(57)【要約】【課題】      土壌抵抗を連続的に簡単に測定できる手段を提供する。【解決手段】  上記課題は、直線状に等間隔に配置された４本の電極の、内側の２本の電極の間の電位差を測定する電圧計が接続され、外側の２本の電極にはその間に電流を流す電源と電流量を測定する電流計が接続されている土壌抵抗測定装置において、各電極に導電性ゴムをタイヤとする車輪が用いられていることを特徴とする土壌抵抗連続測定装置によって解決される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に等間隔に配置された４本の電極の、内側の２本の電極の間の電位差を測定する電圧計が接続され、外側の２本の電極にはその間に電流を流す電源と電流量を測定する電流計が接続されている土壌抵抗測定装置において、各電極に導電性ゴムをタイヤとする車輪が用いられていることを特徴とする土壌抵抗連続測定装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上から測定できる土壌抵抗連続測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
土壌抵抗の測定方法は、基本的には、長方形の箱に測定しようとする土壌をかたく詰め、箱の両端に挿入してある銅板を端子として、交流抵抗計で端子間の抵抗を測定する方法があるが、この方法は、土壌の詰め方などによる誤差があるため、あまり正確な方法ではない。
【０００３】
一方、地表面に４つの電極を直線状に等間隔に差し込んで土壌抵抗を直接測る方法がある（非特許文献１）。これは、図４に示すように、等間隔Ｄだけ離れて４つの電極が配置され、外側の２つの接地棒電極間に直流電流を流して電流量（Ｉ）を測定し、内側の硫酸銅電極間の電位差（Ｅ）を測定すれば、土壌抵抗ρは、ρ[Ωｃｍ]＝６２８Ｄ[ｍ]ｘＥ[Ｖ]／Ｉ[Ａ]で表される。一方、直流に代えて交流でも測定でき、その場合、分極の影響は小さいので４つの電極全てを接地棒とすることができる。
【０００４】
また、長さ約１ｍの６角鉄柱の先端に絶縁物で絶縁された鉄電極を設け、リード線を角柱内に通して鉄柱と鉄電極間の電位差を測定できるようにし、この鉄柱を土壌中に突刺して土壌抵抗を測定する方法もある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「電食・土壌腐食ハンドブック」、コロナ社、１９７７年発行、ｐ１９４−１９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術は、測定個所毎に接地棒を土壌中に差込んで土壌抵抗を測定しなければならず、測定に手間と時間がかかる。
本発明は、土壌抵抗を連続的に簡単に測定できる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を進め、電極に導電性ゴムをタイヤとする車輪を設けてこれを接地させるだけで土壌抵抗を測定でき、この車輪を装着した土壌抵抗測定装置を走行させることにより、土壌抵抗を連続的に測定できることを見出した。
【０００８】
すなわち、電極の形状は、理論的に測定する電極間の電圧に影響を及ぼさない。そのため、電極としてはどのような形状を用いてもよい。そして、電極間に電圧を掛けて電流を流して電極間の電圧を測定することで土壌抵抗が分かる。
【０００９】
図１を参照して説明すると、等間隔Ｄ[ｍ]だけ離れた地点に、ａ電極〜ｄ電極が設置されているとする。ａ電極とｂ電極との間に電流Ｉ[Ａ]を流した場合、土壌抵抗率をρ[Ωｍ]とすれば、ａ電極から距離ｒ[ｍ]だけ離れた地点における電位Φ[Ｖ]は次式で表される。
【数１】
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従って、ｃ電極とｄ電極との間の電位差ΔΦは、（１）式を用いれば、
【数２】
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となる。
（２）式より、ｃ電極とｄ電極の間の電位差は、ａ電極を中心とする土壌抵抗の積分の差と電流との積で表され、流れる電流と測定されたｃ電極とｄ電極との間の電位差を入力することにより、土壌抵抗率（ρ）を求めることができる。
また、ｂ電極には電流が流入するので、ｃ電極とｄ電極の間の電位差も同様にＩρ／４πＤで表され、ｃ電極とｄ電極の間の電位差の合計は
【数３】
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となり、土壌抵抗率ρ[Ωｍ]は
【数４】
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となる。土壌抵抗率ρは、ａ電極およびｂ電極の形状に関係なく、各電極の形状を無視することができる。そのため、ａ電極は、車輪などの回転電極でも適用することができる。このａ電極としては導電性ゴムなど最適であり、実際の測定では散水などを行い、電極の接地抵抗を低減すると測定精度が向上する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の土壌抵抗連続測定装置を用いることにより、土壌抵抗を簡単に、連続的に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例である土壌抵抗連続測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例である土壌抵抗連続測定装置の右側面図である。
【図３】図２の通電用車輪電極とその周辺の詳細を示した正面図、右側面図および平面図である。
【図４】従来の土壌抵抗測定装置の一例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の土壌抵抗連続測定装置は、電極と電流計と電圧計と電流を供給する電源からなる。
電極は、電流の需給のための２本と電圧の測定のための２本の計４本必要であり、各々の電極が直線状に等間隔に配置されていれば計算が容易であるため好ましいが、必ずしも各々の電極は直線状でなくても、また、等間隔に配置されていなくてもよい。
【００１３】
各電極は導電性の車輪で形成され、少なくともタイヤは導電性ゴムが用いられる。導電性ゴムを用いる理由は、電極に使用するために要求される導電性と、走行面の凹凸へ適応させる弾力性と滑りのない走行性を確保するためである。車輪は、全体が導電性ゴムで形成されていてもよく、タイヤのみが導電性ゴムで形成されていて、輪心は金属等の導電材料で形成されていてもよい。タイヤも中空のものでも全体がゴムで形成されたものでもよい。導電性ゴムは、シリコーン樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴムにカーボンブラックなどの導電性を持つ添加剤（フィラー）を添加し、数〜数百Ωｃｍの抵抗を有するものである。導電性ゴムは、密のものの外、発泡ゴムであってもよい。
【００１４】
各電極の支持機構は問わないが、典型的なものは、車軸とそれを支える軸受よりなる。車輪に球形のものを用いる場合は、車軸はなくてもよい。走行面の凹凸に対応して常時安定走行を確保するためにクッション機構を付設することができる。これはバネやエアークッションなど公知の機構を利用できる。
【００１５】
各電極は直線状に等間隔に配置する。この間隔は１〜３ｍ程度が適当である。
【００１６】
各電極の内、外側の２つは電流計を介して電源に接続してその間に電流を流し、電流量を測定できるようにする。但し、例えば、塗覆装損傷探査時に用いる測定用電源を用いて外部から電流を流すこともでき、その場合、電源を内蔵させる必要はない。電流は、交流あるいは直流のどちらを使用してもよい。
【００１７】
内側の２つの電極は電圧計（電位差計）に接続して、その間の電位差を計れるようにする。
各電極から得られる情報は、コンピュータに入力して演算を行い、土壌抵抗をオンラインで算出できるようにしておくのがよい。
【００１８】
本発明の土壌抵抗連続測定装置を用いた土壌抵抗の測定は、この装置を測定しようとする土壌面を走行させて得られる電流値と電位差から土壌抵抗を求めることができる。その際、流す電流は１０〜５００ｍＡ程度、好ましくは１００〜２００ｍＡ程度、電圧は１０〜６００Ｖ程度が適当である。また、散水などを行って接地抵抗を低減させることにより、土壌抵抗に変化を起こすことなく測定精度を向上させることができる。また、アスファルトの上から土壌抵抗を測定する場合には、後述する（５）式を用いることができ、アスファルトによる補正係数Ｋを実験や計算によってあらかじめ求めておく必要がある。
【実施例】
【００１９】
図２に、本発明における土壌抵抗連続測定装置の右側面図を示す。図２において、送受信台車１０には４個の駆動輪１１（１１ａおよび１１ｂを図示し、反対側の２個の駆動輪は省略）および通電電源部１２が装備されており、この駆動輪１１は送受信台車１０に搭載されたモータにより駆動される。送受信台車１０のハンドル１４にはデータ表示部２０が取り付けられ、送受信台車１０の座席１５の下部には水タンク２１が、また、座席１５の後部には電流電位計測・演算部２２が取り付けられている。さらに、送受信台車１０の前後には通電用車輪電極２３ａと２３ｂが間隔Ｄの３倍の距離となるように装備され、通電電源部１２から通電用車輪電極２３ａと２３ｂの間に交替直流あるいは交流を通電する。この通電用車輪電極２３ａ、２３ｂを支持している基台２４ａ、２４ｂは、水平方向の軸に対して回動自在となるように送受信台車１０に支持されており、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂを必要に応じて路面から上昇させた位置に保持できるようにしている。また、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂは基台２４ａ、２４ｂに対してその垂直方向に回動自在に支持されている。さらに、送受信台車１０の下部には計測用車輪電極２３ｃと２３ｄが間隔Ｄとなるように装備され、計測用車輪電極２３ｃと２３ｄにより地表面電位差を計測する。この計測用車輪電極２３ｃ、２３ｄは、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂと同様に水平方向の軸に対して回動自在となるように送受信台車１０に支持されている。
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂとその周辺の詳細を示した正面図、右側面図および平面図（基台のカバーを外した状態）である。通電用車輪電極２３ａ、２３ｂはその外周が導電性ゴム２５で覆われており、上部には散水ヘッダ２６が配置されている。この散水ヘッダ２６は水タンク２１にパイプ２７を介して連結されており、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂの軸方向に伸びた管状部材からなり、複数個の吐出孔２６ａが通電用車輪電極２３ａ、２３ｂの軸方向に分布して設けられている。そして、吐出孔２６ａは水タンク２１からの水を通電用車輪電極２３ａ、２３ｂの外周部に吐出して湿潤させる。また、パイプ２７には流量を調整するための止水コック２８が設けられている。
計測用車輪電極２３ｃ、２３ｄは、通電用車輪電極２３ａ、２３ｂと同様に構成されており、計測用車輪電極２３ｃ、２３ｄで計測された地表面電位差は、電流電位計測・演算部２２にて、通電電流と同じ周期の成分のみの電位差ΔＶを抽出する。通電電流Ｉも電流電位計測・演算部２２にて逐次計測される。計測される地表面電位差ΔＶは、（２）式を用いれば、
【数５】
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で与えられる。ここで、Ｋはアスファルトなどによる補正係数であり、走行探査前にあらかじめ導出することができる。
したがって、電流電位計測・演算部２２にて次式より逐次土壌抵抗率ρを求め、データ表示部２０に表示する。
【数６】
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【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の土壌抵抗連続測定装置は、測定しようとする土壌面を走行させるだけで電位差と電流性を得て土壌抵抗を算出できるので、各種の土壌の抵抗の測定に利用できる。
【符号の説明】
【００２１】
１０  送受信台車
１１  駆動輪
１２  通電電源部
１４  ハンドル
１５  座席
２０  データ表示部
２１  水タンク
２２  電流電位計測・演算部
２３ａ、２３ｂ  通電用車輪電極
２３ｃ、２３ｄ  計測用車輪電極
２４  基台
２５  導電性ゴム
２６  散水ヘッダ
２７  パイプ
２８  止水コック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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