JPS60162978A - 磁性埋設物検知装置 - Google Patents

磁性埋設物検知装置

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JPS60162978A
JPS60162978A JP59018195A JP1819584A JPS60162978A JP S60162978 A JPS60162978 A JP S60162978A JP 59018195 A JP59018195 A JP 59018195A JP 1819584 A JP1819584 A JP 1819584A JP S60162978 A JPS60162978 A JP S60162978A
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JP
Japan
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magnetic
iron core
detection
magnetic flux
coil
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Pending
Application number
JP59018195A
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English (en)
Inventor
Kazuo Tawara
田原 和雄
Hisaya Sasamoto
笹本 久弥
Noriyoshi Takahashi
高橋 典義
Masatoshi Watabe
渡部 正敏
Motoya Ito
元哉 伊藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
    • G01V3/102Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil by measuring amplitude

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は地中に埋設された磁性体金属を検知する磁性埋
設物検知装置に関する。
〔発明の背景〕
磁性埋設物検知装置は、地中に埋設された水道管やガス
管等を検知するために用いられる。これら鋼管は地下1
.5m前後の深い所に埋設されるため、地雷検知器等の
金属検知器を用いて測定した場合、鋼管の有無はわかっ
ても埋設深さや方向を精度良く測定することができない
また他の磁性埋設物検知装置として第1図に示す構成が
知られている。すなわち、鉄心1をR型に形成し、鉄心
中央部1Aに励磁コイル2を巻回して電源6によって磁
束を発生させ、鉄心中央部1Aの磁束を鉄心端部iB、
 1cを介してそれぞれ閉じた2つの磁気回路を形成し
、図示の鎖線で示すように磁束φ1.φ2を発生させて
いる。このような検知装置を長手方向に移動しながら両
磁束φl。
φ2の差異を検出コイル4と検出メータ5で検知して磁
性体金属7の有無を判断していた。
この検知装置は、雨検出コイル4に誘起する電圧の差分
を検出する構成であって、検知装置を移動させて磁束の
変化量が、鉄心端部IB、1cで異なるのを検出して、
磁性体金属の有無を検知している。
しかしながら、この種検知装置は上述の如く差分を検出
する構成であるため、磁性体金属の長子方向を判定する
ことができなかった。つまり、第2図に示すように長い
磁性体金属7の長手方向に沿って鉄心1が配置されると
、磁束φ1.φ2は等しく検出メータ5の出力は雰とな
っている。また第3図に示すように磁性体金属7の長子
方向に直交して鉄心1が配置されても、磁束φ1.φ2
は等しくやはり検出メータ5の出力は零であり、これら
間の違いを見い出すことができない。磁性体金属7と鉄
心1が任意の角度をもっている場合でも同様であれ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、磁性体金属の埋設の有無、埋設方向お
よび深さを検知できる磁性埋設物検知装置を提供するに
ある。
〔発明の概要〕
本発明は、略コ字型の磁石を、その両端極が検知面と平
行な平面で可回転的に設け、この回転により埋設されて
いる磁性体金属の位置関係の変化によって生ずる磁束の
変化を検出し、埋設されている磁性体金属の有無と埋設
方向を検知し、磁性体金属の真上で磁石と平行になった
時の検出電圧値等の大きさから深さを検知するようにし
たことを特徴とする。
〔発明の実施例〕。
以下本発明の実施例を図面によって説明する。
第4図および第5図は検知装置を自動車17に車載した
例を示しているが、手動台車や台等の塔載手段に載せて
使用できる。
磁石は略コ字型の鉄心1と、それに巻回した励磁コイル
2と、リード線を介して励磁コイル2と接続した電源6
とから構成している。鉄心1には更に磁束の変化針を検
知する検出コイル4が巻回され、検出コイル4の出力は
検出計である検知モニター5に接続されている。この検
知モニター5は、地中7に埋設された磁性体金NZの有
無、磁性体金属7と鉄心1の位置関係により、鉄心1中
の磁束量が変化するのを検出コイル4で検出して表示す
る。
鉄心1の中心近傍には中心軸9が設けられ、この中心軸
9は軸受10を介して固定カバー14に支持されると共
に、その上端は減速ギヤー箱11を介して駆動モーター
12に連結されている。こノ駆動モーター12は図示を
省略しているが、固定カバー14に保持されていて、中
心軸9を図示のY方向にゆっくり回転させ、あるいは必
要な角度で可逆に回動するよう構成されている。固定カ
バー14は鉄心1を包囲するようにして非磁性材で形成
され、検知面側は平板状の非磁性カバー15により封じ
られ、こうして鉄心1は、磁性粉や金属片がつかないよ
うに保護されている。固定カバー14は、自動車17の
支持部17に固定した油圧ジヤツキ等の昇降装置16に
よって上下動するよう保持され、歩行中は上方に上げら
れて検知面に衝突しないよう保護され、一方、検知時は
図示のように検知面近くまで降ろされる。
駆動モーター12によって中心軸9をゆっくりと回転す
る場合、電源6および検知モニター5との接続に用いら
れているリード線は、スリップリングとブラシを使用し
て、回転時の接続関係を保つようにするのが良い。また
駆動モーター12に代えて手動ハンドルを付設し、手動
で回動するようにすることもできる。
いずれの方法によっても、磁石の両極は、検知面と平行
な面で回動することになり、磁性体金属7との方向の関
係によって磁束が変化する。
この原理について第6図および第7図を用いて説明する
。同図は鉄心1に巻回された励磁コイル2、電源6、検
知コイル4および検知モニター5を略示している。
第6図は検知装置の鉄心1の長手方向に対して磁性体金
属7が直交する関係で埋設されている場合を示し、磁気
抵抗が大きいために鉄心1内を通る磁束φ0は小さい。
次に鉄心1を約90°回転させて第7図に示すように、
鉄心1の長手方向と磁性体金属7の長手方向が一致する
と、磁気抵抗が減少する結果、磁束φ0は磁束φ1へと
増加する。例えば、検知モニター5で差分を表示するよ
うにすることができるので、従来の差動方式に比べて指
示感度を高くでき、磁性体金属7が埋設されているか否
かを容易に検知することができる。同時に検出モニター
5の指示が最大になった時の鉄心1の向きが、磁性体金
属7の向きとなるので、方向も正確に測定することがで
きる。更に磁性体金属7の埋設深さLは、鉄心1が磁性
体金属7の真上に位置した状態で、かつ鉄心1と磁性体
金属7が同じ向きになった時、すなわち検出モニター5
の指示が最大になった時の電圧値の大きさからめること
ができるので、深さLも正確に測定することができる。
第8図および第9図は他の実施例による検知装置の原理
図を示している。先の実施例では検出コイル4によって
鉄心1内の磁束の変化を検出したが、本実施例ではホー
ル素子等の磁束検出素子13を用いて漏れ磁束の変化を
検出している。つまり、鉄心1内の磁束の変化を漏れ磁
束の変化から検出するもので、これらは検出手段として
構成される。
先の実施例の説明かられかるように、第8図のように鉄
心1と磁性体金属7が直交する関係にあると、磁気抵抗
の増大によって鉄心1内の磁束φ0は少なくなり、逆に
漏れ磁束φloは増加することになる。一方、第9図の
ように鉄心1と磁性体金属7が平行になると、漏れ磁束
φ11は第8図の場合より減少する。従って、これら漏
れ磁束の差から、磁性体金属7の有無、方向および深さ
Lを知ることができる。尚、磁束検出素子16は第4図
の非磁性カバー15に固定する。
第10図および第11図は更に他の実施例を示し、磁石
の構成において先の実施例と相違する。
この実施例における鉄心1は略コ字型であるが半円環状
に構成されている。もつとも、これはU字型、7字型と
して略コ字型にしても良いから、大した相違ではない。
しかし、先の実施例では励磁コイル2と電源6をもった
電磁石であったのに対し、本実施例では永久磁石を用い
ている点に注目できる。このような磁石は、第4図に示
す電源6と励磁コイル2間のリード線を不要にするので
構造が簡単になる。しかも、検出コイル4に代えて第8
図および第9図で説明した磁束検出素子16を用いるな
ら、駆動モータ12によって回転させられる中心軸9の
近傍の集電構造がなくなり、構造は極めて単純になる。
また磁性体金属7の検知については先の実施例と同様に
して行ない、同様の効果が得られる。
第12図ないし第15図は更に異なる他の実施例を示し
ている。
磁石は、コ字型の鉄心を2つ組合せて構成した鉄心1を
有している。鉄心1の各脚部1A〜1Dに、励磁コイル
2A〜2Dを巻装して直列に接続し、電源3から励磁電
流を供給して、磁束φ1.φ2゜φ1′、φ2′をそれ
ぞれ矢印の方向に発生させている。
また各脚部1八〜1Dには磁束量を検知する検出コイル
4A〜4Dが巻装され、検出コイル4Aと4B、また検
出コイル4Cと4Dは、それぞれ誘起する電圧が互いに
打ち消し合うよう、つまり差動となるように巻装されて
いる。更に、各励磁コイル2A〜2Dの巻回数、検出コ
イル4A〜4Dの巻回数はそれぞれにおいて等しくして
いる。
従って、検知装置を空間に保持して励磁コイル2A〜2
Dへ通電すると、各脚部の磁束が、φ1−φ2−φ1′
−φ2′となり、磁束と誘起電圧の比例定数をkとする
と、誘起電圧を検出する検出モニター5の電圧v、v 
は次式(1)のようになり、誘起電圧は2 零となる。
υ1−=v、、”k(φ2−φ、)−k(φ2′−φ、
′)−〇 ・ ・ (1) ところで第13図に示すように、脚部1A、IBを結ぶ
線の真下、もしくは脚部1G!、IDを結ぶ線の真下に
、磁性体金属7が埋設されている場合は、磁束φ1.φ
2もしくは磁束φ1′、φ2′が等しく、かつ方向が相
反するため、この場合の検出モニター5の指示も零とな
る。
しかしながら、Yで示す中心線を中心にして鉄心1を回
転し、第14図および第15図のような位置関係になる
と、各脚部の磁束に差異が生ずることになる。
つまり、第14図の場合はφ2−φ2′〉φ1−φ1′
となるので次式(2)が成立する。
+υt+−1k(φ2−φ1)I:>01υ2l−1k
(φ2′−φ1’)l>0 ・・・・・・・(2)この
ため、第14図の場合には検出モニター5が検出コイル
に誘起した電圧を指示する。
また第15図に示すように脚部IB、10を結ぶ線の真
下、あるいは脚部1A、1Dを結ぶ線の真下に磁性体金
属7が位置した場合は、φ2−φ1′〉φ1−φ2′と
なるが、この場合も上式@の関係が成立し、検出コイル
に誘起した電圧が検出モニター5に指示される。説明は
前後するが、脚部IA、10間を結ぶ線の真下に磁性体
金属7が位置する場合も第14図と同様に検出モニター
5に電圧が指示される。
このようにして鉄心1の回動け、検出モニター5の表示
によって磁性体金属7が埋設されているか否かを検出し
、また磁性体金属7の方向も検出できる。更に磁性体金
属7の深さも先の実施例と同様に検出モニター5の指示
から知ることができる。
第16図は更に異なる他の実施例を示しており、第12
図の電磁石を永久磁石としたものである。
2つの略コ字型鉄心の十字状に交鎖する部分は、鉄心2
0とし、他の脚部は永久磁石となっている。
この構成においても先の実施例と同様の効果が得られる
上記各実施例では、検出計として検出モニター5を用い
たが、メーターの指示や表示であっても良く、更に誘起
電圧の値から磁性体金属7の埋設深さLを測定したが、
電圧から変換した値を直接表示させても良い。
〔発明の効果〕1 以上説明したように本発明は、略コ字型にした鉄心を搭
載手段へ可回転的に支持し、上記鉄心によって磁石を構
成し、上記鉄心内の磁束の変化を検出する手段、例えば
検出コイルや磁束検出素子と、検出モニター等の検出計
とを設けたため、鉄心を回転して検出することにより、
地中に埋設された磁性体金属、例えば水道管やガス管等
の有無、方向および深さを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は従来の磁性埋設物検知装
置のそれぞれ異なる状態を示す動作原理図、第4図は本
発明の一実施例による磁性埋設物検知装置の縦断面平面
図、第5図は第4図の部分断面斜視図、第6図および第
7図は第4図の異なる状態にある動作原理図、第8図お
よび第9図は本発明の他の実施例による磁性埋設物検知
装置の異なる状態を示す動作原理図、第10図および第
11図は本発明の更に他の実施例による磁性埋設物検知
装置の異なる状態を示す動作原理図、第12図は本発明
の更に異なる実施例による磁性埋設物検知装置の斜視図
、第16図、第14図および第15図は第12図のそれ
ぞれ異なる状態を示す斜視図、第16図は本発明の更に
異なる実施例による磁性埋設物検知装置の斜視図である
。 1・・・鉄心、1A〜1D・・・脚部、2・・・励磁コ
イル、2A〜2D・・・励磁コイル、3・・・電源、4
・・・検出コイル、4A〜4D・・・検出コイル、5・
・・検出モニター、7・・・磁性体金属、9・・・中心
軸、10・・・軸受、12・・・駆動モータ、14・・
・固定カバー。 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 “ 第12図 第14図 Y 第15図 4Aヲ七亀興;あ;塔上5 第16図 第1頁の続き 0発 明 者 伊 藤 元 哉 日立市幸町3−所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 略コ字型の鉄心を有する磁石と、上記磁石の両極
    が検知面とほぼ平行な面上を移動するよう上記鉄心を回
    動可能に支持した搭載手段と、上記磁石の回動に伴う磁
    束の変化を検出する検出手段と、上記検出手段に接続さ
    れた検出計とを有したことを特徴とする磁性埋設物検知
    装置。 2、上記特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、上
    記検出手段は、上記鉄心に巻回した検出コイルであるこ
    とを特徴とする磁性埋設物検知装置。 3、上記特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、上
    記検出手段は、上記鉄心の漏れ磁束を検出する磁束検出
    素子であることを特徴とする磁性埋設物検知装置。 4、上記特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、上
    記磁石は、中央部を結合した略コ字型の2つの鉄心によ
    って4脚に構成し、上記検出手段は、上記各脚に巻回し
    た検出コイルであり、互いに異なるコ字型鉄心の脚の上
    記検出コイル間は、それぞれ誘起する電圧が互いに打ち
    消し合うよう巻回したことを特徴とする磁性埋設物検知
    装置。
JP59018195A 1984-02-06 1984-02-06 磁性埋設物検知装置 Pending JPS60162978A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366221A2 (en) * 1988-10-25 1990-05-02 Robert Bosch Gmbh Buried metal detector
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