JPS642226B2 - - Google Patents

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JPS642226B2
JPS642226B2 JP56076083A JP7608381A JPS642226B2 JP S642226 B2 JPS642226 B2 JP S642226B2 JP 56076083 A JP56076083 A JP 56076083A JP 7608381 A JP7608381 A JP 7608381A JP S642226 B2 JPS642226 B2 JP S642226B2
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JP
Japan
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conductor
line
buried
magnetic field
measured
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JP56076083A
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English (en)
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JPS57190284A (en
Inventor
Yasuo Koyanagi
Takeo Yamada
Hiroyuki Hojo
Akio Nagamune
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan 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
    • G01V3/02Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
    • G01V3/06Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current using ac

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガス導管、水道管、電力ケーブル、
パイプライン等の地下埋設導体の埋設位置検出方
法に関する。
地下に埋設されているガス管や水道管などの埋
設位置を地表上から検出する計測技術は掘削工事
や建設工事などの際に管体の破損を避けるために
必要不可欠となつている。従来このような地下埋
設導体の検出方法としては電磁誘導を使用したも
のが知られている。これは第1図に示すように送
信器1および受信器2を設け、上記送信器1を接
地するとともにリード線3,4を介して埋設導体
5に接続して閉ループを形成し、その閉ループに
送信器1から交流電流を流すことによつて埋設導
体5の周囲に交番磁界Hを発生させ、その交番磁
界をコイルを有する検知棒6で検知して上記受信
器2に入力するようにした直接通電方式といわれ
るものである。これは埋設導体5に流れる交流電
流によつて発生する交番磁界は埋設導体5を中心
に同心円状になるものと仮定し、磁界の方向が検
知棒6内のコイルと平行になると検知コイルに発
生する誘導起電力がゼロになることを利用したも
ので、検知棒6を90゜にして誘導起電力がゼロと
なる地点を捜し、その地点を埋設導体5の真上と
仮定し、また検知棒6を45゜に傾けて誘導起電力
がゼロとなる地点を捜し、その両地点距離と角度
45゜から三角法により埋設導体5の埋設深さを検
出するようにしている。しかし実際は埋設導体5
と接地ラインとの間に大地の静電容量を介して帰
路電流が流れるため発生する交番磁界は埋設導体
を中心とした同心円状になることはない。このた
めこの方法ではかならず測定誤差が生じ、その誤
差も場合によつては20〜50%にもなり、埋設位置
を精度よく計測することが求められるものには使
用することができない欠点があつた。
この発明はこのような欠点を除去するために為
されたもので、地下埋設導体の埋設位置を精度良
く測定することができる地下埋設導体の埋設位置
検出方法を提供することを目的とする。
この発明は電磁誘導型直接通電方式をその基本
としつつ帰路電流用線路を設けて帰路電流の経路
を明確にするとともに、その帰路電流用線路の敷
設位置を変えたときの導体と線路から発生する磁
界の合成磁界の方向の変化を導体の両側面外側に
位置する地表上の2点において計測することによ
り導体の埋設位置を検出するものである。
次にこの発明の検出原理について述べる。第2
図に示すように互に距離Lだけ離れた線路l1,l2
に互に等しくかつ方向の異なる交流電流が流れた
場合に、線路l1からx方向に距離X、y方向に距
離Y離れたP点の磁界の強さHのx成分、y成分
は次式で与えられることが知られている。
Hx=−I/2π(Y/R1−L+Y/R2)……(1) Hy=I/2π(X/R1−X/R2) ……(2) 但し、 R1=X2+Y2 R2=X2+(L+Y)2 Iは電流値 そしてP点における磁界の方向θは θ=tan-1(Hy/Hx) ……(3) となる。これは換言すればP点の座標(X、Y)
及びP点の磁界の方向θを計測すれば線路l1,l2
間の距離Lを求めることができる。したがつて第
3図に示すように埋設導体11に枝管12や防食
用ターミナル13等を使用して地表上に配置され
る帰路電流用線路14および増幅機能付発信器1
5を接続して閉ループを形成すれば導体11と線
路14は往復電流路となる。したがつて図中P点
における磁界方向を計測すれば前記(1)、(2)、(3)式
によつて帰路電流用線路14と埋設導体11との
距離、すなわち導体11の埋設深さDを求めるこ
とができる。
このように本発明における第1の特徴は帰路電
流用線路を設けることにより帰路電流の経路を明
確にして導体11の埋設深さを検出するようにし
たことである。
前記(1)、(2)、(3)式によつて埋設導体11の埋設
深さを正確に検出するには帰路電流用線路14が
埋設導体11の真上に位置する必要があり、これ
がずれると誤差が生じる。例えば第4図に示すよ
うに埋設導体11の中心から横に2m離れた位置
の真上になる地表上を測定点P0とし、線路14
が導体11の真上になる地表上の点より測定点
P0側に20mm(+20mm)ずれた位置に配置された
ときの埋設深さDと誤差ΔDとの関係を示すと第
5図のグラフのようになり、また非測定点側に
20mm(−20mm)ずれた位置に配置されたときの埋
設深さDと誤差ΔDとの関係を示すと第5図のグ
ラフのようになる。本発明における第2の特徴
はこの誤差を利用したことである。すなわち第6
図に示すように導体11の真上として仮定した地
表上のO′点の両側におけけるP1,P2の2点を測
定点とし、そのO′点から距離aだけ測定点P1
りに線路14を配置し、その線路14が導体11
の真上に位置するO点よりも距離lだけ離れてい
るとすると測定点P1にて測定した埋設深さは図
中DP1で示すように深くなる方に誤差を生じ、ま
た測定点P2にて測定した埋設深さは図中DP2で示
すように浅くなる方に誤差を生じる。
この測定を線路14の配設位置に変化させて複
数回行なう。例えば実際の深さが2.0mでOO′間
の距離が0.1mのときにおいてaを0.2m〜−0.4m
にして測定点P1,P2において測定した埋設深さ
の変化をグラフに示すと第7図に示すようなグラ
フDP1,DP2が得られた。このことから両測定点
P1,P2において測定した埋設深さがDP1=DP2
なる交点Cにおいて真の深さ2.0mが得られるこ
とがわかる。そしてこの交点Cにおける線路14
の位置が埋設導体11の真上に相当する水平位置
ともなる。
このように本発明によれば、地下に埋設された
導体11と略平行するように帰路電流用線路14
を地表上に配設して導体11及び線路14を対向
辺とする方形状の閉ループを形成し、その閉ルー
プに交流電流を通流させて交番磁界を発生させ、
導体11による磁界と線路14による磁界との合
成磁界の方向を導体11の両側に位置する地表上
の2点P1,P2において計測し、導体11が線路
14の真下にあると仮定して合成磁界の方向の計
測値より導体11の埋設深さを測定し、この合成
磁界の方向の計測と埋設深さを測定とを線路14
の配設位置を変化させて複数回行い、前記2点
P1,P2についての埋設深さ測定値が一致する点
の線路14の位置及び導体11の埋設深さ計測値
より導体11の地下埋設位置を検出することによ
り、地表上の位置(水平位置)と埋設深さ(垂直
位置)を高精度に検出することができるものであ
る。
次にこの発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第8図に示すように導体11が埋設されている
地表上に帰路電流用線路14を配設し、その線路
14の一端を立上げ線16を介して上記導体11
の一端側に接続するとともにその線路14の他端
を送信装置17および立上げ線18を介して上記
導体11の他端側に接続し閉ループを形成してい
る。前記送信装置17は第9図に示すように発信
器20から信号を電力増幅器19を介して増幅さ
せ、その増幅した信号を線路14および立上り線
16を介して導体11に供給している。同時に線
路14に流れる電流値を電流測定器21によつて
計測し、一定値以上の電流値となるよう電力増幅
器19の増幅率を調整する。地表上の2点P1
P2を測定点とし、その測定点には第10図に示
す検出装置22を設置する。この検出装置22は
所定の間隔をあけて対向立設された支持部23
a,23bを有する治具24の上記支持部23
a,23bの上方に軸受25a,25bを設け、
その軸受25a,25b間に円柱状の保持機構2
6を回転自在に設けている。そして前記保持機構
26に検出コイル27を取付けている。前記検出
コイル27から発生する誘導起電力信号は信号増
幅器28を介して演算処理装置29に入力してい
る。また前記検出コイル27の地表に対する傾き
はジヨイント機構30を介して前記保持機構26
とその同軸上に結合した高精度角度計31によつ
て測定され前記演算処理装置29に入力される。
前記検出装置22は検出コイル27を保持機構2
6を滑らかに低速度で回転させることによつて少
しずつ傾かせ検出コイル27に発生する誘導起電
力が最小になつたときの検出コイル27の傾きθ
を高精度角度計31から得るようにしている。そ
して演算処理装置29によつて角度θと測定点
P1,P2の地表上の座標(X、Y)とからDP1
DP2を算出するようにしている。
このように構成された本発明実施例装置を使用
して例えば第11図のaに示すように地表GHか
らx1=1186mmの深さに防護板Aがあり、その防護
板Aの下に位置し、地表GHからx2=1411mmの深
さに直径150mmの鋼管S1、x3=2100mmの深さに直
径600mmで長さが9mの鋼管S2をそれぞれ埋設し
ている場合、また第11図のbに示すように地表
GH上に立設された金属フエンスFから距離d=
3085mm離れた地表点下x4=1803mmの深さに直径
300mmで長さ60mの鋼管S3を埋設している場合の
2通りについて実験を行なつた結果第11図のa
の場合で鋼管S2の水平位置と垂直位置を検出した
ところ水平位置については誤差はほとんどなく垂
直位置については2130mmで+30mmの誤差が生じ
た。これを第1図に示す従来方式で行なつたとこ
ろ水平位置で+20mm、垂直位置で+514mmの誤差
があつた。また第11図のbの場合で鋼管S3の水
平位置と垂直位置を検出したところ水平位置につ
いては+10mmの誤差が生じ、垂直位置については
1790mmで−13mmの誤差が生じた。これを第1図に
示す従来方式で行なつたところ水平位置で+430
mmの誤差が生じしたがつて垂直位置ではかなりの
誤差が生じ測定が困難になつた。
このように鋼管がどのような状態のもとで埋設
されていてもその埋設位置(水平位置と垂直位
置)をかなりの精度で計測することができる。
なお、前記実施例においては1本の帰路電流用
線路14を設け、その線路14を少しずつずらせ
る方式をとつたがかならずしもこれに限定される
ものではなく例えば第12図に示すようにn本の
線路14−1,14−2,………14−nを距離t
ずつ離して配設し、その各線路の両端を留具3
2,33によつて1束に束ね、その束ねた一方を
立上げ線16に接続し、他方を切換装置34を介
して送信装置17に接続してもよい。こうするこ
とによつて計測の都度線路の配設位置をずらせる
ような面倒な作業がなく切換装置34を操作すれ
ばよく作業性を向上することができる。
以上詳述したようにこの発明によれば、地下に
埋設された導体と略平行するように帰路電流用線
路を地表上に配設して導体及び線路を対向辺とす
る方形状の閉ループを形成し、その閉ループに交
流電流を通流させて交番磁界を発生させ、導体に
よる磁界と線路による磁界との合成磁界の方向を
導体の両側に位置する地表上の2点において計測
し、導体が線路の真下にあると仮定して合成磁界
の方向の計測値より導体の埋設深さを測定し、こ
の合成磁界の方向の計測と埋設深さの測定とを線
路の配設位置を変化させて複数回行い、前記2点
についての埋設深さ測定値が一致する点の線路の
位置及び導体11の埋設深さ計測値より導体11
の地下埋設位置を検出するようにしているので、
導体の地下埋設位置を高精度に測定することがで
きる地下埋設導体の埋設位置検出方法を提供でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す概略構成図、第2図〜第
7図はこの発明の原理を説明するためのもので、
第2図は基本原理を示す図、第3図は斜視図、第
4図は誤差発生を説明するための図、第5図は第
4図の場合の誤差結果を示すグラフ、第6図は検
出原理を説明するための概略図、第7図は第6図
による検出結果の一例を示すグラフ、第8図〜第
11図はこの発明の実施例を示すもので、第8図
は斜視図、第9図は送信装置を示すブロツク図、
第10図は検出装置の概略構成図、第11図のa
およびbは実験例を示す概略図、第12図はこの
発明の他の実施例を示す概略図である。 11……埋設導体、14……帰路電流用線路、
17……送信装置、22……検出装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 地下に埋設された導体と略平行するように帰
    路電流用線路を地表上に配設して上記導体及び線
    路を対向辺とする方形状の閉ループを形成し、こ
    の閉ループに交流電流を通流させて交番磁界を発
    生させ、上記導体による磁界と上記線路による磁
    界との合成磁界の方向を上記導体の両側に位置す
    る前記地表上の2点において計測し、上記導体が
    上記線路の真下にあると仮定して上記合成磁界の
    方向の計測値より上記導体の埋設深さを測定し、
    この合成磁界の方向の計測と上記埋設深さの測定
    とを上記線路の配設位置を変化させて複数回行
    い、このときの上記2点における上記埋設深さの
    各測定値が一致する値の上記線路の位置及び上記
    導体の埋設深さの計測値から上記導体の地下埋設
    位置を検出するようにしたことを特徴とする地下
    埋設導体の埋設位置検出方法。
JP56076083A 1981-05-20 1981-05-20 Detection of buried position of underground conductor Granted JPS57190284A (en)

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JPS57190284A JPS57190284A (en) 1982-11-22
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JP5273714B2 (ja) * 2008-09-10 2013-08-28 国立大学法人岩手大学 金属埋設深さ測定システム及び測定方法

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