JPH10197630A - 地中探査レーダの較正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中探査レーダの性能を一定に保つ。 【解決手段】 土壌１２中の埋設物を探査する地中探査
レーダ１１の底面と地表面１３との間に薄板状送受信機
１０を挿入する。薄板状送受信機１０が受信するレーダ
電波の強度が基準値となるように、送信出力調整つまみ
１６を調整する。薄板状送受信機１０から一定の強度の
電波を送信し、受信感度調整つまみ１５を調整して、地
中探査レーダ１１の受信感度を一定の基準値に合わせ
る。薄板状送受信機１０によって地中探査レーダ１１の
送信出力および受信感度を基準値に容易に較正すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設されて
いるガス管などの埋設物を地表から探査する地中探査レ
ーダの探査性能を一定に保つための地中探査レーダの較
正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図６（１）に示すような地中
探査レーダ１が土壌２内に埋設されているガス管などの
地中埋設物３を探査するために用いられている。地中探
査レーダ１の動作原理に関連する先行技術は、たとえば
特開平５−１１０４６や実開平５−６９６９１などに開
示されている。このうちの実開平５−６９６９１にも開
示されているように、地中探査レーダ１の底部には車輪
４が設けられ、地中探査レーダ１の上部に設けられるハ
ンドル５を操作者６が保持して地表を移動することによ
って、地表のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇの各点での探
査結果に基づき、図６（２）に示すような画像が得ら
れ、地中埋設物３の存在が確認される。地中埋設物３の
探査のための送信電波７の送信と、地中埋設物３からの
反射電波８の受信のために地中探査レーダ１の底部には
アンテナ９が設けられている。

【０００３】図７は、地中探査レーダ１によって土壌２
中の地中埋設物３を探査するときの信号処理の原理を示
す。図７（１）に示すように、地表から送信電波７を土
壌２中に放射し、地表の地中探査レーダ１の底部のアン
テナ９から土壌２中に送信電波７を放射し、地中埋設物
３からの反射電波８をアンテナ９で受信する。送信電波
７として単発的なパルスを送信すると、図７（２）に示
すような受信波形が得られる。送信電波７および反射電
波８は、土壌２中を伝播するときに減衰するので、土壌
２中の深いところにある地中埋設物３ほど反射電波８の
受信信号レベルは低下する。地中埋設物３の地表からの
深さに対応して、反射電波８が受信されるまでの時間が
長くなるので、図７（３）に示すように、時間に対応し
て受信波形の増幅率を増加させれば、深い位置からの反
射電波８ほど受信信号の増幅率を大きくすることができ
る。このような処理を施すと、図７（４）に示すよう
に、地中埋設物３からの反射電波８に対応する反射信号
の検知を、より明瞭な状態で行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６および図７に示す
ような地中探査レーダ１による地中埋設物３の探査は、
地中探査レーダ１の受信感度が正常値から外れるような
場合、図６（２）に示すような画像が不明瞭となり、地
中埋設物からの反射増が得られているか否かを判読する
ことが困難となり、正確な埋設位置を判断することが難
しくなる。特に、工事現場などに移動するための車両に
搭載され、夏場などで異常な高温にさらされるような場
合に、地中探査レーダ１の受信感度などが性能低下を起
こす恐れがある。性能低下によって知らない間に受信感
度が正常値から外れると、地中埋設物３の位置を探査す
ることができなくなる恐れがある。実際は存在する地中
埋設物３を、性能低下によって検出することができず、
地中埋設物３が存在しないものと判断してしまうと、地
表を掘削する工事などによってガス管などの地中埋設物
３が破損し、ガスの噴出などの事態に陥る恐れがある。

【０００５】地中探査レーダ１の受信感度などの性能の
較正のために、予め標準の埋設条件を定めておき、定期
的に地中探査レーダ１で探査を行い、必要な性能を維持
しているか否かを調べる方法も行われている。しかしな
がら、標準的な埋設条件とはいっても、土壌２の一定の
深さに地中埋設物３を埋めておくだけでは、土壌２が温
度や水分の影響で、導電率や誘電率などの物性値が常に
一定ではなく、これらの変動で誤差が生じやすい。

【０００６】本発明の目的は、地中探査レーダの性能を
容易に一定に保つことができる地中探査レーダの較正装
置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、地表面を移動
可能な筐体の底面にアンテナを備え、アンテナから地中
に向けて電波を送信し、地中から反射される電波を受信
して埋設物の位置を探査する地中探査レーダの探査性能
を較正する装置であって、地中探査レーダの筐体の底面
と地表との間の間隙に挿入可能な薄板状アンテナと、薄
板状アンテナが受信する地中探査レーダからの送信電波
の強度が、予め設定される基準値となっているか否かを
検出する基準強度検出手段と、薄板状アンテナから、地
中探査レーダの受信感度が予め設定される基準値となっ
ているか否かを確認するための電波を、地中探査レーダ
のアンテナに向けて送信する基準感度確認手段とを含む
ことを特徴とする地中探査レーダの較正装置である。本
発明に従えば、地中探査レーダの筐体の底部に設けられ
るアンテナと地表との間の間隙には、薄板状アンテナが
挿入可能である。薄板状アンテナに、地中探査用の電波
が入射されると、入射電波の強度を表示して、位置探査
レーダからの送信電波の強度が基準値となっているか否
かを判断することができる。地中探査レーダからの送信
電波の強度を基準値に調整し、さらに基準感度確認手段
によって地中探査レーダが受信する電波の強度が基準値
となるような電波を送信する。地中探査レーダの受信感
度が正常であれば、基準値の出力を導出することができ
るけれども、受信感度が基準値から外れているときには
調整して正常に戻すことによって、地中探査レーダの性
能を一定に維持することができる。

【０００８】さらに本発明は、地表面を移動可能な筐体
の底面にアンテナを備え、アンテナから地中に向けて電
波を送信し、地中から反射される電波を受信して埋設物
の位置を探査する地中探査レーダの探査性能を較正する
装置であって、板状の電波反射層と、電波反射層上に接
合され、予め定める土壌と同等の導電率を有する合成樹
脂材料から成り、表面に地中探査レーダを載置可能な電
波吸収層とを含むことを特徴とする地中探査レーダの較
正装置である。本発明に従えば、板状の電波反射層の上
方に土壌と同等の導電率を有する合成樹脂材料から成る
電波吸収層を接合し、電波吸収層の上に地中探査レーダ
を配置し、電波吸収層を介して電波反射層を地中探査レ
ーダで探査し、受信感度の調整を行う。電波吸収層は土
壌と同等の導電率を有するけれども、合成樹脂性である
ので、土壌のように水分などで大きく導電率が変動する
ことはなく、物性値が安定した状態で地中探査レーダの
受信感度の調整を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある較正装置としての薄板状アンテナを有する薄板状送
受信機１０を用いて地中探査レーダ１１の較正を行う構
成を示す。埋設物の探査を行う土壌１２の地表面１３上
を車輪１４で地中探査レーダ１１が移動可能とするため
に、地表面１３と地中探査レーダ１１の底面との間には
間隙が設けられている。地中探査レーダ１１の底部には
アンテナが設けられ、土壌１２中に電波を送信し、土壌
１２中からの反射電波を受信する必要があるので、地表
面１３と底面との間隙はできるだけ小さい方が望まし
い。薄板状送受信機１０は、地表面１３と地中探査レー
ダ１１の底面との間の間隙に挿入される。地中探査レー
ダ１１の上部の操作面には、受信感度調整つまみ１５お
よび送信出力調整つまみ１６が設けられる。薄板状送受
信機１０の側方には、送受信レベルコントロールつまみ
１７が設けられる。

【００１０】図２は、図１に示す地中探査レーダ１１の
探査性能を薄板状送受信機１０によって一定に保つため
の概略的な電気的構成を示す。地中探査レーダ１１の筐
体１８の底部に設けられるアンテナ１９は、送信用アン
テナ１９ａと受信用アンテナ１９ｂとを含む。薄板状送
受信機１０の薄板状アンテナ２０は、筐体１８の底面と
地表面１３との間に挿入された状態で、送信用アンテナ
１９ａおよび受信用アンテナ１９ｂと対向する位置とな
る。薄板状アンテナ２０は、たとえば平板アンテナやル
ープアンテナなどによって構成され、切換スイッチ２１
で受信回路２２に接続されると、送信アンテナ１９ａか
ら放射される電波を受信し、受信強度レベルを表示器２
３で表示することができる。切換スイッチ２１を送信回
路２４側に切換えると、一定の強度の電波を薄板状アン
テナ２０から受信用アンテナ１９ｂに放射し、受信アン
テナ１９ｂで受信した信号を受信機２５に入力させるこ
とができる。筐体１８内には、送信用アンテナ１９ａに
送信電力を与える送信機２６、受信機２５によって受信
された信号を処理して、図６（ｂ）に示すような画像と
して表示するための処理装置２７、表示装置２８が含ま
れる。図１に示す受信感度調整つまみ１５は受信機２５
の受信感度を調整する。送信出力調整つまみ１６は送信
機２６の送信出力を調整する。送受信レベルコントロー
ルつまみ１７は、薄板状送受信機１０の受信回路２２お
よび送信回路２４の送受信レベルを制御する。

【００１１】図３は、図１の実施形態で地中探査レーダ
１１の較正を薄板状送受信機１０を用いて行う手順を示
す。ステップａ１から較正を開始し、ステップａ２では
薄板状送受信機１０を地中探査レーダ１１の筐体１８の
底部と地表面１３との間に挿入する。ステップａ３では
地中探査レーダ１１から探査用のレーダ電波を送信す
る。ステップａ４では薄板状送受信機１０の薄板状アン
テナ２０でレーダ電波を受信する。ステップａ５では、
薄板状送受信機１０が受信するレーダ電波の受信強度が
基準値となっているか否かを判断する。基準値は、表示
器２３が一定のレベルを示すように送受信レベルコント
ロールつまみ１７を調整し、そのときの送受信レベルコ
ントロールつまみ１７の目盛が基準値となっているか否
かで判断する。送信強度が基準値となっていないときに
はステップａ６で地中探査レーダ１１の送信出力調整つ
まみ１６の調整によってレーダ送信出力調整を行い、ス
テップａ５にも戻る。ステップａ５で送信強度が基準値
と等しくなっているときには、ステップａ７で地中探査
レーダ１１はレーダ反射電波の受信のみを行うように切
換える。ステップａ８では、薄板状送受信機１０のアン
テナから基準出力の電波を送信する。ステップａ９で、
地中探査レーダ１１の受信感度が基準値となっているか
否かを判断する。基準値になっていない時には、ステッ
プａ１０で受信感度調整つまみ１５によってレーダ受信
感度の調整を行い、ステップａ９に戻る。ステップａ９
で受信感度が基準値に達すればステップａ１１で較正を
終了する。

【００１２】本実施形態によれば、地中探査レーダ１１
の送信出力と受信感度とをともに基準値に合わせ、正常
な状態で地中埋設物の探査を行うことができる。調整の
際に受信感度調整つまみ１５や送信出力調整つまみ１６
の余裕度などから、地中探査レーダ１１の劣化の程度を
数値的に把握し、必要に応じて修理などのメンテナンス
を施す目安とすることもできる。

【００１３】図４は、本発明の実施の他の形態による較
正装置の概略的な構成を示す。キャリブレーション用台
３０の表面に地中探査レーダ３１を載置し、地中探査レ
ーダ３１の底部から電波吸収層３２内にレーダ電波を送
信し、電波吸収層３２の下方に接合されている電波反射
層３３によって反射させ、反射波を地中探査レーダ３１
で受信する際の受信強度が基準値となるように受信感度
調整つまみ３５を調整する。電波吸収層３２は、導電率
が土壌とほとんど等しい導電性合成樹脂などを材料と
し、電波反射層３３は薄い鉄板などを材料とする。電波
反射層３２は、実際の土壌よりも水分の影響を受けにく
く、安定した反射状態を再現することができる。

【００１４】図５は図４の実施形態で地中探査レーダ３
１の受信感度較正を行う手順を示す。ステップｂ１から
手順を開始し、ステップｂ２で地中探査レーダ３１をキ
ャリブレーション用台３０の上に載置する。ステップｂ
３では地中探査レーダ３１から電波反射層３３に向けて
レーダ電波を送信し、反射電波を受信する探査を行う。
ステップｂ４で、地中探査レーダ３１が受信する反射電
波の受信感度が基準値となっているか否かを判断する。
基準値となっていないときには、ステップｂ５で受信感
度調整つまみ３５によってレーダ受信感度調整を行い、
ステップｂ４に戻る。ステップｂ４で受信感度が基準値
となっていればステップｂ６で手順を終了する。

【００１５】本実施形態では、レーダ電波の吸収と反射
状態が安定したキャリブレーション用台３０の上に地中
探査レーダ３１を載置するだけで、地中探査レーダ３１
の受信感度を一定に保ち、性能を安定に保持することが
できる。

【００１６】送受信感度調整つまみ３５の調整の余裕が
少なくなっているようなときには、地中探査レーダ３１
の性能劣化と判断することができ、必要な対策を施す目
安とすることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、地中探査
レーダの底部のアンテナと地表面との間に薄板状アンテ
ナを挿入し、地中探査レーダの送信出力と受信感度とを
容易に基準値に合わせ、性能の安定を図ることができ
る。薄板状受信アンテナを使用するので、必要に応じて
随時地中探査レーダの調整を行うことができ、探査性能
の安定した状態で地中埋設物の位置を検知することがで
きる。また、地中探査レーダの性能劣化のレベルを数値
的に把握することができ、調整不可能な事態になる以前
に修理などの適切な対策を施すことができる。

【００１８】さらに本発明によれば、電波吸収層の上に
地中探査レーダを載置して、電波吸収層を介して電波反
射体からの反射電波の受信感度が基準値となるように調
整することによって、容易に受信性能を一定に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示す簡
略化した側面図である。

【図２】図１の実施形態の概略的な電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の実施形態の較正手順を示すフローチャー
トである。

【図４】本発明の実施の他の形態の概略的な構成を示す
簡略化した側面図である。

【図５】図４の実施形態の較正手順を示すフローチャー
トである。

【図６】従来からの地中探査レーダ１１を用いる地中埋
設物の探査方法を示す簡略化した断面図である。

【図７】地中探査レーダ１による探査の原理を示す。
（１）断面図、（２）受信信号波形図、（３）増幅率変
化グラフ、および（４）処理後の信号波形図である。

【符号の説明】

１０ 薄板状送受信機 １１，３１ 地中探査レーダ １２ 土壌 １３ 地表面 １４ 車輪 １５，３５ 受信感度調整つなみ １６ 送信出力調整つまみ １７ 送受信レベルコントロールつまみ １８ 筐体 １９ アンテナ １９ａ 送信用アンテナ １９ｂ 受信用アンテナ ２０ 薄板状アンテナ ２３ 表示器 ２５ 受信機 ２６ 送信機 ２７ 処理装置 ２８ 表示装置 ３０ キャリブレーション用台 ３２ 電波吸収層 ３３ 電波反射層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地表面を移動可能な筐体の底面にアンテ
   ナを備え、アンテナから地中に向けて電波を送信し、地
   中から反射される電波を受信して埋設物の位置を探査す
   る地中探査レーダの探査性能を較正する装置であって、 地中探査レーダの筐体の底面と地表との間の間隙に挿入
   可能な薄板状アンテナと、 薄板状アンテナが受信する地中探査レーダからの送信電
   波の強度が、予め設定される基準値となっているか否か
   を検出する基準強度検出手段と、 薄板状アンテナから、地中探査レーダの受信感度が予め
   設定される基準値となっているか否かを確認するための
   電波を、地中探査レーダのアンテナに向けて送信する基
   準感度確認手段とを含むことを特徴とする地中探査レー
   ダの較正装置。
2. 【請求項２】 地表面を移動可能な筐体の底面にアンテ
   ナを備え、アンテナから地中に向けて電波を送信し、地
   中から反射される電波を受信して埋設物の位置を探査す
   る地中探査レーダの探査性能を較正する装置であって、 板状の電波反射層と、 電波反射層上に接合され、予め定める土壌と同等の導電
   率を有する合成樹脂材料から成り、表面に地中探査レー
   ダを載置可能な電波吸収層とを含むことを特徴とする地
   中探査レーダの較正装置。