JPS62502566A - 地下ケ−ブル探知装置及びこのようなケ−ブルの探知方法 - 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】 本発明は地下ケーブル探知装置及びこのようなケーブルの探知方法に関する。

従来より知られている地下ケーブル探知方法では電磁信号を放射する金属探知器 を用いている。金属探知器が地下ケーブルに近接すると放射電磁エネルギーの一 部がケーブルで反射されこの反射信号を金属探知器が検出できて、その結果でケ ーブルの存在を示している。

ごの方法の欠１点は探知器が地下ケーブルとケーブル以外の金属体とを識別でき ないことである。さらにこの種の探知器は有効探知距離が短いことである。

本発明の目的は従来より知られている方法に比べて長い有効探知距離を有し、ケ ーブルの布設方向をも明確に示す、改良された地下ケーブル探知器及び、七の方 法を提供することである。

本発明で提案されている地下ケーブル探知方法はケーブルの周囲に、ケーブルに 誘導された起電力の結果生じる磁場の垂直成分を検知することを基本としており 、前記起電力は、前記ケーブルの長軸方向を横切る、遠隔地で発生された信号の 磁場の影惨で誘導されたものでおり、前記信号の磁場は地上では回折効果によっ て実質上水平方向に分極されており、地中においては実質上垂直方向に分極され ている。

本発明では、上述の方法に基づき地下ケーブルを探知するように動作する、地下 ケーブル探知器が提案されており、該探知器は、１つのコイルを有し、使用時は ほぼ垂直となる１つのアンテナで前記コイルが磁場の垂直成分の磁力線を横切る と信号を発生する前記アンテナと、前記コイル内に該コイルが磁場の垂直成分を 横切った結果誘導される信号に応じて、地下ケーブルの存在を示す探知信号を発 生するための探知装置とで構成されている。

アンテナはわく形アンテナ又はフェライト・ロンド・アンテナの形であってさし つかえない。

アンテナは第２コイルを有し、ケーブル検知装置は前記コイルに誘導された信号 に応じて出力信号を発生さセるための場検知器と、前記第２コイルに接続されて 、極低周波（ＶＬＦ　）信号に同調されていて該ＶＬＦ信号がほぼ零となると出 力信号を発生し、これによってアンテナがほぼ垂直であることを示す垂直検知受 信器とで構成され、削記場検知器の出力信号はサンプル・ホールド回路の入力と なり、該サンプル・ホールド回路のデートは前記垂直検知受信器の出力信号によ って開かれこれによって前記回路はアンテナがほぼ垂直の時のみの磁場の垂直成 分の検知を示す出力信号全発生することができる。

代りに、ケーブル検知装置が、コイル内に誘導された信号の強度に応じた信号を 発生する包絡検知器と、強度が最少となった時に出力を出す最少値検知器を備え ている構造でもさしつかえない。

この場合、ケーブル検知装置はさらに周波数識別器を備え、コイル内に誘導され た信号の周波数分布に応じた出力を出し、複数ケーブルの識別上可能とすること ができる。

包絡検知器の出力信号と、周波数識別器の出力信号とは最少値検知器内で組み合 わされて、１本又は複数本ケーブルの存在を示す信号を出力する。

最少値検知器の出力を電圧−周波数変換器に入力し受信信号の周波数及び強度に 応じて音程の変わる可聴信号を出力させても良い。

ケーブル布設方向決定装置はケーブルの長袖方向を示すために備えられており、 最強の垂直分極磁場を引起こす遠隔地で発信された信号の発信源を決定すること によってケーブルの布設方向をめている。

ケーブル布設方向決定装置はフェライト・ロンド・アンテナの同調周波数全変更 するだめの切換器ｆ　？４え、遠隔地で発生された種々の異なる信号全系統的に 検出することができ、布設方向は検出された信号の相対強度に応じて決定される 。

地下ケーブル探知方法ではさらに、ケーブルの長軸方向を決定するだめの手段を 備えており、検知される最強の垂直分極磁場を引起０￥遠隔地で発信された信号 の発信源を決定することによってケーブルの布設方向をめる。

次に本発明に’ＦＡ付図を参照して例に従い説明する：第１図はジンバル内に装 着されたフェライト・ロッド・アンテナを示す。

第２図は本発明の第１の実施例に基づくケーブル探知器のブロック図。

そして 第６図は本発明の第２の実施例に基づくケーブル探知器のブロック図を示す。

第１図はジンバル２内に装着されたフェライト・ロッド・アンテナ１を示す。ジ ンバル２は自在ベアリングであって、全方向の回転運動が可能であり、１対の同 心状円環３及び４で構成されている。円環３は、フェライト・ロッド１を軸Ａの 回りに回転可能なように支持している、そして円環４は円環３會軸ＡＫ直角な軸 Ｂの回りに回転可能なように支持している。フェライト・ロッド１のｉｌｆ　、 ＬＬ？　１４軸Ａ及び軸Ｂで決ぼる平面より少し下に位置していて、ジンバル２ がフェライト・ロッド１を垂直位置に安定させることができるようになっている 。１つ又は複数のコイル（図示せず）がフェライト・ロッド１の周囲に取付けら れていてフェライト・ロッド１が垂直位置にりる時に、磁場の垂直成分のみに感 応するように配置されている。

フェライト・ロッド１の質量に比べて、小さな質量を有する重ｖ５がフェライト ・ロッドの底部に取付けられている。重り５を取付けることによってジンバル２ 及びフェライト・ロッド１の振動に対する感度が鈍くなる。

フェライト・ロッド・アンテナ１に取付けられた１つ又は複数のコイルは、放送 無線信号によりケーブル内に誘導される起電力に応じて地下ケーブルの囲りに生 成される垂直方向に分極された磁場に対して敏感でちる。

周波数６００　ＫＨｚから１．６ＭＨｚの間で放送される無線信号は垂直方向に 分極された電場と、水平方向に分極された磁場と全頁している。水平な地面から 約１メートル以上も離れると、放送信号の研場底分ばほとんど水平面上に拡がる だけであり、磁場の垂直成分は磁場の水平成分の水準に比べて典型的にはＡＯか ら６０デシベルの間で低減している。

地表面及び地下部分においては、大気と大地との接合部での回折効果の影響で電 場は水子に分極され、磁場は垂直に分極されている。もしケーブルが地界面又は 地下部分に存在すると垂直に分極されている磁場がケーブルを横切りケーブル内 に起電力Ｃ，ＥＭＦ　）　’に誘導する。このＥＭＦは磁場をケーブルのまわり に引起こし、その磁力勝はケーブルの長軸方向に対して垂直な平面内に存在する 。

従ってケーブル内に誘導されるＥＭＦによって発生された磁場の存在を検知する ことによってケーブルの存在を推定できる。

ケーブル内に誘導されるＥＭＦ強度が最大となるのはある放送信号に対しては、 その放送信号の発信源がケーブルの長軸方向と一致する時でちる。従って、ケー ブル方向決定装置は、図示はしていないが、地下ケーブル探知器内に、検知され る、最強の誘導磁場を引起す放送信号の発信源方向全決定するか、又は異なる放 送信号に対応する誘導磁場の相対強度を比較して、ケーブルの布設方向全決定す るために具＠されている。

第２図は地下ケーブル探知器のブロック図を示し、フェライト・ロッド・アンテ ナ１０と、これに機械的に連結された機械的発振器１１を含んでいる。フェライ ト・ロッド・アンテナ１０は第１図に示すような構造でジンバル内に装着されて いる。機械的発振器１１はフェライト・ロッド・アンテナ１０を垂直位置を通っ て振らせるように配備されている。

フェライト・ロッド・アンテナ１０には一対のコイル１２及び１３が巻付けられ ていて、これらはそれぞれ、ケーブル検知装置内の、場検知器１４及び垂直検知 受信器に接続されている。コイル１２及び場検知器１４は、フェライト・ロッド １０が垂直位置にある時の磁場の垂直成分又は、棒１０が垂直位置から偏位して いる時には、磁場の水平及び垂直成分と全検知する。

この検知結果に応じて、場検知器１４は磁場の存在を示す信号を発生し、この信 号はサンプル・ホールド回路１６に入力される。

第２コイル１３及び垂直検知受信器１５は、極低周波（ＶＬＦ　）、たとえば１ ６ＫＨ２の放送信号全検知するように配備されている。このよりなＶＬＦ信号は 波長が長過ぎて地下ケーブル内にＥＭＦ　ｆ誘導しない、従って、それに対応す る垂直磁場もケーブルの回りに発生しない。従って、第２コイル１３及び垂直検 知受信器１５はフェライト・ロッド１０が垂直位置にある時にはいかなるＶＬＦ 信号の岳直磁場底分をも検知しない。この条件が満すれた時に、垂直検知受信器 １５はサンプル・ホールド回路１６を動作さセる信号全発生する。ごの動作指令 信号に応じて、サンプル・ホールド回路１６は場検知器１４がら出力される信号 を受信し、０の信号？、指示監視器１７に送りこの指示監視器において、信号は 表示されセして／又は記録される。

場検知器１４からの信号をフェライト・ロッド・アンテナ１０が垂直位置にある 時のみサンプリングすることによって、ケーブル探知器は磁場の垂直成分のみ全 検知し、従って、地下ケーブルが存在するために発生される磁場のみを検知する 。

もし地下ケーブルが存在しない場合は、磁場の垂直成分は存在セず従って、場検 知器１４は信号を出力セず、この口とで、地下ケーブルが存在していないことを 示している。

好適に、垂直検知受信器１５は異なる方向に発信源を持つ複数のＶＬＦ放送信号 に同調されている。ごうすることによって、フェライト・ロンド１０が垂直の時 に動作可能信号を出力する、垂直検知受信器１５の性能が改善される。

第５図は別のケーブル探知器のブロック図？示す。

フェライト・ロンド・アンテナ２０は、例えば第１図に示したのと同様なジンバ ルで支持されていて、０れは、増幅器２２に接続された単一コイル２１を有して いる。ジンバルで支えられているのでアンテナ２０は垂直位置を通って自由に振 れるため、コイル２１は垂直位置からずれている場合には磁場の水平及び垂直成 分を共に検出する。アンテナ２０のコイルで検出された磁場成分に対応する信号 は、ケーブル探知装置に入力され、この装置は増幅器２２と、６００　ＫＨ２か ら１．６ＭＨｚの帯域フィルタ２３とで構成されており、それぞれ、信号？包絡 検知器２４に送る荊に増幅し、濾波する。

包絡検知器２４は受信信号（丁なわち、コイル２１内に誘導された信号）の強度 に対応する信号を出力し、この信号は、最少値検出器２６に送られ、この最少値 検出器は強度が最少となった時に最少出力信号を出力する。

包絡検知器２４で受信される信号は、アンテナ２０が垂直面内で振れるので変動 し、従って、完全に垂直の時には、アンテナは垂直磁場のみを検知し、包絡検知 器２４に達する信号は最少となる。最少値検出器２６は包絡検知器２４の出力が 最少であることを検出し、その場合には、表示装置に対して、ケーブルの存在を 表示するために信号を送る。表示装置は電圧−周波数変換器の形の音程発生器２ ７を有し、この出力信号は増幅器２８で増幅されて、拡声器２９全駆動する。

ケーブルが存在しない時は、包絡検知器２４で受信される信号は、はぼ零となる 、これは、ケーブルが無い時には垂直磁場が存在しないためである。

ケーブルに接近すると、誘導垂直磁場の強度は増大し、従って検出される最少傷 信号の強度も増大する。

この結果、拡声器出力の音程も増加する。ケーブル探知器がケーブルの真上にあ る時には、垂直磁場成分が消失し、音程が著しく低下する、これはこの地点にお ける垂直取分の欠落のためである。

検知された信号は又、周波数識別器２５にも入力され、この周波数識別器は受信 信号の周波数分布に応じた出力電圧を発生する。この電圧は最少値検出器２６に 入力され、包絡の最少値が検出された時に、最少値検出器の出力と組合わされる 。その結果音程発生器の周波数は、検知された垂直磁場の強度と、受信信号の周 波数分布に従って変化する。このことによって異なる方向に延びている２本又は それ以上のケーブルの探知が可能となる、その理由は、異なる放送信号が各々の ケーブル内で異なる垂直磁場を発生さセているからである。

ケーブルから反射される信号従って探知器で受信される信号の周波数及び強度は だいたい次の４つの要素で決められる； ケーブルの長さ、ケーブルの布設方向、ケーブルの埋設法で、そして無線信号の 周波数及び強度分布とである。

フェライト・ロンド・アンテナの代りに環状コイルを備えたわ〈形アンテナも使 用できる。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．地下ケーブル探知方法であって、遠隔地において発信された放送帯域周波数 信号の磁場で、回折効果のために地上では実質上水平方向に分極され、地下にお いては実質上垂直方向に分極されている前記磁場が前記ケーブルの長軸を横切る 際に前記ケーブル内に誘導された起電力の結果前記ケーブルの周囲に発生される 磁場を検知する手段と、前記磁場の強度が最少となる時点を検知する手段と、検 知された磁場の強度が最少となった時点をとらえて地下ケーブルの存在を断定す る手段で構成された地下ケーブル探知方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法に従って地下ケーブルを探知するように動作 する地下ケーブル探知器において、使用時には実質的に垂直となり、磁場の垂直 成分の磁力線が横切る際に信号が誘導される１つのコイルを有する１つのアンテ ナと、前記コイルが前記磁場の垂直成分の磁力線を横切つた結果、前記コイル内 に誘導される信号に応じて地下ケーブルの存在を示す検知信号を発生するための ケーブル検知装置とで構成された地下クーブル探知器。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の地下ケーブル探知器において前記アンテナがわく 形アンテナ又はフェライト・ロッドアンテナであることを特徴とする前記地下ケ ーブル探知器。
4. ４．請求の範囲第２項又は第３項に記載の地下ケーブル探知器において、前記ア ンテナが第２のコイルを有し、前記ケーブル検知装置が、前記コイル内に誘導さ れた信号に応じて出力信号を発生する場検知器と、前記第２のコイルに接続され 、極低周波信号（ＶＬＦ）を検知するように同調され、検知されたＶＬＦ信号が 、実質上零の場合には出力信号を出力し、それによってアンテナがほぼ垂直とな っていることを示す垂直検知受信器とを有し、前記場検知器の出力信号が、サン プルホールド回路に入力され、該サンプルホールド回路は垂直検知受信器からの 出力信号によって動作可能とされ、それによって前記回路が、前記アンテナが実 質上垂直の時のみの磁場の垂直成分の検知を示す出力信号を発生できるように構 成されていることを特徴とする地下ケーブル探知器。
5. ５．請求の範囲第２項又は第３項に記載の地下ケーブル探知器において、前記ケ ーブル検知装置が、前記コイル内に誘導された信号の強度に応じて信号を出力す る包絡検知器と、前記強度が最少となる時に出力を出すための最少値検知器とを 備えていることを特徴とする地下ケーブル探知器。
6. ６．請求の範囲第５項に記載の地下ケーブル探知器において、前記ケーブル検知 装置がさらに、コイル内に誘導された信号の周波数分布に応じて信号を出力する 周波数識別器を有しこれによって複数のケーブルの識別を可能としていることを 特徴とするケーブル探知器。
7. ７．請求の範囲第６項に記載の地下ケーブル探知器において、前記包絡検知器の 出力信号及び前記周波数識別器の出力信号とが前記最少値検知器と組合わされて 、１本又は複数本のケーブルの存在を示す出力信号を出力することを特徴とする 地下ケーブル探知器。
8. ８．請求の範囲第２項から第７項のいずれか１項に記載の地下ケーブル探知器に おいて、さらに、最強の垂直分極磁場を誘引する、遠隔地で発信された信号の発 信源の方向を決めることによって、前記ケーブルの長軸方向が布設されている方 向を決定するように動作するケーブル布設方向検出器を具備することを特徴とす る地下ケーブル探知器。
9. ９．請求の範囲第１項に記載の地下ケーブル探知方法において、さらに、最強の 垂直分極磁場を誘引する、遠隔地で発信された信号の発信源を決めることによっ て、前記ケーブルの長軸方向が布設されている方向を決定する手段を有すること を特徴とする地下ケーブル探知方法。