(57)【要約】【課題】コンパクトで簡素な構造にしながら、埋設管を精度良く探査できる埋設管探査機が要望されている。【解決手段】受信器３に、送信磁界Ｍ１の直達波Ｄに基づいて受信コイル７に生じるノイズ電流Ｉ４を相殺する相殺電流Ｉ５を発生させる補正電源８を含む補正回路９が備えられ、送信電流Ｉ１の位相を、相殺電流Ｉ５の位相と同期させる基準信号Ｓを発生させる同期手段１０が備えられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信電源、及び、前記送信電源からの送信電流を送信磁界に変換して外部へ送信可能な送信コイルが備えられている送信器と、
前記送信磁界に呼応して埋設管に発生する誘導磁界を受信可能で、前記誘導磁界を探査電流に変換する受信コイルが備えられている受信器と、が備えられている埋設管探査機において、
前記受信器に、前記送信磁界の直達波に基づいて受信コイルに生じるノイズ電流を相殺する相殺電流を発生させる補正電源を含む補正回路が備えられ、
前記送信電流の位相を前記相殺電流の位相と同期させる基準信号を発生させる同期手段が備えられている埋設管探査機。
【請求項２】
前記同期手段が、前記受信器に備えられている請求項１に記載の埋設管探査機。
【請求項３】
前記受信器と前記送信器との間で前記基準信号を伝送する有線の信号線が備えられている請求項１または２に記載の埋設管探査機。
【請求項４】
前記同期手段として、前記基準信号としてのクロック信号を生成するクロック生成部が備えられ、
前記クロック信号に基づいて前記送信電流の位相と前記相殺電流の位相を同期させるように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の埋設管探査機。
【請求項５】
前記同期手段として、前記基準信号としてのＧＰＳ時刻を取得可能な時刻取得部が備えられ、
前記ＧＰＳ時刻により前記送信電流の位相及び前記相殺電流の位相を同期させるように構成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の埋設管探査機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設管を探査可能な埋設管探査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記埋設管探査機の一例が、例えば下記特許文献１に記載されている。同文献に記載の埋設管探査機では、送信電源（同文献では「発信器」）、及び、送信電源からの送信電流を送信磁界に変換して外部へ送信可能な送信コイル（同文献では「誘導コイル」）が備えられている送信器と、送信磁界に呼応して埋設管（同文献では「ケーブル」）に発生する誘導磁界を受信可能で、誘導磁界を探査電流に変換する受信コイル（同文献では「検出コイル」）が備えられている受信器と、が備えられている。受信器から出力される探査電流により、探査箇所における埋設管の存否を知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の技術では、送信コイルから埋設管を介さずに受信コイルに直接到達する送信磁界の直達波により受信コイルにノイズ電流が生じ、このノイズ電流が探査電流に混じることで、埋設管を正確に探査できない場合があった。一方で、送信コイルと受信コイルとの離隔距離を大きくすれば、直達波による悪影響は小さくなるが、その分だけ構造が大型化することになる。
【０００５】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、コンパクトで簡素な構造にしながら、埋設管を精度良く探査できる埋設管探査機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の埋設管探査機は、
送信電源、及び、前記送信電源からの送信電流を送信磁界に変換して外部へ送信可能な送信コイルが備えられている送信器と、
前記送信磁界に呼応して埋設管に発生する誘導磁界を受信可能で、前記誘導磁界を探査電流に変換する受信コイルが備えられている受信器と、が備えられている埋設管探査機において、
前記受信器に、前記送信磁界の直達波に基づいて受信コイルに生じるノイズ電流を相殺する相殺電流を発生させる補正電源を含む補正回路が備えられ、
前記送信電流の位相を前記相殺電流の位相と同期させる基準信号を発生させる同期手段が備えられているものである。
【０００７】
本発明によると、直達波により受信コイルで生じるノイズ電流を、受信器に備える補正電源を含む補正回路で発生させる相殺電流で相殺して除去し、埋設管に起因する探査電流のみを出力させることが可能になる。これにより、送信コイルと受信コイルとの離隔距離を比較的小さくしながら、埋設管の探査を精度良く行えるものとなる。
【０００８】
さらに、送信器側と受信器側との間で基準信号を共用し、その基準信号を用いて、送信器側の送信電流の位相と、受信器側の相殺電流の位相とを揃えた状態で出力するようにしている。例えば、受信器側にキャンセルコイルを備えて、直達波をキャンセルコイルで捕捉した結果に基づいて相殺電流を発生させてノイズ電流の相殺を図るような構造の場合には、相殺電流に、送信電流に基づく直達波が送信コイルから受信コイルへと空気中の離間距離を伝搬する際のロス（波形の歪みや別のノイズの上乗せ等）の影響が顕れるため、相殺電流でノイズ電流を上手く相殺できないおそれがある。しかし、本発明によれば、送信電流と相殺電流とは基準信号を共用するのみであり、相殺電流は、送信電流に基づく直達波が空気中を伝搬する際のロスの影響を受けないので、そのような弊害が生じることを回避できる。また、キャンセルコイルも不要になり、構成が簡素となる。
【０００９】
よって、本発明であれば、コンパクトで簡素な構造にしながら、埋設管を精度良く探査できるものとなる。
【００１０】
本発明において、
前記同期手段が、前記受信器に備えられていると好適である。
【００１１】
上記構成によれば、例えば、送信器に同期手段を備える場合に比べて、送信器の構造が簡素になり、送信器がコンパクトな構造になる。
【００１２】
本発明において、
前記受信器と前記送信器との間で前記基準信号を伝送する有線の信号線が備えられていると好適である。
【００１３】
上記構成によれば、受信コイルと送信コイルとを近付けることが可能であるので、有線の信号線で受信器と送信器とを接続し、基準信号を伝送するようにしても、信号線の線長を短く抑えることができる。また、例えば、無線方式で受信器と送信器とを接続して基準信号を伝送する場合に比べて、伝送ロスを抑えることが可能になり、基準信号の確実な送受信が可能となる。
【００１４】
本発明において、
前記同期手段として、前記基準信号としてのクロック信号を生成するクロック生成部が備えられ、
前記クロック信号に基づいて前記送信電流の位相と前記相殺電流の位相を同期させるように構成されていると好適である。
【００１５】
上記構成によれば、機器に内蔵されるクロック生成部により生成されるクロック信号を活用して、送信電源と補正電源とのタイミングを同期させることで、送信電源と補正電源とで同位相の波形を容易に作り出すことができる。
【００１６】
本発明において、
前記同期手段として、前記基準信号としてのＧＰＳ時刻を取得可能な時刻取得部が備えられ、
前記ＧＰＳ時刻により前記送信電流の位相及び前記相殺電流の位相を同期させるように構成されていると好適である。
【００１７】
上記構成によれば、ＧＰＳ衛星や基準局から受信するＧＰＳ情報に含まれるＧＰＳ時刻を用いて、送信電源と補正電源とのタイミングを同期させることで、送信電源と補正電源とで同位相の波形を容易に作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】埋設管探査機の構成、及び、探査原理等を示す図である。
【図２】ノイズ電流の相殺による検知精度の改善効果を、ノイズ電流の相殺を行わない場合と比較して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一例である実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す埋設管探査機１は、パイプロケータとも呼ばれ、地中等に埋設されている埋設管Ｐを非破壊で探査するために用いられる。探査対象となる埋設管Ｐは、金属を含んでいる。埋設管Ｐは、例えば、ガス管、水道管、電線管、埋設ケーブル等である。埋設管探査機１は、例えば、地表面から比較的浅い箇所に埋設してある埋設管Ｐの探査に特に適している。
【００２０】
図１に示すように、埋設管探査機１には、送信磁界Ｍ１を送信する送信器２、送信磁界Ｍ１に呼応して発生する埋設管Ｐの誘導磁界Ｍ２を受信可能な受信器３、受信器３からの信号を出力可能な出力デバイス４等が備えられている。
【００２１】
送信器２には、送信電源５、及び、送信電源５からの送信電流Ｉ１を送信磁界Ｍ１に変換して外部へ送信可能な送信コイル６が備えられている。送信コイル６の送信磁界Ｍ１が埋設管Ｐに作用すると、埋設管Ｐ全体に誘導電流Ｉ２が発生する。そして、この誘導電流Ｉ２に基づいて、埋設管Ｐにおける送信磁界Ｍ１が作用している箇所とは異なる箇所から誘導磁界Ｍ２が発生する。誘導電流Ｉ２は、送信電流Ｉ１とは逆位相になる。
【００２２】
受信器３には、送信磁界Ｍ１に呼応して埋設管Ｐに発生する誘導磁界Ｍ２を受信可能で、誘導磁界Ｍ２を探査電流Ｉ３に変換する受信コイル７が備えられている。探査電流Ｉ３は、誘導電流Ｉ２とは逆位相になる。
【００２３】
出力デバイス４は、受信器３からの信号を出力するように構成されている。例えば、出力デバイス４は、受信器３から出力される電流値等に基づいて誘導磁界Ｍ２（探査電流Ｉ３）の強さを百分率のメータ指針等で表示することができる（図２参照）。
【００２４】
図１に示すように、受信器３には、送信磁界Ｍ１の直達波Ｄに基づいて受信コイル７に生じるノイズ電流Ｉ４を相殺する相殺電流Ｉ５を発生させる補正電源８を含む補正回路９が備えられている。ノイズ電流Ｉ４は、送信電流Ｉ１とは逆位相になる。
【００２５】
図１に示すように、埋設管探査機１には、送信電流Ｉ１の位相を、相殺電流Ｉ５の位相と同期させる基準信号Ｓを発生させる同期手段１０が備えられている。同期手段１０は、受信器３に備えられている。つまり、基準信号Ｓが発信されるタイミングで、送信電源５において送信電流Ｉ１が生成されると共に、補正電源８において相殺電流Ｉ５が生成される。
【００２６】
本実施形態では、同期手段１０として、基準信号Ｓとしてのクロック信号を生成するクロック生成部１０Ａが備えられている。埋設管探査機１は、クロック信号に基づいて送信電流Ｉ１の位相と相殺電流Ｉ５の位相を同期させるように構成されている。
【００２７】
埋設管探査機１には、受信器３と送信器２との間で基準信号Ｓを伝送する有線の信号線１１が備えられている。信号線１１は、例えば、光ファイバで構成できる。これにより、Ｓ／Ｎ比が良好になり、安定した信号の送受信を行うことができる。また、信号線１１は、受信コイル７と送信コイル６との距離を近付けることができるため、有線形式であっても、線長が短く、伝送ロスが少ないものになっている。
【００２８】
相殺電流Ｉ５と送信電流Ｉ１は、同位相、かつ、同周期に設定されている。一方で、送信電流Ｉ１が送信磁界Ｍ１として空気を伝搬する際や送信磁界Ｍ１から受信コイル７でノイズ電流Ｉ４に変換される際のロスや他のノイズ等を考慮して、相殺電流Ｉ５の振幅は、送信電流Ｉ１の振幅よりも小さく設定されている。
【００２９】
このように、送信器２から受信器３へ直接的に至る送信磁界Ｍ１の直達波による影響によるノイズ電流Ｉ４を、受信器３に備える補正回路９で発生させる相殺電流Ｉ５で相殺するようにしてあるので、送信コイル６と受信コイル７との離隔距離をある程度小さくしても、純粋に埋設管Ｐに由来する探査電流Ｉ３のみを受信器３から出力させることができる。よって、全体がコンパクトで簡素な構造でありながら、埋設管Ｐの探査精度に優れた埋設管探査機１となる。
【００３０】
〔ノイズ電流の相殺の効果の実験データについて〕
図２は、深さ６０ｃｍ、深さ４０ｃｍ、深さ２０ｃｍの地中に互いに距離を離して埋設管Ｐを埋設してある箇所を、埋設管探査機１で走査した際の出力デバイス４によるメータ指針の出力結果をプロットしたグラフである。図２には、上記構成によりノイズ電流Ｉ４を相殺した場合（図２で白抜きの四角で示す）と、ノイズ電流Ｉ４を相殺しない場合（補正回路９を備えない場合；図２で白抜きの丸で示す）と、を対比して示してある。
【００３１】
図２に示すように、ノイズ電流Ｉ４を相殺しない場合には、深さ６０ｃｍ、深さ４０ｃｍ、深さ２０ｃｍの地中に埋設した埋設管Ｐのいずれについても、送信磁界Ｍ１の直達波Ｄの起因するノイズ電流Ｉ４の影響により、出力デバイス４によるメータ指針の出力結果が１００％を振り切れた状態となって、埋設管Ｐの探査を十分に行うことができなかった。
【００３２】
一方、ノイズ電流Ｉ４を相殺した場合には、深さ６０ｃｍ、深さ４０ｃｍ、深さ２０ｃｍの地中に埋設した埋設管Ｐのいずれについても、何も埋設されていない箇所のものに比べて、出力デバイス４によるメータ指針の出力結果に顕著な差異が生じた。
【００３３】
これにより、ノイズ電流Ｉ４を相殺する補正回路９を有する受信器３を備えた埋設管探査機１により、埋設管Ｐを精度良く探査できることが実証された。
【００３４】
〔別実施形態〕
以下、上記実施形態に変更を施した別実施形態について説明する。各別実施形態は、矛盾が生じない限り複数組み合わせて上記実施形態に適用できる。なお、本発明の範囲は、各実施形態にしめした内容に限られるものではない。
【００３５】
（１）同期手段１０として、クロック生成部１０Ａに代えて、基準信号ＳとしてのＧＰＳ時刻を取得可能な時刻取得部が備えられていてもよい。時刻取得部は、ＧＰＳ衛星や基地局等からＧＰＳ時刻を取得する。この場合、ＧＰＳ時刻により送信電流Ｉ１の位相及び相殺電流Ｉ５の位相を同期させるように構成できる。
【００３６】
（２）同期手段１０を、受信器３ではなく、送信器２に備えてもよい。
【００３７】
（３）有線の信号線１１に代えて、無線通信により送信器２と受信器３とを接続し、送信器２と受信器３との間で基準信号Ｓの送受信を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、上記のように地中だけでなく壁内等の各所に埋設されている埋設管を探査する埋設管探査機に利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１      ：埋設管探査機
２      ：送信器
３      ：受信器
５      ：送信電源
６      ：送信コイル
７      ：受信コイル
８      ：補正電源
９      ：補正回路
１０    ：同期手段
１０Ａ  ：クロック生成部
１１    ：信号線
Ｄ      ：直達波
Ｉ１    ：送信電流
Ｉ３    ：探査電流
Ｉ４    ：ノイズ電流
Ｉ５    ：相殺電流
Ｍ１    ：送信磁界
Ｍ２    ：誘導磁界
Ｐ      ：埋設管
Ｓ      ：基準信号
【図１】
2018169363.tif 000003
【図２】
2018169363.tif 000004