を検知する必要があるため、直流磁気センサとし
て、非常に高感度なプロトン磁力計が利用されている。
また、前述したようにあらかじめ海底ケーブル内の導体
に交流電流を流しておき、交流磁気センサを曳航ケーブ
ルにつないで曳航することも考えられる。
Conventionally, in such a case, a towed type DC magnetic sensor has been used. This DC magnetic sensor detects a DC current flowing through a submarine cable and a DC magnetic field generated from a magnetic material such as iron that constitutes the submarine cable. In this case, since it is necessary to detect a minute fluctuation of the DC magnetic field from the large geomagnetism, a very sensitive proton magnetometer is used as the DC magnetic sensor.
It is also conceivable that an alternating current is made to flow in the conductor in the submarine cable in advance as described above, and the alternating magnetic sensor is connected to the tow cable to tow the tow.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、曳航式
の直流磁気センサを利用する方法は、使用するプロトン
磁力計が非常に高感度であるために、近くに鉄などの磁
性体があるだけで敏感に反応してしまう。また、修理船
の上などではその動作の確認もできないなど、非常に取
り扱いが難しい欠点を有している。
However, in the method using the towed DC magnetic sensor, since the proton magnetometer used is very sensitive, it is sensitive only to a magnetic substance such as iron nearby. Will react to. In addition, it has a drawback that it is very difficult to handle such as the operation cannot be confirmed on a repair ship.

【0005】一方、交流磁気センサを曳航ケーブルにつ
ないで曳航すると、センサが動揺するときに大きな雑音
が発生し、ケーブルから発生する交流磁界による信号と
の区別がつきにくくなるという問題点がある。すなわ
ち、交流磁気センサは、通常、感度の指向性があるた
め、センサが動揺すると、直流の地球磁場の変動を感じ
ることになる。その変動の交流成分が雑音として検知さ
れ、この雑音が大きいため、従来は交流磁気センサを曳
航する方法を採用することが困難であった。
On the other hand, when the AC magnetic sensor is connected to the tow cable and towed, a large noise is generated when the sensor sways, and it is difficult to distinguish the signal from the signal due to the AC magnetic field generated from the cable. That is, since the AC magnetic sensor usually has sensitivity directivity, if the sensor fluctuates, a change in the DC earth magnetic field will be felt. Since the AC component of the fluctuation is detected as noise and this noise is large, it has been difficult to adopt a method of towing an AC magnetic sensor in the past.

【0006】本発明は、このような問題点を解決し、取
り扱いが容易で高感度な海底ケーブル探知用の交流磁気
センサを提供することを目的としている。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide an AC magnetic sensor for detecting a submarine cable which is easy to handle and has high sensitivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の差動型交流磁気センサは、感度の指向性を
有する2個以上の交流磁気センサと、各交流磁気センサ
からの出力信号の差を出力する手段とを有し、前記各交
流磁気センサの各々の軸が互いに平行になるように配置
したものである。また、前記各交流磁気センサは、コイ
ルからなっており、かつ、耐圧容器内に収容されている
ものである。さらに、前記各々の交流磁気センサの感度
を補正する手段を有するものである。
In order to achieve the above object, the differential AC magnetic sensor of the present invention comprises two or more AC magnetic sensors having directivity of sensitivity and outputs from the AC magnetic sensors. And a means for outputting a signal difference, and the AC magnetic sensors are arranged so that their respective axes are parallel to each other. Further, each of the AC magnetic sensors is composed of a coil and is housed in a pressure resistant container. Further, it has means for correcting the sensitivity of each of the AC magnetic sensors.

【0008】さらにまた、本発明の差動型交流磁気セン
サは、電力と信号とを伝送する伝送路と抗張力体を有す
る曳航ケーブルを用いて母船により曳航されるものであ
る。さらにまた、緩衝材で被覆ており、曳航時の海底と
の接触による衝撃に起因する雑音が低減されるようにな
されているものである。さらにまた、浮力材と姿勢安定
用の翼とが取り付けられ、曳航時に水中で安定して浮遊
するようになされているとともに、前記曳航ケーブルの
先端に水中重量の軽いロープを用いて接続されており、
前記曳航ケーブルはその先端に該曳航ケーブルの先端が
海底に接触するように重りが取り付けられているもので
ある。
Furthermore, the differential AC magnetic sensor of the present invention is towed by a mother ship using a tow cable having a transmission line for transmitting electric power and a signal and a tension member. Furthermore, it is covered with a cushioning material so that noise caused by impact due to contact with the sea bottom during towing can be reduced. Furthermore, a buoyancy member and a wing for stabilizing the posture are attached so that the buoyancy member can be stably floated in the water during towing, and the tip of the towing cable is connected by using a rope with a light underwater weight. ,
A weight is attached to the tip of the tow cable so that the tip of the tow cable comes into contact with the seabed.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の差動型交流磁気
センサの原理を説明するための図である。この図に示す
ように、本発明の差動型交流磁気センサは、同じ構造と
特性を持つ左右2個のコイルから構成されている。ま
た、直交座標系x−y−zが図のように定義されてい
る。図示するように、2個のコイルは、ともに、その軸
がy軸に平行で、かつ、一直線に並んで配置されてお
り、Δyは2個のコイルの中心の間隔である。このよう
に配置された2個のコイルは磁界のy成分のみに感度を
有する。
1 is a diagram for explaining the principle of a differential AC magnetic sensor of the present invention. As shown in this figure, the differential AC magnetic sensor of the present invention is composed of two left and right coils having the same structure and characteristics. The orthogonal coordinate system xyz is defined as shown in the figure. As shown, the two coils are arranged such that their axes are parallel to the y-axis and are aligned, and Δy is the distance between the centers of the two coils. The two coils arranged in this way are sensitive only to the y component of the magnetic field.

【0010】そして、ケーブルが紙面に垂直で、かつ直
交座標系x−y−zの原点を通るように配置されている
ものとし、このケーブルには低周波数(25Hz)の交
流電流が流れているものとする。この場合に、おのおの
のコイルに発生する出力電圧Vは、次式で表される。
The cable is arranged so as to be perpendicular to the plane of the drawing and pass through the origin of the Cartesian coordinate system xyz, and an alternating current of low frequency (25 Hz) is flowing through this cable. I shall. In this case, the output voltage V generated in each coil is expressed by the following equation.

【数1】 ここで、Nはコイルの巻き数、Sはコイル1ターン分の
面積の代表値、Byは磁界のy成分を表している。従っ
て、おのおののコイルの出力の差を求めることにより、
2個のコイルが置かれている2地点の交流磁界の差を求
めることができる。
[Equation 1] Here, N is the number of turns of the coil, S is a representative value of the area for one turn of the coil, and By is the y component of the magnetic field. Therefore, by finding the difference in the output of each coil,
The difference between the alternating magnetic fields at the two points where the two coils are placed can be obtained.

【0011】一般に、単独のコイルを地球磁場の中で回
転させると、コイルは回転磁場を感じることになり、回
転の角速度と地球磁場の大きさに比例した出力電圧が現
れる。この出力電圧のうち、ケーブルに流れる電流と同
じ周波数を持つ交流成分は、雑音となり、ケーブルの検
知の障害となる。図2に単一のコイルを地球磁場の中で
ランダムに回転させたときの出力の25Hzの周波数成
分を理論的に求めた結果の一例を示す。通常、海底ケー
ブルから発生する交流磁場の大きさは数十nT(nano T
esla)であり、これに比べて図2に現れる雑音の大きさ
はかなり大きく、この条件では海底ケーブルの検知は困
難である。
Generally, when a single coil is rotated in the earth's magnetic field, the coil feels the rotating magnetic field, and an output voltage proportional to the angular velocity of rotation and the magnitude of the earth's magnetic field appears. Of this output voltage, the AC component having the same frequency as the current flowing through the cable becomes noise and hinders the detection of the cable. FIG. 2 shows an example of theoretically obtained frequency components of 25 Hz of output when a single coil is randomly rotated in the earth's magnetic field. Normally, the magnitude of the alternating magnetic field generated from a submarine cable is several tens nT (nano T
esla), the magnitude of the noise appearing in Fig. 2 is considerably larger than this, and it is difficult to detect the submarine cable under this condition.

【0012】この問題を解決するために、本発明では、
2個のコイルを一体として動くように固定し、その出力
の差を求めるようにする。このようにすることにより、
コイルの回転による出力を相殺することができ、海底ケ
ーブルから発生する交流磁場のみを検出することが可能
となる。
In order to solve this problem, in the present invention,
The two coils are fixed so that they move as a unit, and the difference between their outputs is determined. By doing this,
The output due to the rotation of the coil can be canceled and only the alternating magnetic field generated from the submarine cable can be detected.

【0013】図3に、図1のセンサをy軸に平行に動か
したときの2つのコイルの位置における磁界のy成分の
差ΔByとケーブルからの水平距離Lyの関係を計算し
た一例を示す。なお、この計算例では2つのコイルの間
隔Δyを1[m]、ケーブルからの垂直距離を1[m]
としている。このように、2つのコイルの間隔を適度に
とることにより、その出力電圧の差の信号から、ケーブ
ルの存在を探知することができる。なお、参考のため、
差をとる前の交流磁界の大きさByを同じ図面上に示
す。
FIG. 3 shows an example of calculating the relationship between the difference ΔBy in the y component of the magnetic field at the positions of the two coils and the horizontal distance Ly from the cable when the sensor of FIG. 1 is moved parallel to the y axis. In this calculation example, the distance Δy between the two coils is 1 [m], and the vertical distance from the cable is 1 [m].
And In this way, by appropriately setting the distance between the two coils, the presence of the cable can be detected from the signal of the difference between the output voltages. For reference,
The magnitude By of the AC magnetic field before the difference is taken is shown in the same drawing.

【0014】図4は、上述した原理に基づいて構成され
た本発明の差動型交流磁気センサ10の一実施形態を示
す図である。この図において、11および12は交流磁
場を検出するためのコイル、13はステンレスなどから
なる円柱状耐圧容器、14は耐圧容器13の蓋、15は
コイル11あるいはコイル12を蓋14に固定するため
の押さえ金具、16は水中コネクタ、17は水中コネク
タ16の保護枠、18および19は、それぞれ、コイル
11および12の巻き枠、20は電子回路、21はOリ
ング、22は水中コードである。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the differential AC magnetic sensor 10 of the present invention constructed on the basis of the above-described principle. In this figure, 11 and 12 are coils for detecting an alternating magnetic field, 13 is a cylindrical pressure-resistant container made of stainless steel or the like, 14 is a lid of the pressure-resistant container 13, and 15 is a coil 11 or a coil 12 for fixing the coil 11 to the lid 14. Is a submersible connector, 17 is a protective frame for the underwater connector 16, 18 and 19 are winding frames for the coils 11 and 12, respectively, 20 is an electronic circuit, 21 is an O-ring, and 22 is an underwater cord.

【0015】この実施形態においては、ステンレス製円
柱状耐圧容器13の中に、2つのコイル11および12
が固定されている。これらのコイルの軸の方向は、円柱
状耐圧容器13の軸と一致している。そして、コイル1
1および12は、それぞれ、押さえ金具15を使用して
耐圧容器13の蓋14に固定されている。蓋14と耐圧
容器13の間にはOリング21が挿入されており、容器
内の水密が保たれるようになされている。
In this embodiment, two coils 11 and 12 are provided in a cylindrical pressure resistant container 13 made of stainless steel.
Has been fixed. The axes of these coils are aligned with the axis of the cylindrical pressure-resistant container 13. And coil 1
Each of 1 and 12 is fixed to the lid 14 of the pressure-resistant container 13 by using a pressing fitting 15. An O-ring 21 is inserted between the lid 14 and the pressure-resistant container 13 so that the container is kept watertight.

【0016】耐圧容器13内には電子回路20を搭載し
た基板が固定されており、該電子回路20には、後述す
るような、2つのコイル11および12からの出力信号
の差を出力する回路が設けられている。このセンサ10
からの出力信号および前記電子回路20に供給される電
力は、水中コード22、蓋14に固定された水中コネク
タ16および図示していない曳航ケーブルを介して、図
示しない母船に伝送される。なお、水中コネクタ16は
保護枠17により外力から守られている。また、この差
動型交流磁気センサの外形寸法は、長さが約1〜1.5
[m]、直径が約10〜15[cm]程度である。な
お、ステンレス製の容器を用いることによる磁界の乱れ
の影響はほとんど無視できる程度である。
A substrate on which an electronic circuit 20 is mounted is fixed in the pressure resistant container 13, and a circuit for outputting a difference between output signals from two coils 11 and 12, which will be described later, is provided to the electronic circuit 20. Is provided. This sensor 10
The output signal from the electric power source and the electric power supplied to the electronic circuit 20 are transmitted to the mother ship (not shown) via the underwater cord 22, the underwater connector 16 fixed to the lid 14 and the tow cable (not shown). The underwater connector 16 is protected from external force by the protective frame 17. The external dimensions of this differential AC magnetic sensor are about 1 to 1.5 in length.
[M] and the diameter is about 10 to 15 [cm]. The influence of the magnetic field disturbance due to the use of the stainless steel container is almost negligible.

【0017】図5は図4の耐圧容器内に収容されている
電子回路20の一構成例を示したものである。この図に
おいて、11および12は前述したコイル、201およ
び202は、それぞれ、コイル11および12の出力信
号が入力される可変利得型増幅器、203は、可変利得
型増幅器201および202からの出力信号の差信号を
出力する差動増幅器、204はケーブルに流される交流
電流の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタで
ある。
FIG. 5 shows an example of the structure of the electronic circuit 20 housed in the pressure resistant container of FIG. In the figure, 11 and 12 are the above-mentioned coils, 201 and 202 are variable gain amplifiers to which the output signals of the coils 11 and 12 are input, respectively, and 203 is an output signal from the variable gain amplifiers 201 and 202. A differential amplifier that outputs a difference signal, and 204 is a band-pass filter that passes a signal having a frequency of an alternating current flowing through the cable.

【0018】このように構成された電子回路20におい
て、コイル11および12からの信号はそれぞれ利得を
調整することができる可変利得増幅器201および20
2により増幅された後、差動増幅器203に入力され、
差動増幅器203からその差の信号が出力される。その
出力信号はバンドパスフィルタ204を通されることに
より、海底ケーブルに流れる交流電流と同じ周波数の信
号が取り出される。なお、初段の可変利得増幅器201
あるいは202の利得を個別に制御することにより、コ
イル11および12の感度に差がある場合に、その感度
差を補償することができる。
In the electronic circuit 20 configured as described above, the signals from the coils 11 and 12 can be adjusted in gain, respectively, and the variable gain amplifiers 201 and 20 can be adjusted.
After being amplified by 2, it is input to the differential amplifier 203,
The signal of the difference is output from the differential amplifier 203. The output signal is passed through the bandpass filter 204, so that a signal having the same frequency as the alternating current flowing through the submarine cable is extracted. The first stage variable gain amplifier 201
Alternatively, by controlling the gain of 202 individually, when there is a difference in sensitivity between the coils 11 and 12, the difference in sensitivity can be compensated.

【0019】図6に、上述した差動型交流磁気センサ1
0の曳航方法の一例を示す。この例は、センサ10を海
底に接触しながら曳航する例である。このように海底に
接触しながら曳航する場合には、海底との接触による衝
撃により2つのコイルの軸が相対的に振動し、出力のS
/N(信号雑音比)が劣化することがある。
FIG. 6 shows the differential AC magnetic sensor 1 described above.
An example of a towing method of 0 is shown. In this example, the sensor 10 is towed while in contact with the seabed. When towing while contacting the seabed in this way, the shock of contact with the seabed causes the axes of the two coils to relatively vibrate, and the output S
/ N (signal noise ratio) may deteriorate.

【0020】そこで、本例においては、このような劣化
を防止するために、耐圧容器13の周囲に、ゴムやスポ
ンジあるいはビニルホースなどの緩衝材23を配置し、
その周りを例えばプラスチック製の円柱状カバー24で
覆っている。さらに、その外側を麻袋や網などの袋25
で包み、その袋に曳航用のロープ26が引き留められて
いる。そして、このロープ26の他端は曳航ケーブル2
7に引き留められている。この曳航ケーブル27の構造
は図示していないが、電力と信号の伝送線、および抗張
力材からなる複合ケーブルが使用される。前述したよう
に、曳航ケーブル27内の電力線と信号線は、水中コー
ド22と水中コネクタ16を介して耐圧容器13内の電
子回路20に接続されている。曳航ケーブル27の他端
は母船により曳航される。
Therefore, in this example, in order to prevent such deterioration, a cushioning material 23 such as rubber, sponge or vinyl hose is arranged around the pressure resistant container 13,
The periphery thereof is covered with, for example, a plastic cylindrical cover 24. In addition, the outside of the bag 25 such as a hemp bag or net
The towing rope 26 is fastened to the bag. The other end of the rope 26 is the towing cable 2
Retained at 7. Although the structure of the towing cable 27 is not shown, a composite cable composed of power and signal transmission lines and a tensile strength material is used. As described above, the power line and the signal line in the tow cable 27 are connected to the electronic circuit 20 in the pressure vessel 13 via the underwater cord 22 and the underwater connector 16. The other end of the tow cable 27 is towed by the mother ship.

【0021】さらに、センサ10の尾部(曳航ケーブル
27に接続されていない側)に金属製チェーンなどの重
りを取り付けることにより、海底面の凹凸によるセンサ
の尾部のはね上がりを防止することができる。以上のよ
うに構成することにより、海底との接触による衝撃に起
因する雑音のレベルを低減することが可能となる。
Furthermore, by attaching a weight such as a metal chain to the tail of the sensor 10 (the side not connected to the towing cable 27), it is possible to prevent the tail from rising due to the unevenness of the sea bottom. With the above configuration, it is possible to reduce the level of noise caused by the impact due to contact with the seabed.

【0022】また、母船上の表示装置については図示し
ていないが、センサ10から出力される信号は、例え
ば、バンドパスフィルタを通過された後、整流器により
整流され、X−Tレコーダなどに記録されることとな
る。前述したように、本発明の差動型交流磁気センサ1
0が海底ケーブル上を横切ると、図3のΔByのような
波形がX−Tレコーダ上に現れる。この波形を観察する
ことにより、海底ケーブルの位置を探知することができ
る。
Although not shown in the drawings on the display device on the mother ship, the signal output from the sensor 10 is, for example, passed through a bandpass filter, rectified by a rectifier, and recorded in an XT recorder or the like. Will be done. As described above, the differential AC magnetic sensor 1 of the present invention
When 0 crosses over the submarine cable, a waveform like ΔBy in FIG. 3 appears on the XT recorder. By observing this waveform, the position of the submarine cable can be detected.

【0023】通常、海底ケーブルの敷設位置と敷設方向
は、工事記録によりおおよそ予測することができる。そ
こでセンサ10は母船によりケーブルと直交するように
曳航される。海底ケーブルには陸上の端局より探査用の
交流電流が供給されている。さらに具体的に説明する
と、海底ケーブルは、その中心部に配置された信号線群
の外側に中継器に直流電力を供給するための給電線が設
けられている。海底ケーブルに障害が発生したとき、陸
上の端局から、前記給電線に16〜25ヘルツ程度の周
波数を有する探査用の交流信号を重畳して送出する。海
底ケーブルの障害発生個所においては前記給電線が海水
に接触しているから、前記陸上の端局から送出された探
査用の交流信号は、端局から海底ケーブルの障害点まで
は該海底ケーブル中を流れるが、障害点より先において
は海水に接地される。したがって、障害点までの海底ケ
ーブルからは交流磁界が発生されるが、その先の海底ケ
ーブルからは交流磁界が発生されていない。
Usually, the laying position and the laying direction of the submarine cable can be roughly estimated from the construction record. Then, the sensor 10 is towed by the mother ship so as to be orthogonal to the cable. An AC current for exploration is supplied to the submarine cable from the terminal station on land. More specifically, the submarine cable is provided with a power supply line for supplying DC power to the repeater outside the signal line group arranged at the center thereof. When a failure occurs in the submarine cable, the land-based terminal station superimposes an AC signal for exploration having a frequency of about 16 to 25 Hz on the power supply line and sends it out. Since the power supply line is in contact with seawater at the fault occurrence point of the submarine cable, the AC signal for exploration sent from the terminal station on land is in the submarine cable from the terminal station to the fault point of the submarine cable. It flows through, but is grounded to seawater before the point of failure. Therefore, an AC magnetic field is generated from the submarine cable up to the fault point, but no AC magnetic field is generated from the submarine cable beyond that point.

【0024】そこで、本発明の交流磁気センサ10を海
底ケーブルと直行するように曳航して、前述したよう
に、X−Tレコーダ上に現れる波形を観察することによ
り海底ケーブルの位置を探知する。次いで、前記探査用
の交流信号を送出している端局より遠くなる方向に曳航
位置をずらせて、再度海底ケーブルの位置を探査する。
このように探査を繰り返すことにより、交流磁界が発生
しなくなる点、すなわち、障害位置を特定することがで
きる。なお、障害位置を特定した後は、該障害位置の近
傍で海底ケーブルを切断し、切断位置の両端の海底ケー
ブルを母船上に引き上げて、障害箇所を切除し、補修用
のケーブルを接続して、再び海底に敷設することによ
り、障害箇所の修理が行われる
Therefore, the AC magnetic sensor 10 of the present invention is towed so as to be orthogonal to the submarine cable, and as described above, the position of the submarine cable is detected by observing the waveform appearing on the XT recorder. Next, the towing position is shifted in a direction farther from the terminal station that is sending the search AC signal, and the position of the submarine cable is searched again.
By repeating the search in this manner, it is possible to specify the point where the alternating magnetic field does not occur, that is, the failure position. After specifying the fault position, cut the submarine cable in the vicinity of the fault position, pull up the submarine cables at both ends of the cut position on the mother ship, cut out the fault point, and connect the repair cable. , By laying on the seabed again, the faulty part will be repaired

【0025】図7は差動型センサの曳航方法の他の例を
示す図である。図7の(a)はその平面図を示し、
(b)は正面図を示している。この例は、海底面との接
触に起因する衝撃によるS/Nの劣化を防止するため、
センサ10を海底面から浮かして曳航する例である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the towing method of the differential type sensor. FIG. 7A shows a plan view thereof,
(B) shows a front view. In this example, in order to prevent S / N deterioration due to impact caused by contact with the sea bottom,
This is an example in which the sensor 10 is floated from the sea bottom and towed.

【0026】センサ10に浮力を与えるため、センサの
上部には浮力材30が固定されている。また、センサと
海底面との高さを調整するために、センサ10からロー
プ26を介して重り29をぶら下げている。重り29の
重さと浮力材30の浮力を調整することにより、重り2
9が常に接地する様な状況でセンサを曳航することが可
能となる。すなわち、重り29をぶら下げるロープ26
の長さによりセンサの海底面からの高さを調整すること
が可能となる。また、曳航ケーブル27の重量がセンサ
10の浮力に影響を与えないように、曳航ケーブル27
の先端とセンサ10の間は、ロープ26で接続されてい
る。さらに、曳航ケーブル27の先端が着底するよう
に、その先端に重り28が取り付けられている。センサ
10の後部には、その水中での姿勢が安定するように、
水平安定翼31と垂直安定翼32が取り付けられてい
る。なお、センサ10と海底面との距離は0.5〜1
[m]程度となるように設定すればよい。
In order to give buoyancy to the sensor 10, a buoyancy member 30 is fixed on the upper part of the sensor. Further, in order to adjust the height between the sensor and the sea bottom, a weight 29 is hung from the sensor 10 via a rope 26. By adjusting the weight of the weight 29 and the buoyancy of the buoyancy member 30, the weight 2
It is possible to tow the sensor in a situation where the 9 is always grounded. That is, the rope 26 for hanging the weight 29
It is possible to adjust the height of the sensor from the sea bottom by adjusting the length. In addition, the weight of the towing cable 27 does not affect the buoyancy of the sensor 10, so that the towing cable 27
A rope 26 connects the tip of the sensor and the sensor 10. Furthermore, a weight 28 is attached to the tip of the tow cable 27 so that the tip of the tow cable 27 bottoms. The rear part of the sensor 10 has a stable posture in water.
Horizontal stabilizers 31 and vertical stabilizers 32 are attached. The distance between the sensor 10 and the sea bottom is 0.5 to 1
It may be set to be about [m].

【0027】このようにセンサを海底面から浮かすこと
により、海底面との接触による衝撃を防ぐことができ
る。センサのゆっくりとした姿勢の動揺は取り除くこと
ができないが、速い動揺は除くことができる。ゆっくり
とした姿勢の動揺によるセンサの出力変動の周波数成分
は低いので測定に大きな影響を与えない。すなわち、本
例のように構成することにより測定に大きな影響を与え
る速い周期でのセンサの動揺を除くことができる。
By floating the sensor above the sea bottom in this way, it is possible to prevent the impact due to contact with the sea bottom. The sway of the sensor's slow posture cannot be eliminated, but the fast sway can be eliminated. Since the frequency component of the output fluctuation of the sensor due to the swaying of the slow posture is low, it does not significantly affect the measurement. That is, with the configuration as in this example, it is possible to eliminate the fluctuation of the sensor in a fast cycle that greatly affects the measurement.

【0028】なお、以上の実施例では、2個のコイルを
使用したセンサを想定しているが、2個以上のコイルを
用いることも可能であり、使用するコイルも、空心のも
のに限らず、磁心入りのものを使用することができる。
また、交流磁気センサとして、上述したコイルのほか
に、フラックスゲート型磁気センサのような他のセンサ
を用いることもできる。さらにまた、図1から図3の説
明では、コイルで検出する磁界の成分としてy成分を用
いたが、z成分でもほぼ同じ結果を得ることができる。
ケーブルと平行なx軸方向の磁界の成分の大きさはゼロ
であるので、コイルの軸方向はx軸以外の方向であれば
よい。さらに、例えば、異なる方向に感度を持つ2組の
差動型交流磁気センサを組み合わせて使用することも可
能である。
In the above embodiments, a sensor using two coils is assumed, but it is also possible to use two or more coils, and the coil used is not limited to an air core. , Those with magnetic core can be used.
Further, as the AC magnetic sensor, other sensors such as a fluxgate type magnetic sensor can be used in addition to the coil described above. Furthermore, in the description of FIGS. 1 to 3, the y component is used as the component of the magnetic field detected by the coil, but substantially the same result can be obtained with the z component.
Since the magnitude of the magnetic field component in the x-axis direction parallel to the cable is zero, the coil axial direction may be any direction other than the x-axis. Further, for example, two sets of differential AC magnetic sensors having sensitivities in different directions can be used in combination.

【0029】さらにまた、今までの説明では差動型交流
磁気センサを曳航する例について説明したが、本発明の
差動型交流磁気センサは、水中ロボットなどの水中移動
体に搭載することも可能である。さらにまた、今までの
説明では、海底ケーブルを探査する場合について説明し
たが、これに限られることはなく、交流電流が流される
長尺物であればいかなるものであっても検知することが
できることは明らかである。
Furthermore, although an example in which the differential AC magnetic sensor is towed has been described above, the differential AC magnetic sensor of the present invention can be mounted on an underwater vehicle such as an underwater robot. Is. Furthermore, in the above description, the case of exploring a submarine cable has been described, but the present invention is not limited to this, and it is possible to detect any long object to which an alternating current is applied. Is clear.

【0030】[0030]

【発明の効果】感度の指向性を有する2個以上の交流磁
気センサを各々の軸が互いに平行になるように配置し、
その出力の差の信号を出力するように構成された本発明
の差動型交流磁気センサによれば、センサの位置の変動
によって地球磁場を横切ることにより生じる雑音信号を
除去することができ、所望の信号のみを検出することが
できる。また、交流磁気センサがコイルにより構成され
た本発明によれば、差動型交流磁気センサを安価なもの
とすることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION Two or more AC magnetic sensors having sensitivity directivity are arranged so that their axes are parallel to each other.
According to the differential AC magnetic sensor of the present invention configured to output the signal of the difference in its output, it is possible to remove a noise signal generated by crossing the earth's magnetic field due to a change in the position of the sensor. Only the signal of can be detected. Further, according to the present invention in which the AC magnetic sensor is composed of a coil, the differential AC magnetic sensor can be made inexpensive.

【0031】さらにまた、各々の交流磁気センサの感度
を補正する手段を有する本発明によれば、各交流磁気セ
ンサの感度に差異がある場合においてもその感度差を補
償することができる。さらにまた、電力と信号を伝送す
る伝送路と抗張力体とを有する曳航ケーブルを用いて母
船により曳航される本発明によれば、安価な交流磁気セ
ンサを用いて海底ケーブルなどの障害位置を検出するこ
とが可能となる。さらにまた、緩衝材で被覆されている
本発明によれば、海底との接触による衝撃により2つの
コイルの軸が相対的に振動することを防止でき、そのた
めに雑音が生じることがなくなる。
Furthermore, according to the present invention having means for correcting the sensitivity of each AC magnetic sensor, the sensitivity difference can be compensated even when the AC magnetic sensors have different sensitivities. Furthermore, according to the present invention, which is towed by a mother ship using a tow cable having a transmission line for transmitting electric power and a signal and a strength member, an inexpensive AC magnetic sensor is used to detect a fault position of a submarine cable or the like. It becomes possible. Furthermore, according to the present invention, which is covered with the cushioning material, it is possible to prevent the axes of the two coils from relatively vibrating due to the impact due to the contact with the seabed, so that noise is not generated.

【0032】さらにまた、浮力材と姿勢安定用の翼とが
取り付けられ、曳航時に水中で安定して浮遊するように
なされているとともに、その先端に重りが取り付けられ
て海底に接触するようになされた曳航ケーブルの先端と
水中重量の軽いロープを用いて接続されている本発明に
よれば、センサと海底面との接触がなく測定に大きな影
響を与える速い周期でのセンサの動揺を防止することが
でき、雑音をなくすことができる。
Further, a buoyancy member and a posture stabilizing wing are attached so that the buoyancy member is stably floated in the water during towing, and a weight is attached to the tip of the buoyant member so as to come into contact with the seabed. According to the present invention, in which the tip of the towed cable is connected to the underwater rope using a rope, the sensor is prevented from swaying in a fast cycle which has no contact with the sea bottom and has a great influence on the measurement. It is possible to eliminate noise.

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

【図1】 本発明の差動型交流磁気センサの原理を説明
するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a differential AC magnetic sensor of the present invention.

【図2】 単独のコイルを地球磁場の中でランダムに回
転した場合の出力の25Hz成分の大きさの計算例を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a calculation example of the magnitude of the 25 Hz component of the output when a single coil is randomly rotated in the earth's magnetic field.

【図3】 海底ケーブルからの水平距離yと海底ケーブ
ルから発生する交流磁界のy成分Byとの関係、および
2個のコイルに発生する交流磁界Byの差ΔByの計算
例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a horizontal distance y from a submarine cable and ay component By of an AC magnetic field generated from the submarine cable, and a calculation example of a difference ΔBy between AC magnetic fields By generated in two coils.

【図4】 本発明の差動型交流磁気センサの実施の形態
の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an embodiment of a differential AC magnetic sensor of the present invention.

【図5】 本発明の差動型交流磁気センサに使用される
電子回路20の構成の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a configuration of an electronic circuit 20 used in the differential AC magnetic sensor of the present invention.

【図6】 本発明の差動型交流磁気センサの曳航方法の
一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a towing method of the differential AC magnetic sensor of the present invention.

【図7】 本発明の差動型交流磁気センサの曳航方法の
他の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the towing method of the differential AC magnetic sensor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 差動型交流磁気センサ 11、12 コイル 13 円柱状耐圧容器 14 蓋 15 押さえ金具 16 水中コネクタ 17 保護枠 18、19 コイルの巻き枠 20 電子回路 21 Oリング 22 水中コード 23 緩衝材 24 円柱状カバー 25 袋 26 ロープ 27 曳航ケーブル 28、29 重り 30 浮力材 31 水平安定翼 32 垂直安定翼 201、202 可変利得増幅器 203 差動増幅器 204 バンドパスフィルタ 10 Differential type AC magnetic sensor 11, 12 Coil 13 Columnar pressure resistant container 14 Lid 15 Holding fitting 16 Underwater connector 17 Protective frame 18, 19 Coil reel 20 Electronic circuit 21 O-ring 22 Underwater cord 23 Buffer material 24 Cylindrical cover 25 bag 26 rope 27 tow cable 28, 29 weight 30 buoyancy material 31 horizontal stabilizers 32 vertical stabilizer 201, 202 variable gain amplifier 203 differential amplifier 204 bandpass filter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感度の指向性を有する2個以上の交流磁
気センサと、 前記各交流磁気センサからの出力信号の差を出力する手
段とを有し、 前記各交流磁気センサの各々の軸が互いに平行になるよ
うに配置したことを特徴とする差動型交流磁気センサ。
1. An AC magnetic sensor having two or more AC magnetic sensors having sensitivity directivity, and means for outputting a difference between output signals from the AC magnetic sensors, each axis of the AC magnetic sensors being A differential AC magnetic sensor, which is arranged so as to be parallel to each other.
【請求項2】 前記各交流磁気センサは、コイルからな
っており、かつ、耐圧容器内に収容されていることを特
徴とする請求項1記載の差動型交流磁気センサ。
2. The differential AC magnetic sensor according to claim 1, wherein each of the AC magnetic sensors includes a coil and is housed in a pressure resistant container.
【請求項3】 前記各々の交流磁気センサの感度を補正
する手段を有することを特徴とする請求項1あるいは2
のいずれかに記載の差動型交流磁気センサ。
3. The method according to claim 1, further comprising means for correcting the sensitivity of each AC magnetic sensor.
The differential AC magnetic sensor according to any one of 1.
【請求項4】 電力と信号とを伝送する伝送路と抗張力
体とを有する曳航ケーブルを用いて母船により曳航され
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の差
動型交流磁気センサ。
4. The differential alternating current according to claim 1, wherein the towed cable is towed by a mother ship using a tow cable having a transmission line for transmitting electric power and a signal and a strength member. Magnetic sensor.
【請求項5】 緩衝材で被覆されており、曳航時の海底
との接触による衝撃に起因する雑音が低減されるように
なされていることを特徴とする請求項4に記載の差動型
交流磁気センサ。
5. The differential AC according to claim 4, wherein the differential AC is covered with a cushioning material so that noise caused by impact due to contact with the seabed during towing is reduced. Magnetic sensor.
【請求項6】 浮力材と姿勢安定用の翼とが取り付けら
れ、曳航時に水中で安定して浮遊するようになされてい
るとともに、前記曳航ケーブルの先端に水中重量の軽い
ロープを用いて接続されており、前記曳航ケーブルはそ
の先端に該曳航ケーブルの先端が海底に接触するように
重りが取り付けられていることを特徴とする請求項4に
記載の差動型交流磁気センサ。
6. A buoyancy member and a posture stabilizing wing are attached so that the buoyancy member can be stably floated in the water during towing, and the tip of the towing cable is connected by using a rope with a light underwater weight. The differential AC magnetic sensor according to claim 4, wherein a weight is attached to the tip of the towing cable so that the tip of the towing cable contacts the seabed.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209241A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Uchihashi Estec Co Ltd Method of sensing magnetic substance
JP2011047909A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence Method of oscillation noise reduction using intercorrelation and ac signal extraction method
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KR102016337B1 (en) * 2018-05-30 2019-08-30 재단법인 중소조선연구원 Survey system for ocean topography
US10509080B2 (en) 2015-03-27 2019-12-17 Aichi Steel Corporation Differential type magnetic sensor

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Effective date: 20020723