(57)【要約】【課題】  水平探査による磁気センサーを用いて、強磁性体の近傍でも廃棄爆弾等の探査が可能となる磁気探査システム及び磁気探査の判定方法を提供するものである。【解決手段】  磁気センサーと、該磁気センサーからの出力信号を受信し、解析し、記憶する磁気探知装置と、該磁気探知装置に接続される記録装置とからなる磁気探査システムにおいて、磁気探知装置に、磁気センサーにより探知された磁気信号に対して、磁気センサーから近い範囲の磁気信号のみを抽出するための近範囲磁気信号抽出手段と遠い範囲の磁気信号のみを抽出するための遠範囲磁気信号抽出手段とが設けられていることを特徴とする磁気探査システムであり、近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との波形を比較し、波形の形状と振幅の相違点を識別することにより、爆弾などの検出物を判別することを特徴とする磁気探査の判定方法である。【選択図】  図３
2011133308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサーと、該磁気センサーからの出力信号を受信し、解析し、記憶する磁気探知装置と、該磁気探知装置に接続される記録装置とからなる磁気探査システムにおいて、
磁気探知装置に、磁気センサーにより探知された磁気信号に対して、磁気センサーから近い範囲の磁気信号のみを抽出するための近範囲磁気信号抽出手段が設けられていることを特徴とする磁気探査システム。
【請求項２】
前記の近範囲磁気信号抽出手段は、探知された磁気信号の中で、低い周波数帯域をカットするためのローカットフィルタ回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気探査システム。
【請求項３】
前記の磁気探知装置に、磁気センサーにより探知された磁気信号において、磁気センサーから遠い範囲の磁気信号のみを抽出するための遠範囲磁気信号抽出手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気探査システム。
【請求項４】
前記の遠範囲磁気信号抽出手段は、探知された磁気信号の中で、高い周波数帯域をカットするためのハイカットフィルタ回路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の磁気探査システム。
【請求項５】
前記の近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを同時に比較して出力するための出力手段が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁気探査システム。
【請求項６】
磁気センサーにより探知された状態の磁気信号と、前記の処理された近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを同時に比較して出力するための出力手段が設けられていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁気探査システム。
【請求項７】
前記の近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との波形を比較し、波形の形状と振幅の相違点を識別することにより、爆弾などの弱磁性体の検出物を判別することを特徴とする磁気探査の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地中に埋没する廃棄爆弾などの磁性物体を判別し、その位置を探索する磁気センサーを用いた磁気探査に関し、特に強磁性体の近傍の探査を可能とする磁気探査システム及び磁気探査の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地中に埋没されている廃棄爆弾等を探索する場合には、磁気探査が広く用いられている。
【０００３】
この磁気探査は、物理探査の一分野であり、地震・火山噴火対策、資源開発を目的としたものが知られていますが、第２次世界大戦における日米双方がもたらした、機雷・爆弾・砲弾等の危険物が、未だ残存している地域があり、各種建築・土木工事の障害となっており、その対策として、帯磁物の磁気の強さ・位置が適確に把握できる磁気探査が最も有効な方法であるとされている。
【０００４】
地球自体が１つの磁石であり、日本付近では、約３〜５×１０４ｎＴ程度の磁界を形成しているが、磁気探査で対象となる磁界の強さは５〜１０ｎＴ程度のごく微弱なものであり、探査結果を分析する場合には、その判定者は十分な知識と経験が要求されるものである。
【０００５】
この磁気探査は、廃棄爆弾の探査には欠かせない有効な探査方法ではあるが、矢板等の強磁性体の近傍についての探査は、強磁性体の磁場の影響が大きく、近傍に位置する廃棄爆弾などの危険物を判別することが困難となるので磁気探査不能となっているのが現状である。尚、より細かな作業が必要となる金属探知機や地中レーダー等による探査が行われることもある。
【０００６】
実際には、建築・土木工事現場では、近傍に矢板や鋼管杭、ガードレールなど様々な強磁性物が存在することが多く、それらの近傍（２ｍ以内程度）については、慎重に工事を進める以外に、経済的に有効な探査方法がないのが現状である。
【０００７】
強磁性体(鋼管杭、鋼矢板)付近での探査を可能にするべく、三軸磁気センサーを用いた探査装置が開示されている（特開２００４−３４７５３３）。
【０００８】
この磁気探査方法では、１軸方向のみの感度が高い３つの磁気センサを各軸が直交するように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に個々に配置した３軸磁気センサを用いて、強磁性体の影響を相殺して局所的な帯磁物のみの磁気反応を取り出すことで、問題の帯磁物の距離、方向及び磁気量を探査するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３４７５３３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
地中の廃棄爆弾の探査の場合には、水平探査方法が広く行われている。これは、図１に示すように、細長い棒状の磁気センサ１を二人でつり下げて支持し、１ｍ間隔の探査測線図を基に、探査前に現地にて区域を設定した後、１ｍ間隔の探査測線となる測線ロープ２を１０ｍ単位で設置し、各測線に沿って人力により磁気センサ１をつり下げて移動する方法により探査する。磁気センサ１の移動により、磁気センサ１内のコイルに起電し、その信号がケーブル３で接続された磁気探知装置４により受信し、記録装置５により出力され、記録紙に記録される。
【００１１】
上記の特開２００４−３４７５３３公報による探査方法は、鉛直探査方法であり、探査個所の地面を掘削して形成された掘削孔に、３軸磁気センサーを鉛直方向に移動して探査するものである。
【００１２】
したがって、探査範囲に応じて、数ｍ毎に掘削孔を掘削する必要があり、さらに掘削孔毎に磁気センサーを上下動させて磁気データを測定しなければならないという手間と作業時間を要する。
【００１３】
上記の水平探査の場合には、１ｍ間隔の探査線に沿って移動させるのみで磁気データを測定できるので、広範囲の測定が容易に行うことができる。
【００１４】
また、上記の特開２００４−３４７５３３公報による探査方法は、強磁性体の影響を相殺して局所的な帯磁物のみの磁気反応を取り出すものであるが、実際には、磁気センサーの同一軸上に２個のセンサーが配置されており、それぞれの磁気センサーが検出した磁界の強さの差分が波形として出力されるため、その出力された波形の変化から廃棄爆弾の判定を行うことは、相当な経験者でなければ困難である。
【００１５】
強磁性体の磁界の強さは、出力される波形に大きく影響するものであり、その影響の中での廃棄爆弾の波形の変化を読み取らなければならないため、相当な知識と経験を必要とするものである。
【００１６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、水平探査による磁気センサーを用いて、強磁性体の近傍でも廃棄爆弾等の弱磁性体の探査が可能となる磁気探査システム及び磁気探査の判定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は諸課題を解決するために、請求項１では、磁気センサーと、該磁気センサーからの出力信号を受信し、解析し、記憶する磁気探知装置と、該磁気探知装置に接続される記録装置とからなる磁気探査システムにおいて、
磁気探知装置に、磁気センサーにより探知された磁気信号に対して、磁気センサーから近い範囲の磁気信号のみを抽出するための近範囲磁気信号抽出手段が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００１８】
該磁気センサーは、磁気探査に用いられる磁気センサーであればいずれでも良く、両コイル型磁気斜度計などが好ましい。
【００１９】
該磁気探知装置は、市販されている磁気探知装置であればいずれでも良く、例えば、沖縄県不発弾探査事業協同組合の認定する磁気探知装置等でも良い。
【００２０】
該記録装置は、磁気探知装置からの出力信号をプリントできるものであればいずれでも良く、（株）パントス社の記録装置などでも良い。
【００２１】
該近範囲磁気信号抽出手段は、磁気センサーにより検知された磁気信号の中の近い範囲（１ｍ程度以内）の磁気信号のみとすることができるものであればいずれでも良く、近い範囲の信号のみを分離、抽出できる手段、あるいは遠い範囲の信号を除去する手段などいずれでも良い。
【００２２】
請求項２では、前記の近範囲磁気信号抽出手段は、探知された磁気信号の中で、低い周波数帯域をカットするためのローカットフィルタ回路が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００２３】
該低い周波数帯域とは、検出下限界〜０．６ヘルツ程度であり、概ね０．３〜０．６ヘルツ程度である。
【００２４】
該ローカットフィルタ回路は、低い周波数帯域をカットできる回路であればいずれでも良く、音響関連装置に使用されているローカットフィルター回路を使用しても良い。
【００２５】
請求項３では、前記の磁気探知装置に、磁気センサーにより探知された磁気信号において、磁気センサーから遠い範囲の磁気信号のみを抽出するための遠範囲磁気信号抽出手段が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００２６】
該遠範囲磁気信号抽出手段は、磁気センサーにより検知された磁気信号の中の遠い範囲（１ｍ程度以上）の磁気信号のみとすることができるものであればいずれでも良く、遠い範囲の信号のみを分離、抽出できる手段、あるいは近い範囲の信号を除去する手段などいずれでも良い。
【００２７】
請求項４では、前記の遠範囲磁気信号抽出手段は、探知された磁気信号の中で、高い周波数帯域をカットするためのハイカットフィルタ回路が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００２８】
該高い周波数帯域とは、０．７ヘルツ〜検出上限界までであり、概ね０．７〜２．０ヘルツ程度である。
【００２９】
該ハイカットフィルタ回路は、高い周波数帯域をカットできる回路であればいずれでも良く、音響関連装置に使用されているハイカットフィルター回路を使用しても良い。
【００３０】
請求項５では、前記の近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを同時に比較して出力するための出力手段が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００３１】
該出力手段は、モニター等の表示手段でも良く、プリンターなどの記録手段等、同時に比較表示して出力できるものであればいずれでも良い。
【００３２】
２色２ペン式の記録器などが好ましく、磁界の強さを縦軸に時間軸を横軸とした記録器が好ましい。
【００３３】
尚、モニター表示して連続動画表示するものでも良く、縦軸、横軸のレンジを個々に調整できるものが好ましい。
【００３４】
請求項６では、磁気センサーにより探知された状態の磁気信号と、前記の処理された近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを同時に比較して出力するための出力手段が設けられていることを特徴とする磁気探査システムとするものである。
【００３５】
該出力手段は、モニター等の表示手段でも良く、プリンターなどの記録手段等、同時に３つのデータを比較表示して出力できるものであればいずれでも良い。
【００３６】
３色３ペン式の記録器などが好ましく、磁界の強さを縦軸に時間軸を横軸とした記録器が好ましい。
【００３７】
また、比較表示方法としては、上段、中段、下段の３段に表示して比較しやすいものが良く、上段に近範囲磁気信号、中段に磁気センサーにより探知された状態のままの近範囲から遠範囲までが合成された磁気信号、下段が遠範囲磁気信号を比較表示することが好ましい。
【００３８】
尚、モニター表示により、連続動画表示するものでも良く、縦軸、横軸のレンジを個々に調整できるものが好ましい。
【００３９】
請求項７では、前記の近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との波形を比較し、波形の形状と振幅の相違点を識別することにより、爆弾などの弱磁性体の検出物を判別することを特徴とする磁気探査の判定方法とするものである。
【００４０】
通常は、鋼製矢板等の強磁性体の近傍に廃棄爆弾がないかどうかを探査する場合には、磁気センサーにより探知された状態のままの近範囲から遠範囲までが合成された磁気信号で判断しなければならない。
【００４１】
この場合においては、出力信号に強磁性体の影響が非常に強くなり、記録装置では、大きな波形が出現することになり、廃棄爆弾の検知による信号は小さいので、強磁性体の波形に廃棄爆弾の波形が合成されて出現することになる。
【００４２】
このため、強磁性体の波形に対して、わずかな波形の変更として現れるため、相当な熟練者においても、これを判別することは困難である。
【００４３】
しかしながら、本願発明では、磁気センサーにより探知された状態のままの近範囲から遠範囲までが合成された磁気信号を、近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号を別々に抽出して比較表示することにより、前記の合成信号の波形では判別が困難であった、強磁性体の近傍の廃棄爆弾の磁気信号を容易に判別できるようにしたものである。
【００４４】
すなわち、遠範囲磁気信号においては、強磁性体の影響がそのまま出現するため、前記の合成信号の波形とほぼ同様な波形が出現する。
【００４５】
これに対して、近範囲磁気信号は、強磁性体よりも近い範囲の磁気信号のみを抽出したものであるため、強磁性体の影響の無い磁気信号が得られる。
【００４６】
これにより、強磁性体の波形の影響の無い、強磁性体よりも近い範囲に埋没している廃棄爆弾のみの磁気信号が出力されるので、鮮明に廃棄爆弾の磁気信号を判別することができるものである。
【００４７】
この場合においては、遠範囲磁気信号による波形と近範囲磁気信号の波形を同時に比較表示されていることにより、両者の波形に違い、特に異なる振幅の波形が近範囲磁気信号の波形として出現した場合には、廃棄爆弾の磁気信号による波形であることが明確に判別できるものである。
【００４８】
そして、その廃棄爆弾の位置は、強磁性体よりも近い範囲に存在することも判別できるものである。
【００４９】
これにより、従来の磁気探査においては、困難であった強磁性体の近傍、特に１ｍ以内の探査が可能となり、かつ判別が容易となるものである。
【発明の効果】
【００５０】
本発明は以下の効果を奏する。
１）磁気センサーにより探知された状態のままの近範囲から遠範囲までが合成された磁気信号を、近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号を別々に抽出して比較表示することにより、強磁性体の近傍の探査を可能とすることができる。また、その判別が容易となる。
【００５１】
２）強磁性体の近傍の探査において、近範囲磁気信号を抽出することにより、強磁性体の影響の無い波形を出力表示できる。
【００５２】
３）ローカットフィルター回路を設けることにより、近範囲磁気信号を抽出することができる。
【００５３】
４）ハイカットフィルター回路を設けることにより、遠範囲磁気信号を抽出することができる。
【００５４】
５）近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを同時に比較表示することにより、強磁性体の近傍の低磁性体の探査が可能となる。
【００５５】
６）磁気センサーにより探知された状態のままの近範囲から遠範囲までが合成された磁気信号と、近範囲磁気信号と、遠範囲磁気信号とを同時に比較表示することにより、前記の合成磁気信号の波形と容易に比較することができ、強磁性体の近傍の低磁性体の磁界の強さや位置の分析が可能となる。
【００５６】
７）本発明の磁気探査の判定方法の用いることにより、強磁性体の近傍の廃棄爆弾などの判別が容易となり、特別に熟練した判定者でなくとも、一定程度の知識を有する者であれば容易に廃棄爆弾の判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の磁気探査における水平探査方法の実施例を示す概略図である。
【図２】従来の磁気探査の出力信号である合成磁気信号を３段階のレンジで比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【図３】本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【図４】強磁性体から３ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【図５】強磁性体から２ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【図６】強磁性体から１ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図２は、従来の磁気探査の出力信号である合成磁気信号を３段階のレンジで比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【００５９】
この合成磁気信号は、鋼製矢板による強磁性体の近傍（鋼製矢板から０．５ｍの地点）に５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体を埋設し、１ｍ離れた探査測線に沿って磁気センサーを移動して得られた磁気信号を記録紙に記録したものである。
【００６０】
各々の波形は、下段の波形１３が、２Ｖレンジでの波形であり、中段の波形１２は、レンジを２倍に拡大した波形であり、上段の波形１１は、さらにレンジを３倍にした波形である。
【００６１】
従来の磁気探査の出力波形は、この図のように、磁気センサーにより検知された磁気信号をそのまま１つの磁気データとして、出力され、その１つのデータをレンジを変えて、拡大して３種類の波形で表示されている。
【００６２】
このため、各波形は、レンジの違いのみであり、その周期はすべて同じであり、レンジの拡大による振幅の変化のみである。
【００６３】
強磁性体である鋼製矢板による波形に対して、５０Ｋｇ爆弾装置の磁性体の波形が合成されているものであるが、図に示すように、どの部分に５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体の波形が現れているのか判別することは困難である。
【００６４】
図３は、本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【００６５】
この磁気信号の波形図は、図２と同様な条件である鋼製矢板による強磁性体の近傍に５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体を埋設したものであり、同様に１ｍ離れた側線での探査結果を示した波形である。
【００６６】
上段の波形が近範囲磁気信号の波形２１であり、中段は、合成信号の波形２２であり、下段は遠範囲磁気信号の波形２３である。
【００６７】
図から明らかなように、中段の合成信号２２と下段の遠範囲磁気信号２３は、振幅が異なるが、周期は同じであり、波形そのものは、略同様な波形であることが解る。
【００６８】
これに対して、上段の近範囲磁気信号の波形２１は、明らかに合成信号の波形２２及び遠範囲磁気信号の波形２３とは異なる波形であることが解る。
【００６９】
特に周期が明らかに異なる波形が出現しており、５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体が容易に判別できるものである。
【００７０】
このように図２と図３とを比べると明らかなように、従来の磁気探査結果のグラフ図２では、強磁性体の近傍の廃棄爆弾相当の磁性体による波形を判別することは困難であるが、本発明による磁気探査システムによる探査結果のグラフ図３では、強磁性体の近傍の廃棄爆弾相当の磁性体による波形を容易に判別することができるものである。
【００７１】
図４は、上記と同様な条件である、強磁性体（ガードレール）の近傍（０．５ｍ地点）に５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体を埋設し、この強磁性体から３ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【００７２】
上段の波形グラフは、近範囲磁気信号による波形２１であり、中段は合成信号による波形２２であり、下段は、遠範囲磁気信号による波形２３である。
【００７３】
この図では、中段の合成信号による波形２２と下段の遠範囲磁気信号による波形２３は、周期は同じであり、振幅が異なるものの略同様の波形となっていることが解る。これに対して上段の近範囲磁気信号による波形２１は、最初の波については、中段及び下段の波形と同様であるが、その後は波が全くない状態であり、何も探知できていない状態であることが解る。
【００７４】
図５は、磁性体は、図４と同じ条件であり、強磁性体から２ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【００７５】
図４と同様に、上段の波形グラフは、近範囲磁気信号による波形２１であり、中段は合成信号による波形２２であり、遠範囲磁気信号による波形２３である。
【００７６】
この図では、図４と同様に中段の合成信号による波形２２と下段の遠範囲磁気信号による波形２３は、周期は同じであり、振幅が異なるものの略同様の波形となっていることが解る。これに対して上段の近範囲磁気信号による波形２１は、最初の波については、中段及び下段の波形と同様であるが、その後は波がわずかにあるが、特に探知している状態でないことが解る。
【００７７】
図６は、磁性体は、図４、図５と同じ条件であり、強磁性体から１ｍ離れた地点で探査した場合の本発明による合成磁気信号と近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号との比較表示した記録紙の実施例を示す図である。
【００７８】
図４、図５と同様に、上段の波形グラフは、近範囲磁気信号による波形２１であり、中段は合成信号による波形２２であり、遠範囲磁気信号による波形２３である。
【００７９】
この図では、図４、図５と同様に中段の合成信号による波形２２と下段の遠範囲磁気信号による波形２３は、周期は同じであり、振幅が異なるものの略同様の波形となっていることが解る。
【００８０】
これに対して上段の近範囲磁気信号による波形２１は、最初の波については、中段及び下段の波形と同様であるが、その後は波において、○印の部分３０の波は、中段及び下段の波形と異なる波形であることが解り、５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体の波形が現れていることが解る。
【００８１】
このように、図４、図５、図６を比較して見ると、強磁性体から３ｍ、２ｍ離れた地点で探査すると、近範囲磁気信号には、５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体の波形は現れないが、１ｍ離れた地点での探査結果の波形を見ると、近範囲磁気信号の波形に、５０Ｋｇ爆弾相当の磁性体の波形が明らかに現れ、強磁性体から１ｍ以内に存在することが容易に判別できるものである。
【００８２】
磁気センサーにより検知された合成磁気信号を近範囲磁気信号と遠範囲磁気信号とを別々に抽出し、同時に比較表示することで、強磁性体の近傍の低磁性体の判別が容易に可能となるものである。
【００８３】
また、本発明によれば、低磁性体の判別において、合成磁気信号及び遠範囲磁気信号の波形に対して、近範囲磁気信号の波形は、明らかに異なる波形として現れるので、判別が容易であり、特別な熟練者でなくとも、容易に判別が可能となるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１  磁気センサー
２  探査側線
３  磁気探査装置
４  記録装置
１１、１２、１３  合成磁気信号による波形
２１  近範囲磁気信号による波形
２２  合成磁気信号による波形
２３  遠範囲磁気信号による波形
【図１】
2011133308.tif 000003
【図２】
2011133308.tif 000004
【図３】
2011133308.tif 000005
【図４】
2011133308.tif 000006
【図５】
2011133308.tif 000007
【図６】
2011133308.tif 000008