JPH11351869A - 継手位置検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土中埋設配管の継手の位置を非掘削で精度よ
く検知することができる継手位置検知装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 土中埋設配管に近接した土中または地表
面と継手との間に、土中を介して、所定の周波数の交流
信号を所定の一定電流値に増幅した定電流を流し、土中
埋設配管の上部の地表面の各位置における、継手と地表
面との電位差の分布を検出し、この電位差分布に基づい
て継手の位置を判断し検知するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は継手位置検知装置に
関し、詳しくは土中に埋設された配管の継手部分の位置
を検知する継手位置検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガス管や水道管等の土中埋設
配管としては、たとえば亜鉛メッキを施した鋼管が用い
られていた。

【０００３】最近では、鋼管の外面をポリエチレンでコ
ーティングしたポリエチレンライニング鋼管が開発さ
れ、土中埋設配管をポリエチレンライニング鋼管にする
ことにより耐久性が向上した。

【０００４】しかし、ポリエチレンライニング鋼管を配
管として用いる場合には、複数のポリエチレンライニン
グ鋼管を継手で接続して用いなければならず、この継手
としては、以前にコーティングのされていない鋳鉄製の
ものが用いられたことがあった。このため、配管自体に
は土壌腐食のおそれがないものの、この鋳鉄製の継手部
分の耐久性に問題があった。

【０００５】従って、この鋳鉄製の継手部分に対して
は、防食テープを巻いたり交換するなどの防食措置を施
す必要がある。ところが、配管が埋設されている位置は
わかっていても、継手がどのあたりにあるかまではわか
っていないのが現状である。継手の位置をみつけ出すた
めには、配管が埋設されている部分をすべて掘り起こし
てみればよいが、これでは、工事に時間と手間と費用が
かかり、効率が大変に悪い。このため、非掘削で継手の
位置を検知することができる継手位置検知装置が望まれ
ていた。

【０００６】従来、このような継手位置の検知を目的と
する技術は存在しない。敢えて、流用可能かと思われる
技術を挙げると、たとえば、特開昭５８−１６８９５４
号公報に開示される絶縁皮膜の欠陥を測定する装置があ
る。

【０００７】これは、ポリエチレンライニング鋼管等の
各種塗覆装を外面に有する鋼管において塗覆装がはがれ
たりした欠陥位置を非掘削で検知する装置であり、磁気
を測定することによって欠陥位置を検知しようとするも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の絶縁
皮膜の欠陥を測定する装置の場合、絶縁皮膜の欠陥位置
を検知する際の精度に問題があり、検知結果があまりあ
てにならないような状況であった。

【０００９】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、土中埋設配管の継手の位置を非掘削で精度よく検
知することができる継手位置検知装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、導体を絶縁被覆して成る絶縁被覆配管ど
うしを導体の継手で接続することによって延長して成る
延長配管が土中に埋設されているとき、この埋設されて
いる延長配管の継手位置を検知する継手位置検知装置に
おいて、所定の周波数の交流信号を発生させる交流信号
発生手段と、この交流信号発生手段で発生した交流信号
を所定の一定電流値に増幅し定電流を出力する定電流源
と、前記埋設されている延長配管に近接した土中または
地表面に設けた対極と、前記定電流源による定電流を、
土中を介して、前記対極と前記継手との間に流す電流供
給手段と、前記埋設されている延長配管の上部の地表面
に設けられ、前記電流供給手段によって定電流が供給さ
れているときに、前記地表面に電気化学的に接触しなが
ら前記埋設されている延長配管に沿って移動する照合極
と、前記照合極の移動にともなって、前記地表面の各位
置における、前記継手の電位と前記照合極の電位との電
位差の分布を検出する電位差分布検出手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項１に記載の継手位置検知装置
において、前記電位差分布検出手段で検出した電位差分
布に基づいて前記継手の位置を判断し出力する継手位置
出力手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載の継手位置検知装置
において、前記継手位置出力手段が、前記電位差分布の
中で電位差が最も小さい部分が前記継手の位置であると
判断することを特徴とする。

【００１３】また、請求項１、２または３に記載の継手
位置検知装置において、前記埋設されている延長配管と
前記対極との距離を１ｍ〜１０ｍの範囲内にしたことを
特徴とする。

【００１４】また、請求項１、２または３に記載の継手
位置検知装置において、前記交流信号発生手段で発生す
る交流信号の周波数を２２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲内に
したことを特徴とする。

【００１５】また、導体を絶縁被覆して成る絶縁被覆配
管どうしを導体の継手で接続することによって延長して
成る延長配管が土中に埋設されているとき、この埋設さ
れている延長配管の継手位置を検知する継手位置検知方
法において、前記埋設されている延長配管に近接した土
中または地表面と前記継手との間に、土中を介して、所
定の周波数の交流信号を所定の一定電流値に増幅した定
電流を流し、前記埋設されている延長配管の上部の地表
面の各位置における、前記継手の電位と前記地表面の電
位との電位差の分布を検出し、この電位差分布に基づい
て前記継手の位置を判断し検知することを特徴とする。

【００１６】また、請求項６に記載の継手位置検知方法
において、前記電位差分布の中で電位差が最も小さい部
分が前記継手の位置であると判断することを特徴とす
る。

【００１７】また、請求項６または７に記載の継手位置
検知方法において、前記継手との間で定電流を流すため
の前記埋設されている延長配管に近接した土中または地
表面と、前記埋設されている延長配管との距離を１ｍ〜
１０ｍの範囲内にしたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項６または７に記載の継手位置
検知方法において、前記交流信号の周波数を２２０Ｈｚ
〜１ｋＨｚの範囲内にしたことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
する。

【００２０】図１は、本発明による継手位置検知装置の
一実施の形態の概略ブロック図である。

【００２１】図１に示すように、継手位置検知装置１
は、周波数応答解析器２とレコーダー３と定電流電源４
と対極６と照合極７と作用極接続ケーブル８とを有して
構成される。

【００２２】ポリエチレンライニング鋼管（以下「ＰＬ
Ｐ」という）９は継手１０によって延長され地面１１に
埋設され、埋設配管を形成している。作用極接続ケーブ
ル８はＰＬＰ９の端部に電気的に接触するように接続す
る。ＰＬＰ９と継手１０とは電気的に接続されており、
本実施の形態においてはＰＬＰ９の継手１０が作用極と
して作動する。対極６は地面１１に突き刺して用いられ
る。照合極７はＰＬＰ９および継手１０の直上の地表面
に接地されており、ＰＬＰ９および継手１０に沿って移
動することができるようになっている。

【００２３】次に、継手位置検知装置１の動作について
説明する。

【００２４】周波数応答解析器２では所定の周波数の交
流信号を発生させる。定電流電源４では、この交流信号
を増幅して一定の電流値の交流電流とし、対極６から土
中を介し埋設配管に対してこの一定の交流電流が流れる
ように動作する。

【００２５】そして、照合極７をＰＬＰ９および継手１
０に沿って移動させながら、その時々の作用極接続ケー
ブル８によって得た作用極の電位と照合極７の電位との
電位差を周波数応答解析器２で計測し、交流電位差分布
を測定する。測定した交流電位差分布はレコーダー３に
よって記録される。

【００２６】この記録を参照すると、照合極７が継手１
０の直上にあるときに、作用極の電位と照合極７の電位
との電位差が小さくなり、これによって継手１０の位置
を検知することができる。

【００２７】ところで、前述したように、定電流電源４
では、対極６から土中を介し埋設配管に対して一定の交
流電流を流すように動作するが、交流電流には、その周
波数が高いほど直進し、逆に低いほど分散する性質があ
る。従って、本実施の形態のように、対極６を用いるこ
とにより、土中を介して埋設配管に対して交流電流を通
電する場合、交流電流の周波数によって流入範囲が異な
ってくる。

【００２８】本実施の形態では、延長が約３０ｍの敷地
内の配管（以下「灯外内管」という）の継手位置検知を
対象としており、この範囲に対極６からの信号電流とし
ての交流電流が流入することが必要となる。

【００２９】灯外内管は、建物や本管等の構造物に電気
的に接触していることが想定されるから、これらの構造
物にのみ信号電流が流入する場合には、継手位置検知は
不可能となる。従って、信号電流として適切な周波数の
交流電流を使用するとともに、対極６を適切な位置に設
置することが必要となる。そこで、本発明者は、模擬配
管による実物大実験によって、これらの条件を決定し
た。

【００３０】図２は実物大実験に用いた模擬配管を示す
図である。

【００３１】図２に示す模擬配管は、それぞれが長さ４
ｍのＰＬＰ１３および１４を継手１５で接続し、これを
地面１６の中の深さ０．４ｍの場所に埋設したものであ
る。継手１５としてはねじ込み式可鍛鋳鉄製管継手を用
いた。また、ＰＬＰ１３および１４の継手１５側と反対
側の端部は、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋基礎に接触
させた。

【００３２】実物大実験では、このような図２に示した
模擬配管の継手位置の検知を、図１に示した継手位置検
知装置１によって行った。この実物大実験では、対極の
位置を様々に変えてみて最適な対極の位置を求めるとと
もに、信号電流として用いる交流電流の周波数を様々に
変えてみて最適な周波数を求めた。また、作用極接続ケ
ーブル８はＰＬＰ１４の継手１５側と反対側の端部に接
続した。

【００３３】図３は、対極の位置を様々に変えてみた場
合の交流電位差分布を示す図である。

【００３４】図３において、横軸は対極６に最も近いＰ
ＬＰの直上の地表面から照合極７までの距離であり、縦
軸は作用極の電位と照合極７の電位との電位差である。
そして、対極６とＰＬＰ１３との距離を１ｍ、４ｍ、１
０ｍ、２０ｍにした場合についての交流電位差分布を示
す。

【００３５】図３に示すように、対極６とＰＬＰ１３と
の距離を１ｍ、４ｍ、１０ｍにしたときは、照合極７が
継手１５の直上にあるときに電位差が最小となっている
ことがはっきりとわかる。

【００３６】これに対して、対極６とＰＬＰ１３との距
離を２０ｍにしたときは、電位差が最小になる部分がは
っきりとせず、継手１５の位置を検知することが不可能
である。また、図示はしていないが、対極６とＰＬＰ１
３との距離を１ｍよりも短くした場合には、前述したよ
うにＰＬＰ１３、１４の直上の地表面に照合極７が接地
されているので、対極６と照合極７との距離が近すぎて
干渉を生じ、正確な交流電位差分布を測定することがで
きないおそれがある。

【００３７】従って、この実験によって、対極とＰＬＰ
との距離は１ｍ〜１０ｍにすることが、継手位置検知に
適していることがわかる。

【００３８】図４は、実験から得た、対極６の適切な設
置位置を上空からみて示す図である。

【００３９】図４において、測定対象のＰＬＰは灯外内
管１８であり、この灯外内管１８は、本管１９に接続さ
れており、建物２０に近接して埋設されている。このよ
うな場合、図４にハッチングを施して示す範囲が、対極
６の適切な設置位置である。

【００４０】すなわち、対極６の適切な設置位置の条件
としては、 ・測定対象の灯外内管１８から１ｍ以上離すこと ・本管２０から１ｍ以上離すこと ・測定対象の灯外内管１８から１０ｍ以内であること ・測定対象の灯外内管１８から距離が、本管２０からの
距離よりも短いことの以上４点が挙げられる。

【００４１】図５は、信号電流として用いる交流電流の
周波数を様々に変えてみた場合の交流電位差分布を示す
図である。

【００４２】図５において、横軸は対極６に最も近いＰ
ＬＰの直上の地表面から照合極７までの距離であり、縦
軸は作用極の電位と照合極７の電位との電位差である。
そして、信号電流として用いる交流電流の周波数を１０
ｋＨｚ、１ｋＨｚ、２２０Ｈｚ、１０Ｈｚにした場合に
ついての交流電位差分布を示す。

【００４３】図５に示すように、信号電流として用いる
交流電流の周波数を１ｋＨｚ、２２０Ｈｚにしたとき
は、照合極７が継手１５の直上にあるときに電位差が最
小となっていることがはっきりとわかる。

【００４４】これに対して、信号電流として用いる交流
電流の周波数を１０Ｈｚにしたときは、信号電流の流入
範囲が広がり、電位差が最小になる部分がはっきりとせ
ず、継手１５の位置を検知することが不可能である。

【００４５】また、信号電流として用いる交流電流の周
波数を１０ｋＨｚにしたときには、信号電流の流入範囲
が狭まってしまう。実際の埋設配管は、何本ものＰＬＰ
を複数の継手で接続していることがほとんどである。と
ころが、信号電流の流入範囲が狭い場合には、１箇所の
継手の検知はできても、隣り合う複数の継手には交流電
流が流入せずその継手の検知はできない。このため、信
号電流として用いる交流電流の周波数を１０ｋＨｚにし
たときのように、信号電流の流入範囲が狭い場合には、
頻繁に対極の位置を変えて測定し直す必要が生じてしま
う。このため、信号電流として用いる交流電流の周波数
を１０ｋＨｚにしたときには、図５の実験ではＰＬＰの
長さが４ｍで継手が１箇所だけであるためによい結果が
出ているが、実際の埋設配管に適用する場合には、継手
位置の検知に大変に手間がかかることになってしまう。

【００４６】従って、この実験によって、信号電流とし
て用いる交流電流の周波数は２２０Ｈｚ〜１ｋＨｚにす
ることが、継手位置検知に適していることがわかる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
土中埋設配管の継手の位置を非掘削で精度よく検知する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による継手位置検知装置の一実施の形態
の概略ブロック図である。

【図２】実物大実験に用いた模擬配管を示す図である。

【図３】対極の位置を様々に変えてみた場合の交流電位
差分布を示す図である。

【図４】実験から得た、対極の適切な設置位置を上空か
らみて示す図である。

【図５】信号電流として用いる交流電流の周波数を様々
に変えてみた場合の交流電位差分布を示す図である。

【符号の説明】

１ 継手位置検知装置 ２ 周波数応答解析器 ３ レコーダー ４ 定電流電源 ６ 対極 ７ 照合極 ８ 作用極接続ケーブル ９、１３、１４ ＰＬＰ １０、１５ 継手 １１、１６ 地面 １８ 灯外内管 １９ 本管 ２０ 建物

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体を絶縁被覆して成る絶縁被覆配管ど
   うしを導体の継手で接続することによって延長して成る
   延長配管が土中に埋設されているとき、該埋設されてい
   る延長配管の継手位置を検知する継手位置検知装置にお
   いて、 所定の周波数の交流信号を発生させる交流信号発生手段
   と、 該交流信号発生手段で発生した交流信号を所定の一定電
   流値に増幅し定電流を出力する定電流源と、 前記埋設されている延長配管に近接した土中または地表
   面に設けた対極と、 前記定電流源による定電流を、土中を介して、前記対極
   と前記継手との間に流す電流供給手段と、 前記埋設されている延長配管の上部の地表面に設けら
   れ、前記電流供給手段によって定電流が供給されている
   ときに、前記地表面に電気的に接触しながら前記埋設さ
   れている延長配管に沿って移動する照合極と、 前記照合極の移動にともなって、前記地表面の各位置に
   おける、前記継手と前記照合極との電位差の分布を検出
   する電位差分布検出手段とを備えたことを特徴とする継
   手位置検知装置。
2. 【請求項２】 前記電位差分布検出手段で検出した電位
   差分布に基づいて前記継手の位置を判断し出力する継手
   位置出力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の継手位置検知装置。
3. 【請求項３】 前記継手位置出力手段が、前記電位差分
   布の中で電位差が最も小さい部分が前記継手の位置であ
   ると判断することを特徴とする請求項２に記載の継手位
   置検知装置。
4. 【請求項４】 前記埋設されている延長配管と前記対極
   との距離を１ｍ〜１０ｍの範囲内にしたことを特徴とす
   る請求項１、２または３に記載の継手位置検知装置。
5. 【請求項５】 前記交流信号発生手段で発生する交流信
   号の周波数を２２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲内にしたこと
   を特徴とする請求項１、２または３に記載の継手位置検
   知装置。
6. 【請求項６】 導体を絶縁被覆して成る絶縁被覆配管ど
   うしを導体の継手で接続することによって延長して成る
   延長配管が土中に埋設されているとき、該埋設されてい
   る延長配管の継手位置を検知する継手位置検知方法にお
   いて、 前記埋設されている延長配管に近接した土中または地表
   面と前記継手との間に、土中を介して、所定の周波数の
   交流信号を所定の一定電流値に増幅した定電流を流し、 前記埋設されている延長配管の上部の地表面の各位置に
   おける、前記継手の電位と前記地表面の電位との電位差
   の分布を検出し、 該電位差分布に基づいて前記継手の位置を判断し検知す
   ることを特徴とする継手位置検知方法。
7. 【請求項７】 前記電位差分布の中で電位差が最も小さ
   い部分が前記継手の位置であると判断することを特徴と
   する請求項６に記載の継手位置検知方法。
8. 【請求項８】 前記継手との間で定電流を流すための前
   記埋設されている延長配管に近接した土中または地表面
   と、前記埋設されている延長配管との距離を１ｍ〜１０
   ｍの範囲内にしたことを特徴とする請求項６または７に
   記載の継手位置検知方法。
9. 【請求項９】 前記交流信号の周波数を２２０Ｈｚ〜１
   ｋＨｚの範囲内にしたことを特徴とする請求項６または
   ７に記載の継手位置検知装置。