JPS63243897A

JPS63243897A - 埋設物探知装置

Info

Publication number: JPS63243897A
Application number: JP62078452A
Authority: JP
Inventors: Atsutoshi Miyazaki; 宮崎　温敏; Kyuichi Oi; 大井　久一; Jinichiro Nakamura; 中村　仁一郎
Original assignee: Meisei Electric Co Ltd; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Meisei Electric Co Ltd; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1988-10-11

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、地中に埋設された物体の探知装置に関し、荷
に物体を探知する手段を当該物体の近傍に予め埋設して
おき、当該探知手段を後日検知することによって上記物
体の埋設位置を探知するようにした埋設″吻探知装置に
関する。

〔従来技術〕

共振体にエネルギーを供給すると、当該共振体は共振周
波数で振動し、上記エネルギーの供給を停止した直後に
は当該共振体に蓄墳されたエネルギーによって当該共振
体は暫時振動を持続することを利用した埋設物の探知装
置が公知である。

すなわち、第４図によって従来の探知装置を説明すると
、地Ｉｆｉ１に埋められた埋設物２（例えば、ガス管、
水道管等）の近傍にはアンテナコイル（インタフタンス
）３０１とコンデンサ（キャパシタンス）３０２を並列
に接続して構成した共振体でなるマーカー３が予め埋設
されており、探知器４で地面１を走査することにより、
以下に説明する動作でマーカー３を検知し、埋設物２の
埋設場所を探知する。

探知器４は、マーカー３の共振体（アンテナコイル３０
１とコンデンサ３０２とで構成されている。）の共振周
波数に等しい周波数の励蛋信号を出力する送信部４０１
と、マーカー３から放出される検知信号を検出してマー
カー３、すなわち埋設物２の存在を検知する受信部４０
２、上記送信部４０１からの励振信号を放出し、かつ上
記マーカー３からの検知信号を受領するアンテナコイル
４０３、該アンテナコイル４０３を上記送信部４０１と
受信５４０２との間で切替接続する送受切替部４０４及
び該送受切替部４０４に切替制御信号を送出する切替制
御部４０５で構成されている。

切替制御部４０５からは常時（探知器４の使用時）、切
替制御信号（切替タイミングと同一周期のパルス信号）
が出力されており、この切替制御信号によって送受切替
部４０４はアンテナコイル４０３と送信部４０１及び受
信部４０２との間の接続を設定周期で切替えている。

上記送受切替部４０４の切替えが送信部４０１側にあっ
てアンテナコイル４０３が送信部４０１に接続されてい
る間、当該送信５４０１から出力された励振信号はアン
テナコイル４０３から放出され、探知器４の走査でアン
テナコイル４０３がマーカー３に接近すると、上記励振
信号によってマーカー３はアンテナコイル３０１とコン
デンサ３０２とで決まる共振周波数で振動する。この状
態で切替制御部４０４が受信部４０２側に切替わると、
アンテナコイル４０３からの励振信号の放出が停止され
るが、この励振信号の送出停止直後では、マーカー３に
は共振体に蓄積されたエネルギーによって暫時、振動１
を流が残存しており、これによってアンテナコイル３０
１からは前記共振周波数を有する電磁エネルギー（減衰
信号）でなる検知信号が放出される。

この検知信号はアンテナコイル４０３に入力され、この
とき、送受切替部４０４は受信部４０２側に切替ってい
るので当該検知信号は上記受信部４０２で受信され検出
される。以上の動作で探知器４の走査時、アンテナコイ
ル４０３がマーカー３に接近したことを知ることができ
、埋設物２の埋設場所が探知できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上に説明した従来の埋設物探知装置では、マーカー３
の共振体はアンテナコイル３０１とコンデンサ３０２の
並列共振回路（ＬＣ回路）で構成されている。一般にＬ
Ｃ回路では、その＃Ｑ″の値が１０　程度しか得られず
、従って当該ＬＣ回路が励損されることによってその内
部に蓄えられるエネルギー量は少なく、かつ内部蓄積エ
ネルギーが振動電流として当該ＬＣ回路を流れるときの
当該エネルギーの自己消費量が多くなり、アンテナとし
て機能するアンテナコイル３０１から放出される電磁エ
ネルギーの量が極めて少なく、またその放出持続時間も
短かくなる。このような特性のＬＣ回路を使用して充分
な探知能力を得るためには使用する信号の周波数を低く
設定して当該ＬＣ回路の蓄積エネルギーが多くなるよう
にする必要があシ、このため、マーカー３のアンテナコ
イル３０１及び探知器４のアンテナコイル４０３の巻数
を多くする必要があり、かつマーカー３のコンデンサ３
０２も大きな容量のものを必要とする。

また、ＬＣ回路のＱ＃の値が低いために当該ＬＣ回路の
共振特性が急峻でないことから、マーカー３近傍での当
該マーカー３からの検知信号の検出区域が広くなって検
知精度が良好でなく、また、例えば埋設物２が複数あっ
て、それぞれの埋設物２に互に共振周波数の異ったマー
カー３を対応させて埋設し、検知信号の周波数の違いに
よって埋設物２０個体識別をも行なおうとするシステム
に於いては、前記と同じ理由によって励振信号の周波数
掃引中が広く々す（当該システムでは探知器４からは全
てのマーカー３の共振周波数をカバー範囲で周波数が掃
引的に変化する励振信号を送出する必要がある。）、成
磁波の使用帯域が拡がり、また、許容される周波数の帯
域が一定であればマーカー３の檻類が少なくなって相互
に区別して探知できる埋設物２の個体数が少なくなると
いう問題点がある。

本発明は以上の問題点を解決すべく提案するものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の問題点を解決するために、本発明は埋設物の近傍
に埋設しておくマーカーの共振体を例えば水晶振動子の
ような圧電振動体で構成したものである。

〔発明の作用〕

例えば、水晶振動子では”Ｑ″の値が１０５゛〜１０　
に達するために、当該水晶振動子をマーカーの共振体に
使用すると、振動エネルギーの蓄＠量が多く、従ってマ
ーカーからは高レベルの検知信号が得られる。

また、水晶振動子の共振特性が急峻であることによって
埋設場所の探知精度が高く、かつ狭い周波数帯域で多数
１類のマーカーが実現可能となり、複数の埋設物につい
て、埋設場所の探知とともに個体識別を行なおうとする
場合、識別可能な個体数が多くなる。

また、水晶振動子では高い周波数で充分に多くのエネル
ギーが蓄積できるので、励振信号及び検知信号の周波数
を高く設定できるため、マーカー及び探知器のアンテナ
コイルの巻数を少なくすることができる。

〔発明の実施例〕

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の実施例を示すブ
ロック図、第３図は、本発明でマーカーに使用する共振
体（水晶振動子）の袴性を前記従来技術で使用している
共振体（ＬＣ回路）との比較で示した図である。

第１図に示す実施例（以下、第１実施例という。）は埋
設物２の埋設場所のみを探知するシステムであり、第２
図に示す実施例（以下、第２実施例という。）は複数の
埋設物例えば３個の埋設物２１〜２３について、七の埋
設場所の探知と相互の識別（個体識別）を行なうシステ
ムである。

まず、第１実施例について説明する。

第１実施例は、第１図に示すように、前記第４図で説明
した従来と同じ構成の探知器４と、圧電振動体、例えば
水晶振動子３０３、アンテナコイル３０４及びコンデン
サ３０５が並列に接続されてなるマーカー３とで構成さ
れている０上記マーカー３の構成で、アンテナコイル３
０４はループコイル状に形成され、このアンテナコイル
３０４にコンデンサ３０５が並列に接続さ−れている。

このコンデンサ３０５は水晶振動子３０３の共振周波数
の微調整用であって、当該コンデンサ３０５と上記アン
テナコイル３０４によるＬＣ回路は共振周波数の決定要
素でなく（但し、当該ＬＣ回路の共振周波数は水晶振動
子３０３の共振周波数に略一致するように設定する。）
マーカー３の共振周波数は当該コンデンサ３０５で若干
変化するものの、基本的には水晶振動子３０３の共振周
波数で決定される。尚、コンデンサ３０５は必ずしも必
要としない。

前記従来のシステムと同様にして探知器４のアンテナコ
イル４０３から励振信号（周波数が水晶振動子３０３の
共振周波数ｆＯに等しい信号）が放出されると、マーカ
ー３のアンテナコイル３０４には上記励振信号と同じ周
波数の励振エネルギーが誘起され、これによって水晶振
動子３０３が振動する。この水晶振動子３０３の振動は
、前記したように、そのＱ″が非常に高いため、第３図
で”イ“に示すようにその共振周波数ｆＯの成分が他の
周波数成分に比べて極めて高いレベルの振動となり、前
記従来のシステムと同様にしてアンテナコイル４０３か
らの励振信号の放出が停止されると、マーカー３では上
記水晶振動子３０３に蓄積されたエネルギーによって周
波数成分の大半が上記水晶振動子３０３の共振周波数ｆ
Ｏである振動電流が流れ、これによってアンテナコイル
３０４からは周波数ｆｏの検知信号が高レベルで放出さ
れる。この検知信号は前記従来のシステムと同様、アン
テナコイル４０３に入力され、送受切替部４０４を経て
受信部４０２で受信され、これによって埋設物２の埋設
場所が検知嘔れる。

以上の動作に於いて、水晶振動子３０３は、七の共振周
波数が高いものであっても充分な着のエネルギーが蓄積
できることから送信部４０１から送出する励振信号の周
波数及びマーカー３の共振周波数を例えばＩＱＭＨ２の
ような高い周波数に設定することができ、従ってマーカ
ー３のアンテナコイル３０４の巻数は２回程度、探知器
４のアンテナコイル４０３の巻数は１回程ｊ屍の極めて
少ない巻数でよい。

また、水晶振動子３０３の共振時性が第３図”イ“に示
すように急峻であることから探知器４の受信部４０２で
検知信号が受信される区域はマーカー３の埋設場所を中
心として狭い区域に限定されるので、埋設物２の埋設場
所探知精度が極めて高くなる。

次に第２実施例について説明する。尚、第２図には埋設
物が３個（２１〜２３）の場合を示しているが、３個に
限らず、許容された周波数帯域内で選択可能な水晶感動
子の共振周波数の数以内であれば何個であってもよい。

第２実施例の探知器４は前記第１実画例のシステムと次
の点で異なる。すなわち、切替制御ｔ４［４０５からは
、送受切替部４０４とともに送信部４０１にも切替制御
信号が送出されており、また、送信部４０１は周波数の
互に異った複数の励振信号を発生するように構成され、
上記切替制御ｉ’Ａ　４０５からの切替制御信号によっ
て周波数が異なる励振信号を順次送出する０上記送信部
４０１での周波数の切替えは、送％ｉ部４０１と受イ言
部４０２とのアンテナコイル４０３の接続切替えが行な
われる毎に行ってもよいしくこの場合には、切替制御部
４０５からの切替制御信号は１種類でよい。）、または
、送信部４０１にアンテナコイル４０３が接続される毎
に全ての励振信号が順次上記アンテナコイル４０３に送
出されるような切替制御としてもよく、更に、送信部４
０１にアンテナコイル４０３が接続される毎に２以上の
励振信号が順次上記アンテナコイル４０３に送出され、
送受切替部４０４の切替制御の複数周期で全励振信号の
切替えが完了するようにしてもよい（後２者の場合には
、切替制御部４０５からの切替制御信号は周期の異った
２種類の信号を必要とする。）。

マーカー３１〜３３は相互に識別する必要のある埋設物
２１〜２３の個々に対応させて各１個ずつ設けられ、当
該マーカー３１〜３３の水晶感動子３１３〜３３３は互
に共振周波数が異ったものが使用される。尚、マーカー
３１〜３３０個々の構成は前記第１実施例と同じである
０上記した動作により探知器４のアンテナコイル４０３か
らは水晶感動子３１３〜３３３の共成周波数と同じ周波
数の励振信号が順次放出され、マーカー３１〜３３は自
己に対応する励振信号が放出されたとき、それぞれ励振
嘔れ、当該励振信号の逸出停止直後に水晶振動子３１３
〜３３３の残留振動による検知信号がそれぞれのアンテ
ナコイル３１４〜３３４から放出されろ。

探知器４の受信部４０２は前記第１実適例と同様にして
上記検知信号を受信すると、受信部れた検知信号の周波
数を識別して検知信号の送出元マーカー（３１〜３３の
うちの１つ）を特定し、埋設物２１〜２３の埋設場所の
探昶とともに個体識別を行なう。

また、上記検知信号の送出元マーカーの特定は、受信部
４０２に於いて送信部４０１からの励振信号の送出ステ
ップを判断することによって行うようにしてもよい。

第２実施例に於ける個体識別に於いて、識別可能な個体
数を従来技術と比較して述べる。

！３図に於いて、′イ”及び”口”はそれぞれ水晶振動
子及びＬＣ回路の共儀時性を示しており、受信部４０２
で受信部れる検知信号レベルがＥＲ以上のレベルである
とすれば、共振周波数ｆＯの検知信号を他の検知信号と
識別して受信するためには、水晶振動子にあっては当該
共振周波数ｆｏを中心として”Ｆｘ”の帯域中を必要と
し、またＬＣ回路にあっては当該共振周波数ｆｏを中心
として＃ＦＣ″の帯域中を必要とする。従って、許容さ
れた電磁波の使用帯域中がＦ＃であるとすると、水晶振
動子による識別可能個体数Ｎｘは「Ｆ／Ｆ’ｘＪであシ
、ＬＣ回路による識別可能個体数Ｎｃは「Ｆ／ＦＣ」で
ある。第３図より明らかなように、「Ｆｘ（ＦｃＪであ
るからｒＦ／Ｆ’Ｘ　＞Ｆ／ＦｃＪ　　であり、「ＮＸ
＞ＮＣ」となる。すなわち、本発明の第２実施例システ
ムによる識別可能個体数は従来システムの識別可能個体
数に比べて多くなる。

以上の実施例はマーカーの共損体に水晶振動子を使用し
たが、例えばセラミック振動子等、他の圧電振動子を使
用しても本発明が実施できることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明は埋設物近傍に埋
設しておくマーカーの共損体を水晶振動子等、高いＱ″
を有する圧電振動体で構成したものであり、次のような
効果がある。

囚　マーカーからの検知信号が高レベルで得られるので
埋設物の探知可能距離が長く（深く）なる。

ＣＢ）　　マーカーには励振信号の周波数が高くても充
分に多くのエネルギーが蓄積されるので、マーカー及び
探知器のアンテナコイルの巻数は極めて少なくてよい。

（Ｃ）　　マーカーの共振特性が急峻であるので埋設物
の埋設場所探知精度が著しく向上する。

■）　マーカー１個当りの占有周波数帯域が狭いので、
複数の埋設物の個体識別を行なうときには、識別可能な
個体数が多くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明の第１実施例及び第
２実施例のブロック図、第３図は水晶振動子の共振時性
を［、Ｃ回路の共振特性とともに示した図、第４図は従
来例のブロック図である。（主な記号）２・・・埋設物３．３１，３２，３３・・・マーカー４・・・探知器３０３．３１３，３２３，３３３・・・水晶振動子３０
４．３１４，３２４，３３４・・・アンテナコイル４０
１・・・送信部４０２・・・受信部４０３・・・アンテナコイル４０４・・・送受切替部。第１図４（探知器）第２図４（探知りとＩ、どととＪ（埋走Ｚτワノ第３図：１第４図４（探知器）手続補正書１、事件の表示昭和ｔＺ年特許願第７．９４　’；２号３、補正をする
者事件との関係　　出　願　人４、代　　理　　人　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（，４ｔ　Ｉ）ｔ　）住　所　　東京都千代田
区丸の内２丁目６番２号九の内へ重洲ビル３３０７、補
正の対象補　　　　　正　　　　　書本願明細書中下記事項を補正致します。記１、第１頁１６行目に「地中に」とあるを「例えば、地中に」と訂正する。２、第６頁１３行目に「カバー範囲で」とあるを「カバーする範囲で」と訂正する。３、第１０頁１２〜１３行目に「検知信号」とあるを「検知信号」と訂正する。４、第１５頁１０行目と１１行目の間に次の文を挿入す
る。

Claims

【特許請求の範囲】１　埋設物の近傍に共振体を埋設しておき、当該共振体
に励振信号を送出して励振したのち、励振信号の送出を
停止し、励振信号の送出停止直後に当該共振体に残留し
ている振動を受信することによって上記埋設物の埋設位
置を知るようにした探知装置に於いて、共振体に圧電振
動体を使用した埋設物探知装置。２　圧電振動体が水晶振動子である特許請求の範囲第１
項に記載の埋設物探知装置。