JPS59162474A - 導体の電磁的探査装置 - 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】 技術分野 本発明は竜磁気的探をに関し、たとえばパイプ・ケーブ
ル等の埋没されに長い導体をモニタもしくは位同探をす
るのに適用できる。

従来技術 導体内の変流信号電流をモニタすることによって埋没さ
れた長い導体を探査することは知られている。交流信号
は（直接もしくは間接的に）目的とする導体に慎重に印
加され、また、ある場合には他の発生源の電流を利用す
る。たとえば、電カケープルの主電流、誘起主電流ある
いは他の導体に生ずる広帯域のスペクトルの周波数等を
特徴する 特許明細書ＧＢ−１５７７７４２およびＥＰ−００３６
２５７は導体中の電流をモニタする罠めの２も１くは３
めトランスデユーサコイルが存在する装置を開示してい
る。これらのコイルの軸は平行且つ水平に配列され、ま
た、垂直方向では障れて位置している。もちろん、導体
から最も離れπコイルに生ずる信号は最も近いコイルに
生ずる信号より小さい。この事実は装置の下に位置する
導体の深さ値を示す信号を処理するときに利用される。

そして、この深さ値は補正ファクタとして用い、これに
より、表示されている導体中の特別な位置における信号
電流の絶対値を示すことができる。導体が正常状態にあ
れ妊、信号電流は信号源から離れるのに従い減少する。

しかしながら、いずれかの位置で信号電流に著しい変化
があれば、これは導体のその位置で劣化による電流洩れ
が発生していることを意味している。通常は、導体を囲
む保獲絶縁被覆の劣化による電流洩れである。そのよう
な劣化が検査されないと、導体の腐食が進む。たとえば
、パイプラインの場合、腐食の結果、パイプの円部物質
の洩れが検出された信号電流のさらに著しい変化として
現われる。このように２モニタ装置は、掘シかえずこと
なく、埋没された導体の欠陥検出と欠陥防止の探査との
両方の罠めに用いることができる。

しかしながら、上述の公知の装置には共通の間・　　照
点がある。すなわち、深さ測定の信頼性を向上させる罠
めにオペレータが導体の直上に位置したとしても、装＆
に正確な方位角に設定して信号電流強度の正確な読出し
を行わなければならない。

すなわち、オペレータは垂直軸に対してコイルの配置を
物理的に回転して最大の信号強胚奮得なければならない
。この最大は、水平コイル軸が長い導体が走る方向１に
対して垂直とな、罠ときに起こる。このように、正確な
読出しを行うときには、オペレータはまず最大信号を得
るまで試行錯誤的に装置全回転しなければならない。こ
れは技巧的且つ時間的に損失の動作である。

発明の目的 本発明の目的は、上述の従来形における問題点に鑑み、
装置を回転することなく信号電流強度の正確な読出しが
行える導体の電磁気的探査装置を提供することにある。

発明の措成および効果 本発明によれば、長い導体＠：電磁気的に探査する友め
の装置であって％装置が、導体から誘、導された交流信
号を受信し垂直方向で離れて位りする少なくとも２つの
嵐磁気的トランスデユーサアセンブリと、トランスデユ
ーサアセンブリによって受信された信号を処理して導体
に関するデータを提供する処理手段と會具備する導体の
電磁的探査装置において、各トランスデユーサアセンブ
リが少なくとも１対のトランスデユーサを具備し、各ト
ランスデユーサの電磁的軸が実質的に水平に且つ実質的
に異なる垂直面上に位置することを特徴とする導体の電
磁的探査装置が提供される。好ましくは、各トランスデ
ユーサアセンブリが互い直交する軸を有する１対のトラ
ンスデユーサを具備する。ある実施例によれば、各トラ
ンスデユーサアセンブリが実質的に垂直な軸を有する第
３のトランスデユーサを具備する。

垂直方向で離れて位置し、且つ好ましくは、−垂直方向
に等間隔で配置され７ｃ３つμ上の垂直方向に離られた
アセンブリも存在できる。

好ましくは、処理手段が、各トランスデユーサ対におけ
る信号の実効値を導く手段を具備する。

他の形態によれは、本発明は上述の値を処理する方法に
も関連し、上述以外のコイル配置ヲ有する装置にも適用
し得る。

エアコアコイル、ホール効果索子ｔ、ｔむ他の電磁的ト
ランスデユーサも適切であるが、好ましいトランスデユ
ーサはフェライトコアコイルである。

実施例 本発明の一実施例を添付の図面を参照して説明する。

＠１図を参照すると、アンテナは４つフェライトコアコ
イルＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄｋ具備し、これらは屯磁気的軸を示
テ簡単な線として示されている。

これらのコイルはＡ、Ｂが勾として、Ｃ，’Ｄが対とし
て配列され、これらの対は公知の垂直方向距離ｄ。だけ
離れており、たとえば、コイルを８で示される適凸な暇
付粋に固足している。各コイル対において、コイルの軸
は実質的に水平であシ、互いに垂直となっている。理想
的には、コイルＡ。

Ｂの軸は互いに交差し、１ＩＴ１様にコイルＣ，Ｄの軸
は互いに交差する。しかし、好ましいフェライトコアコ
イルについては、これは実際には不可能であり、各コ・
イル対における各コイルは互いに近接して配置されれば
問題はない。また、各コイル対のコイルを、１つコイル
の端面を池のコイルの輸血に接するようにして軸が１つ
もしくは２つのコアに外部で交差するように配置するこ
ともできる。

各コイル対におけるコイルを垂直にすることが好ましい
。その理由Ｉ′ｉ最良の結果を与え信号処理（後述）を
簡略化するからであるが、適切な信号処理が行われれば
、軸か垂直でなく実質的に垂直成分？有するコイルを用
いることができる。

地中に埋れ罠もしくは近づけない川床もしくは海床に浸
されたパイプもしくはケーブルのような一導体１０の状
態全モニタするために、コイルによってピックアップさ
れた信号が最大になるようにアンテナは導体の上に配置
される。この最大は後。

述のごとく検出される。しかしながら、正確なアンテナ
の位置決めは絶対的には重要ではなく、後で明きらかに
するが、特に、アンテナの方位角の位置決めは必要なり
０ 第２図に示すごとく、各コイルの出力はそれぞれ増幅／
換器工４に供給されている。この増幅／変換器１４は信
号をろ波し、コンビーータ１６の入力に適切な形に変換
するものである。このコンビーータは２マイクロプロセ
ツサ、および、後述の種々のデータ処理動作を実行する
ためのプログラムを格納するメモリを具備しでいる。コ
ンピュータは簡単なキーボード１８すなわちオペレータ
が極、々の方法で信号入力を行える押ボタン列を有゛す
る。ま罠−コンピュータは演算結果が表示できるディス
プレイ２０を有する。演算結果は、後のｌよ 読出しある鐸舐理の罠めにコンピータ内部にも格納する
ことができる。

以後の信号処理の説明において、文字Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄは各コイルＡ、Ｂ’、Ｃ，Ｄによってピックアッ
プされ丸亀圧信号の増幅値を示すのに用いるものとする
。

コンピュータが実行する最も基本的な演算はコイル対Ａ
、Ｂお工びコイル対Ｃ，Ｄから入力値の実効値、丁なわ
ち、 の演算である。

−たとえば導体ｌＯがない揚会に轟然発生する均一な交
流硫束におけるこれらの実効値は同一であり、減算すれ
ば除くことができる。しかしながら、導体ｌＯからピッ
クアップされ７ｃ谷コイルυ信号平線と、導体、コイル
間の最短距離の直線との間の角である、に比例する。コ
イルが導体の直上に位置すれば、―θ＝１であり、従っ
て、各コイル中の信号は、ｄ、導体中の４６号電流、お
よび、水平面上での導体とコイルとの方向に依存する。

しかしながら、互いに直焚する２つのコイルの実効値を
とれば、後者の方間依存性は除かれ、オペレータはアｙ
テナ奮方向付ける必要はない。

往−て、アンテナが導体の直土にあれば、コンビーータ
は導体１０の深さｄｋ一式 を用いて演算する。

次に、現在位置に盛ける導体中の局部信号…流振幅を深
さ旭ｄに伯号弦嵐夫匁値、乙σ７「−もしくは〆Ｃ２＋
Ｄ　２　を乗算することによって演算する。

好ましくは、飯Ｖ６】；肩ｉ−を用いる。この局部振幅
の対数もま罠、好ましくは、この段階で演算してコンビ
ュークメモリに格納する。

オペレータ刀・らの平−ボードすなわち押ホタン入力は
この事象のシーケンスの開始に絹いられ。

１罠、コンビーータに先金して必要なテークをディスプ
レイ２０に表示するのに用いられる。このようにして、
深さｄ、信号強度実効値ＶイＣ；）？−もしくは、’６
２　＋０２　のいずれが一方もしくは両方、局所信号振
幅、お工び／もしくは局所信号振幅の対数が表示できる
。

コンピュータプログラムの特別な特徴はある位置におけ
る導体１ｏに沿った信号振幅を他の位置における信号振
幅と比較することである。これは上述のとと・〈格納さ
れた信号振幅値の対数を用いて行うことができる。現在
位置での読出し値を以前の位置での読出し値がら減算す
ると、２つの位置量子の絶対的信号減衰量’ｔｄＢ、ｍ
Ｂもしくはパ゛−セントで与えることができ、これは以
後の参考のために表示および／もしくは格納できる。さ
らに、もしくは代りに、オペレータは２つの位置間の距
離？キーボードＪ８にキーインでき、次に、コンビーー
タは減衰量数字？距離で除算【７て距離ａ５の？＄、衰
率’（ｉ”　ｄ　Ｅ／ｍ　＊　ｒｒ＋　Ｂ／ｍ　　もし
くは’％／ｍで与えることができる。これは減衰率の変
化位置を明白に直接示しており、従って、導体の被覆の
劣化位置すなわち腐食もしくは洩れ位置を容易に識別で
きる。

望ましくは、感度および識別度を高めるために、２対以
上のコイルすなわち２つ以上トランスデユーサを設ける
こともでき、第１図には、対Ｃ２Ｄの上に第３の対Ｅ　
ＨＦが点線で示されている。対Ｅ、Ｆと対Ｃ，Ｄとの垂
直距離が対Ａ、Ｂと対Ｃ９Ｄとの距離ｄ。と同一であれ
ば、上述（１）に対応する深さ式は ・・・・・・（２） で与えられる。従ワて、コンピュータのプログラムは提
供できる。

ある目的に対しては、各トランスデユーサアセンブリに
おいて３つのコイル全段けることもでき、すなわち、第
１図の２つのアセンブリに対して破線で示す赤道上すな
わち一般には垂直に延在する第３のコイル（Ｘ、Ｙ）’
＆各アセンブリ（Ｉｙ’、　Ｅ　：Ｃ，Ｄ　’）に設け
ることもできる。このような三重アセンブリは導体１０
の電流強度の判定を可能でき、従って、導体の深さｄを
、アンチナラ直接頭上に位置させることなく判定できる
。邑業者は必要な演算（３次元のベクトル和を含む）を
行うためにプログラムを行うことができる。（一般の処
理装置および技術については明ａ書ＥＰ　００３６２５
７を参照されたい。） 上述のごとく、導体の信号電流は導体がすでに流した単
なる電流に過ぎない。変換器１４は所望の周波数を受け
、もしくは所望の周波数４受けないよう調整できる。あ
るいは、別個の信号発生器２２會設け、選択された固定
周波数の交流信号を導体の適当な位置に印加もしくは直
接接続による誘導結合さ６せ、そして、変換器１４を他
のすべての周波数を通過させない工うにする。望ましく
は。

信号発生器は導体に沿って歩くオペレータによって遠隔
制御できる。これはたとえば市民バンドで動作する無線
リンクによりて行うことができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長い導体（１０）ｔ−電磁気的に探査するための装
   置であって、該装置が、前記導体（１０）から誘導され
   た交流信号を受信し垂直方向で離れて位置する少なくと
   も２つの電磁気的トランスデユーサアセンブリ（Ａ、Ｂ
   ：Ｃ，Ｄ：Ｅ、Ｆ）と、該トランスデユーサアセンブリ
   にょ−て受信された信号を処理して導体（ｌＯ）に関す
   るデータを提供する処理手段とを具備する導体の電磁的
   探査装置において、前記各トランスデユーサアセンブリ
   が少なくとも１対のトランスデユーサ（ＡＢ：ＣＤ：Ｅ
   Ｆ）’に具備し、該各トランスデユーサの亀磁的軸が実
   質的に水平に且つ実質的に異なる垂直面上に位置するこ
   とを特徴とする導体の電磁的探査装置。 ２、前記各トランスデユーサアセンブリが互い直交する
   軸を有する１対のトランスデー−サ（Ａ、Ｂ：Ｃ，Ｄ：
   Ｅ、Ｆ）を具備する特許請求の範囲第１項に記載の装置
   。 ３、前記各トランスデューサアセンプＩＪ（Ａ、Ｂ、Ｘ
   ：Ｃ，Ｄ、Ｙ　）が実質的に垂直な軸を有する第３のト
   ランスデユーサ（Ｘ、Ｙ）ｔ−具備する特許請求の範囲
   第１項もしくは第２項に記載の装置。 ４、垂直方向で離れて位置する少なくとも３つのトラン
   スデユーサアセンブリ（Ａ、Ｂ：Ｃ，Ｄ：Ｅ、Ｆ）が設
   けられ罠特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   かに記載の装置。 ５、前記トランスデユーサアセンブリ（Ａ、Ｂ；Ｃ，Ｄ
   ：Ｅ、Ｆ）が垂直方向に等間隔で配置された特許請求の
   範囲第４項に記載の装置。 ６、前記処理手段（１４−２０）が、各トランスデユー
   サ対（Ａ、Ｂ：Ｃ，Ｄ：Ｅ、Ｆ）における信号の実効値
   を導く手段（１６）を具備する特許請求の範囲第１項か
   ら第５項までのいずれかに記載の装置。 ７、前記トランスデユーサ（Ａ−Ｆ、Ｘ、Ｙ）がフェラ
   イトコアコイルである特許請求の範囲第１項から第６項
   までのいずれかに記載の蓄養。 ８．前記トランスデユーサ（Ａ−Ｄ、Ｅ。 Ｆ、Ｘ、Ｙ）を所望の形勢と距離に支持すあ丸めの支持
   手段（８）が設けられに特許請求の範囲第１項々１ら第
   ７頂までのいずれかに記載−の装置。 ９、前記導体（１０）に支流信号を印加するための手段
   （２２）が設けられ７を特許請求の範囲第１項から第８
   項までのいずれかに記載の装置。