JPS5866885A - パイプロケ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプロケータ−に関するものである。

例えばガス管等の埋設管に送信機から信号を印加し、こ
の信号を地上に於いて受信することによりかかる埋設管
の埋設位置並びに埋設深さを・測定するパイプロケータ
−としては、バーアンテナを用いた単アンテナ水平方式
、単アンテナ垂直方式並びに差動アンテナ方式等が従来
知られている。まず単アンテナ水平方式は第１図（ａ）
に示′すように最大利得方向ｍを水平とした単一のバー
アンテナＡを水平に移動してその出力変化により埋設位
ｒｔを測定するものである。かかる図に於いて、バーア
ンテナＡの出力′電圧ｖ１は次の式で表わされる。

１　　　　μ０μＢ ””　　　　””’（”　−・　１−　　ωｃｏｅωｔ
）−＝−（１）１２π （同、かかる式に於いてｅは埋設管１とバーアンテナＡ
の中心０間の直線距離、Ｓ′はコアの有効断面積、ｎは
アンテナコイルの巻数、μ０は真空透磁率、μ８はアン
テナコアの比透磁率、土は埋設管１に流れる電流、ωは
信号の角速度である。）しかしてアンテナＡ並びに埋設
管１に流れる電流１が一定で、埋設管１の埋設深さＨが
同一であるとすると、（１）式は次の通り変形すること
ができる。

μ０μθ　　　　　　１ ■＝−ＩｃＯθθ・（−ｎ・□・１ｊωｃｏｓωｔ　・
−）　−−−−−・（２）ｌ　　　　　　　　　　２π
　　　　　　　　　　　Ｈ前述より、（２）式の（）内
は定数であるから、これをＫとすると、（２）式は次の
通り変形し得る。

Ｖ二Ｋ　−ＣＯＢθ・ＣＯｓθ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・　（３）かかる（６）式が単ア
ンテナ水平方式に於ける出力電圧を表わすものである。

次に単アツテナ垂直方式は、第１図（ｂ）に示すように
最大利得方向ｍを垂直とした単一のパーアンテナＡを水
平に移動してその出力変化により埋設位置を測定するも
ので、その出力電圧■は次の式％式％ （４１ 更に差動アンテナ方式とは、第１図（Ｃ）に示すように
最大利得方向ｍ、ｍ’を垂直とした一対のバーアンテナ
Ａ、Ａ’を、中心０，４間を適宜距離Ｌ（二ｇ’＋　ｇ
’　）離して配置すると共に、夫々の出力を合成して差
を取り出すように構成し、これを水平に移動してその出
力変化により前記中心０，０′間の中央位置で埋設位置
を測定するもので、その出力電圧ｖ　（二Ｖａ　−ｖａ
’　）は次の式で表わせる。

ｖ　＝　Ｋ−ｃｏｓ（９０°＋（θ−θｘ））・Ｃ０８
（θ−０１）−に−ｃ　ｏθ（９０°＋（θ十０２））
・ＣＯＯ（θ＋０２）・・・・・・・・・（５）（但し
、θ−θ１：：　Ａｒｃ　ｔａｎ　、（←ｖ−ｅ’　）
／Ｈ）　、θ＋０２＝：　Ａｒｃ　ｔａｎ　（（ｄ＋　
ｌ’　）Ａ）でるる。）これら（６）、（４）、（５）
式から夫々の方式について、埋設管直上位置に於ける出
力電圧Ｖ。、並びにその位置から所定距離ΔＢ離れた位
置における出力変化△Ｖを求めると以下の如くである。

同、埋設管１の埋設深さＨは１ｍとすると共に、前記所
定距離Δｌはｉｏｃｍとし、即ちθ＝±５．７°とする
。また出力変化は最大値を１としてフルスケール補正す
る。

（１）単アンテナ水平方式 ％式％ （２）単アンテナ垂直方式 Ｖｏ　１：　ｏ・Ｋ △Ｖ　　：＝　　（ＶＯ−Ｖｌ）、マ　）／Ｖ４５　　
二　０．１９７６（３）差動アンテナ式（但しＪ／＝１
０ＣｒｒＬ）Ｖｏ　＝０．１９８６−　Ｋ △■二（Ｖｏ−Ｖ５．７　）／ＶＯ＝　Ｏ，［１３２７
以上から、単アンテナ水平方式ヲ１埋設管１直上に於け
る出力電圧はフルスケールに対して１００チで最も効率
が良いが、その出力変イヒレ１１％と／Ｊ）さいので判
定精度が低いという欠点７５；あり、また単アンテナ垂
直方式は出力変イヒ＆’！、　２０　％と大ぎいが、出
力電圧は０チと小さ×（ちなみに±１０（：ｗＬの位置
に於いても１０チである。）、従って外部雑音の影響を
受は易く、笑質的な刊定精度力ＥＪＩ”常に悪いという
欠点があり、更に差動アンテナ方式は出力変化が３％で
、外部雑音に額して＆ま単アンテナ垂直方式よりも頒く
、判定梢度力（比較的高いが、出力電圧は２０％と低い
ので送信機力！大型になるという欠点があること力；Ｖ
力する。また以上の方式に於ける埋設深さＨの測定＆よ
、水平移動（＄アンテナ水平方式）または引上方式（差
動アンテナ方式）による出力の変化により行なうものと
、傾斜移動による最小指示で涜１ｊ定するものとめＫあ
るが、前者は指針合せを必要とするので唄１１定に熟練
を要し、また後者は判定位置に於ける検出電圧並びに出
力変化のいずれも小さいのでＩＩＪ定〃；困難で、誤差
が太きいという欠点がある。以上のように、従来のパイ
ゾロケータ−はいずれの方式にせよ、単一の出力を読み
取ることによって埋設位置の判定や、埋設深さの測定を
行なうものであるので６訂述の欠点を有していたもので
ある。

本発明はこれら従来の欠点を解消した新規なノ々イブロ
ケータ−を提供するものであり、以下実施例に基づいて
詳細に説明すると次の通りである。

即ち図に於いて符号Ａ、　　Ａ’はバーアンテナ等の指
向性アンテナを示すもので、本発明は一対の該指向性ア
ンテナＡ’、Ａ′を、それらの最大利得方向へｍ′を水
平面並びに垂直面に対して傾斜させて左右対称に配置す
ると共に、夫々を独立に出力させるように構成し、夫々
の出力の一致によって埋設管１の埋設位置を判定するよ
うにしたものである。

ここで前記左右一対のアンテナＡ、Ａ’は前記した配置
であれば、第２図（ａ）に示すようにその中心０゜０７
間を適宜距ｆｉＬ離した構成としても良いし、第２図（
ｂ）に示すようにそれを一致させた構成としても良い。

前者の構成の場合には前記中心ｏ、ｏ’間の中央位置が
判定の基準位置となり、また後者の構成の場合には一致
した中心ｏ（ｏ’ｙが基準位置となる。また前記アンテ
ナＡｐ　Ａ’の傾斜角θ′は、出力電圧と出力変化とを
勘案して適宜に設定して良い。

かかる構成に於いて本発明は、判定位置の近傍に於いて
例えば支持棒２によって支持したアンテナＡ、Ａ’を水
平に移動する。かかる移動によって夫々のアンテナＡ、
　　Ａ’の出力は変化するが、該アンテナＡ、Ａ’は左
右対称に設けているので、夫々の出力が一致した時の前
記基準位置を埋設管１の埋設位置の直上と判定すること
ができる。かかるアンテナＡ、　Ａ！、の出力の一致な
読み取る為の構成には次の構成がある。まず第１の構成
は第６図（ａ）に示すもので、それは夫々の前記指向性
アンテナＡ、Ａ’の出力を独立に２系統表示式の表示器
３で表示する構成であり、該表示器３によって夫々の前
記出力を読み取ることによりその一致を読み取るもので
ある。かかる表示器３は２系統表示式であればアナログ
式、ディジタル式いずれでも良く、その具体的回路構成
等は適宜である。次に第２の構成は第６図（ｂ）に示す
もので、それは夫々の前記指向性アンテナＡ、Ａ’の出
力を独立に比較器４に入力すると共に、その比較結果を
表示器５で表示する構成であり、かかる表示器５によっ
て出力の一致を読み取るものである。この場合該表示器
５に於けるアンテナＡ、Ａ’の出力Ｖ、ｖ′の比較結果
（Ｄ　ｔＲ示ハ、例工ばｖ＞ｖ’、　　Ｖ＝：Ｖ’　、
　　ｖ＜ｖ’　）各項目に対応してＬＥＤ等の表示灯６
を点灯させるようにする等、適宜で良い。この他、アン
テナＡ、Ａ’の出力の一致を読み取る為の構成は以上を
組み合わせた構成でも良く、また前記表示器３゜５には
、出力を一致させる為のアンテナＡ、Ａ’の移動方向を
表示するようにしても良いことは勿論である。

本発明は以上の通り、従来のパイプロケータ−のように
アンテナからの単一の出力を読み取ることによって埋設
位置の判定を行なうのではなく、夫々左右対称に設けた
一対のアンテナＡ、Ａ′を、夫々独立に出力させるよう
に構成して、夫々の出力の一致によって埋設位置を判定
するようにしたので、その表示の読み取りが容易で、熟
練も必要とせず、しかも誤差が少ないという大きな特６
１有する。また本発明は、指向性アンテナＡ、Ａ’を、
それらの最大利得方向ｍ、ｍ’を水平面並びに垂直面に
対して傾斜させているので、夫々のアンテナＡ、Ａ’は
、埋設管１の直上位置に於ける出力電圧■ｏが単アンテ
ナ垂直方式よりも大きく、且つ出力変化が単アンテナ水
平方式よりも大きく、従って前述した特徴に加えて雑音
に強く、送信機の大型化を防止し得るという特徴を万す
る。

しかして本発明のパイブロク−ターの埋設管１の直上位
置に於ける出力電圧Ｖｏ、並びにその位置から所定距離
△ｌ＝１０ｃｍ）離れた位置に於ける出力変化△Ｖを従
来と同様に求めると次の通りである。第４図は本発明の
パイプロケータ−を図式的に示すものであり、θ′は夫
々の最大利得方向ｍ、ｍ’と水平面との成す向夏であり
、また中ＩＬ・間距離りは２１′とする。本発明は夫々
のアンテナＡ、Ａ’の出力を夫々表示するものであり、
即ち出力値は夫々の出力となる。即ち、夫々のアンテナ
Ａ、Ａ’につき次のように表わせる。

■＝ｘ’ｃｏｓ（θ′＋（θ−θｌ））・ｃｏｓ（θ−
０１）・・・・・・・・・　（６）Ｖ′二に’Ｃ０８（
θ′＋（θ十０２））・Ｃ０８（θ十θｌ）・−・＝　
　（７）但し、θ−θ１：　Ａｒｃ　ｔａｎ　（（ΔＪ
　−６’　）／Ｈ）θ＋θ２：　Ａｒｃ　ｔａｎ　（（
△ｌ＋ｌｊ’、）／］　　である。

ここで前記傾斜角θを２６．６°とした場合に於いて前
記出力電圧ｖｏ並びに出力変化△■は次の値である。

Ｖｏ　−”　０．８４１２　・Ｋ △ｖ　＝　（Ｖ５．７−　’Ｖ’５．７　）／Ｖ５．７
＝　０．１５４６ 以上の値に明確に示されるように、本発明はアンテナＡ
、Ａ’の傾斜角θ′を例えば２６．６°とすることによ
り、埋設位置における出力変化△■が±１０儂の位置で
１６チと大きいので、かかる出力変化が読み取り易いこ
とに加えて、夫々のアンテナＡ　ｐ　　Ａ’の出力はそ
の値自体を読むのではなく、それらの一致を読み取るの
で、読み取りを正確に行なうことができ、従って判定精
度が非常に高い。

しかも出力電圧ｖｏ自体も８４チと高いので雑音に強く
、送信機の小型化が可能であるという特徴がある。更に
本発明は前述した通り、夫々のアンテナＡ　、　、　Ａ
’の出力自体を読み取るのではなく、夫夫の値の相対的
な出力変化を判定に利用しているので、判定中に送信機
の出力が変化しても、また受信機の感度が変化しても、
その変化が夫々のアンテナＡ、Ａ’に対応した両−系統
同時に生じた場合には判定結果に影響を及ぼさず、従っ
て従来のように絶対的出力の変化を利用するものと違っ
て、受信機の感度調節の自動化もｉｊＪ能であるという
特徴もある。

本発明は以上の通り埋設位置の測定を行なうものである
が、埋設深さＨの測駕は、従来の方法に加えて例えば埋
設位置から水平に移動して、一方のアンテナの指示値が
埋設位置に於けるその指示値と一致した時の移動距離Ｘ
な測定することにより求めることができる。この場合Ｈ
二ｘ　／　ｔａｎ　Ｏ’である。また他の方法として、
アンテナＡ、Ａ’を適宜角度ｙ傾斜させて水平に移動し
、両方のアンテナＡ、　　Ａ’の出力が一致した時の移
動距離Ｘかも埋設深さＨを求めることができる。この場
合Ｈ二ｘ　／　ｔａｎ　ｙである。いずれにしても本発
明では埋力値が大きく、出力変化も大きい所でかかる測
定を行ない得るので精度も高いという特徴がある。

本発明は以上の通り、一対の指向性アンテナを、それら
の最大利得方向を水平面並びに垂直面に対して傾斜させ
て左右対称に配置すると共に、夫々の該指向性アンテナ
の出力を独立に出力させるように構成し、夫々の出力の
一致によって埋設位置を判定するようにしたので、■埋
設位置の判定を熟練を必要とせずに、容易に、しかも誤
差を少なく行なうことができることに加えて、判定中に
於ける両系統同時の受信機感度の変化や、送信機出力の
変化に判定結果が影響されない、■移動距離に対する出
力の変化量が大きい部分で、埋設位置か否かの判定を行
ない得るので判定が容易で熟練を必要とせず、しかも出
力値自体も大きい位置で前記判定を行なうものであるた
め外部雑音の影響を受は峻く、精度が大幅に向上する、
■埋設深さの測定方法が多いので目的に応じて測定方法
を選択し得る他、この際、出力の調整が不要である等等
の数多くの特徴がちる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は従来のパイプロケータ
−の説明図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明のバイブロ
クーターのアンテナの配置の実施例を示す説明図、第３
図（ａ）、（ｂ）は本発明に於いて出力の一致を読み取
る為の構成の実施例を示す説明図、第４図は本発明に於
けるアンテナ配置を示す拡大説明図である。 符号Ａ、Ａ’・・・アンテナ、ｍ、　　ｍ’・・・最大
利得方向、１・・・埋設管、２・・・支持棒、３，５・
・・表示器、４・・・比較器、６・・・地面。 出願人　東京瓦斯株式会社 代理人　三　胃　臓　司ｉ ｉ　　　−、ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｌｌ　　一対の指向性アンテナを、それらの最大利得
   方向を水平面並びに垂直面に対して傾斜させて左・右対
   称に配置すると共に夫々を独立に出力させるように構成
   し、夫々の出力の一致によって埋設位置を判定するよう
   にしたことを特徴とするパイプロケータ− （２）　　一対の指向性アンテナを、それらの最大利得
   方向を水平面並びに垂直面に対して傾斜させて左右対称
   に配置すると共に１夫々の該指向性アンテナの出力を独
   立に２系統表示式の表示器で表示するように構成し、該
   表示器により前記出力の一致を読み取ることにより埋設
   位置を判定するようにしたことを％徴とするパイプロケ
   ータ−（３１一対の指向性アンテナを、それらの最大利
   得方向を水平面並びに垂直面に対して傾斜させて左右対
   称に配置し、夫々の前記出力を独立に比較器に入力する
   と共に、その比較結果を表示器で表示するように構成し
   、該表示器により出力の一致を読み取ることにより埋設
   位置を判定するようにしたことを特徴とするパイゾロケ
   ーター