(57)【要約】【課題】大地等にアース電極を差し込めない場合であっても、配管の位置探査の精度を確保できる埋設配管探査装置を提供する。【解決手段】一部が大地１に埋設されている導電性の配管２に交流電流を流して配管２の地中埋設部分２ｂから発生させた磁界を大地１の表面から検出することにより、配管２の地中埋設部分２ｂの位置を探査する埋設配管探査装置１０であって、配管２の地上露出部分２ａと電気的な接続を確立可能な第１導体５と、導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成される導電性面状体７を有する第２導体６と、第１導体５と電気的に接続される第１出力端子８ａと、第２導体６と電気的に接続される第２出力端子８ｂとの間に交流電圧を印加して、配管２に交流電流を流す交流電源８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が大地に埋設されている導電性の配管に交流電流を流して前記配管の地中埋設部分から発生させた磁界を大地表面から検出することにより、前記配管の地中埋設部分の位置を探査する埋設配管探査装置であって、
前記配管の地上露出部分と電気的な接続を確立可能な第１導体と、
導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成される導電性面状体を有する第２導体と、
前記第１導体と電気的に接続される第１出力端子と、前記第２導体と電気的に接続される第２出力端子との間に交流電圧を印加して、前記配管に交流電流を流す交流電源と、を備える埋設配管探査装置。
【請求項２】
前記導電性面状体は、互いに電気的に導通する複数本の導電性の線材を規則的に交差させながら並べて形成される請求項１記載の埋設配管探査装置。
【請求項３】
前記導電性面状体は、導電性繊維からなる織布である請求項２記載の埋設配管探査装置。
【請求項４】
前記導電性面状体は、互いに電気的に導通する複数本の導電性の線材を不規則な方向に向けて並べて形成される請求項１記載の埋設配管探査装置。
【請求項５】
前記導電性面状体は、連続する１本の導電性の線材を不規則な方向に屈曲しながら引き回して形成される請求項１記載の埋設配管探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一部が大地に埋設されている導電性の配管に交流電流を流して配管の地中埋設部分から発生させた磁界を大地表面から検出することにより、配管の地中埋設部分の位置を探査する埋設配管探査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部が大地に埋設されているガス配管などの配管の地中埋設部分の位置を探査するための埋設配管探査装置がある。埋設配管探査装置は、導電性の配管に交流電流を流して配管の地中埋設部分から発生させた磁界を大地表面から検出することにより、配管の地中埋設部分の位置を検出する。配管に交流電流を流すために交流電源が用いられる。交流電源の２つの出力端子の内の第１出力端子は、配管の地上露出部分と電気的に接続される。交流電源のもう一方の第２出力端子は、配管の別の地上露出部分と電気的に接続されるか（２点法）、或いは、大地に差し込まれるアース電極（例えば、鉄製で、先端部が丸くなっている釘状のもの）に接続される（１点法）。
【０００３】
上述した２点法を採用した場合、交流電源の第１出力端子と第２出力端子とが、離れた位置にある配管の２つの地上露出部分に接続されると、２つの地上露出部分の間の地中埋設部分に交流電流が流れる。そして、その地中埋設部分から発生した磁界を大地表面から検出できる。但し、探査対象とする地中埋設部分の近傍で２つの地上露出部分を見つけ出すことができない場合がある。そのような場合、遠く離れた位置にある２つの地上露出部に交流電源の第１出力端子と第２出力端子とを接続しなければならないため、交流電源と接続するためのケーブル長が長くなるという問題がある。また、利用可能な２つの地上露出部分を見つけ出すことができなければ、埋設配管の位置探査を確実に行えない。
【０００４】
一方で、上述した１点法のように、交流電源の第１出力端子を配管の地上露出部分に接続し、交流電源の第２出力端子に接続したアース電極を大地中に差し込む方法もある（例えば、特許文献１を参照）。この場合、アース電極と配管の地中埋設部分とでコンデンサが形成されて、配管に交流電流が流れる。つまり、１点法では、上述した２点法のように、利用可能な２つの地上露出部分を見つけ出す必要が無いことに利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５３４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した１点法を採用した場合、アース電極を大地に差し込めない場合がある。例えば、地面がアスファルトなどで舗装されている場合は、アース電極を大地に差し込めない。アース電極をアスファルト上に置いただけでは、配管の地中埋設部分の対極としての機能を発揮させることができず、配管の地中埋設部分とアース電極との間のインピーダンスが非常に大きくなり、配管に流れる交流電流が非常に小さくなる。そして、大地（アスファルト）表面で検出できる地中埋設部分から発生した磁界も非常に小さくなるので、配管の位置探査の精度が低下する。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大地等にアース電極を差し込めない場合であっても、配管の位置探査の精度を確保できる埋設配管探査装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る埋設配管探査装置の特徴構成は、一部が大地に埋設されている導電性の配管に交流電流を流して前記配管の地中埋設部分から発生させた磁界を大地表面から検出することにより、前記配管の地中埋設部分の位置を探査する埋設配管探査装置であって、前記配管の地上露出部分と電気的な接続を確立可能な第１導体と、導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成される導電性面状体を有する第２導体と、前記第１導体と電気的に接続される第１出力端子と、前記第２導体と電気的に接続される第２出力端子との間に交流電圧を印加して、前記配管に交流電流を流す交流電源と、を備える点にある。
【０００９】
上述のように、従来は大地等の表面がアスファルトで舗装されている等の理由により、配管の地中埋設部分の対極となるべきアース電極を大地等に差し込めない場合、大地（アスファルト）表面で検出できる地中埋設部分から発生した磁界が非常に小さくなるという問題があった。
この問題点に対して、本願発明者は、従来のアース電極の代わりとなる、大地等に差し込まなくても配管の地中埋設部分の対極としての機能を発揮する物についての新知見を得た。
つまり、本特徴構成によれば、第２導体が有する導電性面状体を大地表面に対面して配置すると、交流電源から交流電圧を印加したとき、導電性面状体が、配管の地中埋設部分と共にインピーダンスの小さなコンデンサを形成するように働く。そして、配管の地中埋設部分から大地表面へ比較的大きな誘導磁界を発生させる程度の交流電流を配管に流すことができる。その結果、配管の地中埋設部分から発生した誘導磁界を大地等の表面から良好に検出できるようになる。
従って、大地等にアース電極を差し込めない場合であっても、配管の位置探査の精度を確保できる埋設配管探査装置を提供できる。
【００１０】
上記導電性面状体は、互いに電気的に導通する複数本の導電性の線材を規則的に交差させながら並べて形成してもよい。具体的には、導電性面状体として、導電性繊維からなる織布を用いてもよい。また、上記導電性面状体は、互いに電気的に導通する複数本の導電性の線材を不規則な方向に向けて並べて形成してもよい。更に、上記導電性面状体は、連続する１本の導電性の線材を不規則な方向に屈曲しながら引き回して形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】埋設配管探査装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明における第２導体の導電性面状体の構成を示す図である。
【図３】本発明における第２導体の導電性面状体の構成を示す図である。
【図４】比較例における第２導体の構成を示す図である。
【図５】比較例における第２導体の構成を示す図である。
【図６】比較例における第２導体の構成を示す図である。
【図７】比較例における第２導体の構成を示す図である。
【図８】比較例における第２導体の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明に係る埋設配管探査装置の構成を説明する。
図１は、埋設配管探査装置１０の概略的な構成図である。図示するように、埋設配管探査装置１０は、一部が大地１に埋設されている導電性の配管２に交流電流を流して配管２の地中埋設部分２ｂから発生させた磁界を大地１の表面から検出することにより、配管２の地中埋設部分２ｂの位置を探査する。配管２には、電気的な導通が確保されている継手なども含む。本実施形態において、配管はガス配管などであるため、そのガス使用量を計測するためのメータ４を地上に設置するために、配管の一部は地上に露出している。一般に、個人敷地内では大地１の土壌表面が露出しているが、個人敷地に隣接する前面道路部分ではアスファルト９で大地１の表面が舗装されており、そのような前面道路部分で配管２の埋設位置の探査が行われる。そのため、従来型のアース電極を前面道路部分のアスファルト９や大地１に差し込むことはできない。
【００１３】
埋設配管探査装置１０は、配管２の地中埋設部分２ｂに交流電流を流すための交流電源８を備える。具体的には、交流電源８は、交流電圧を出力するための第１出力端子８ａと第２出力端子８ｂとを有する。埋設配管探査装置１０は、第１出力端子８ａに対して電気的に接続される第１導体５と、第２出力端子８ｂに対して電気的に接続される第２導体６とを備える。第１導体５は、配管２の地上露出部分２ａと電気的に接続される。第２導体６は、導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成される導電性面状体７（６）を有する。埋設配管探査装置１０を使用するとき、導電性面状体７は大地１又はアスファルト９の表面と対面して接触するように配置される。
【００１４】
図１に示すように、第２導体６の導電性面状体７と配管２の地中埋設部分２ｂとの間には大地１（土壌が露出している部分）及びアスファルト９が存在しているが、第２導体６の導電性面状体７と配管２の地中埋設部分２ｂとによってコンデンサが形成される。よって、交流電源８が、第１導体５と電気的に接続される第１出力端子８ａと、第２導体６と電気的に接続される第２出力端子８ｂとの間に交流電圧を印加すると、配管２に交流電流が流れる。
【００１５】
配管２に交流電流が流れると、配管２の地中埋設部分２ｂの周囲に誘導磁界が発生する。この誘導磁界は大地１又はアスファルト９の表面から検出器３を用いて検出可能である。但し、発生する誘導磁界が小さくなると（即ち、配管２に流れる電流が小さくなると）、検出器３を用いた磁界の検出精度は低下する。そのため、配管２に流れる電流を大きくする必要がある。例えば、第２導体６の導電性面状体７の構成を変更すると、第２導体６の導電性面状体７と配管２の地中埋設部分２ｂとによって構成されるコンデンサの形態が変化するため、そのコンデンサ部分のインピーダンスが変化する。そして、配管２に流れる電流が変化する。
【００１６】
以下に、大地１等に差し込まなくても配管２の地中埋設部分２ｂの対極としての機能を発揮し、配管２に流れる電流を大きくさせることができる第２導体６の導電性面状体７の構成について説明する。
図２及び図３は、本発明における第２導体６の導電性面状体７の構成を示す図である。また、図４は、比較例における第２導体６の構成を示す図である。具体的には、図２に示す導電性面状体７は導電性布、即ち、複数本の導電性の線材（導電性繊維）を規則的に交差させながら並べて織ったものである。本実施形態では、導電性面状体７Ａとして、各導電性繊維の太さが２５０（μｍ）である線材（絶縁性の化学繊維に銅とニッケルを鍍金したもの）を用いて製造され、密度が７０ｇ／ｃｍ2である導電性布を用いた。また、図３に示す第２導体６の導電性面状体７Ｂは、連続する１本のケーブル状の導電性の線材（材料は銅であり、直径が１．８（ｍｍ）の素線を７本を束ねてより線とし、絶縁材料で被覆したもの）を不規則な方向に屈曲しながら引き回して形成されたものである。
【００１７】
表１には、図２及び図３に示した第２導体６の導電性面状体７Ａ、７Ｂを採用した場合の、誘導磁界測定結果を示す。表１に示す誘導磁界測定結果は、検出器３において誘導磁界を測定したときの測定感度レンジである。測定感度レンジは、数値が小さいほど、検出器３における増幅率が小さいことを意味している。つまり、測定感度レンジの数値が小さいほど、配管２の地中埋設部分２ｂにおいて発生した誘導磁界が大きかったことを意味している。また、８３ｋＨｚ及び２７ｋＨｚは、交流電源８が印加する交流電圧の周波数である。
表１には、図２及び図３に示した第２導体６の導電性面状体７Ａ、７Ｂの比較例として、導電性面状体の代わりに図４に示す先端部分１１Ａを第２導体６に装着した例を示す。具体的には、図４に示す先端部分１１Ａは従来型のアース電極（鉄製で、先端部が丸くなっている釘状のもの）である。本実施形態では、この先端部分１１Ａを、導電性面状体７Ａ、７Ｂを配置した場所の近傍のアスファルト９で舗装されていない大地１に差し込んで誘導磁界の測定を行った。ここで、導電性面状体７Ａ（ＩＩＩ）は、１１５ｃｍ×１１５ｃｍの大きさの１枚の導電性織布をそのまま用いたもの、導電性面状体７Ａ（ＩＩ）は、１１５ｃｍ×１１５ｃｍの大きさの１枚の導電性織布を約半分（６０ｃｍ×１１５ｃｍ）に折り畳んで用いたもの、導電性面状体７Ａ（Ｉ）は、１１５ｃｍ×１１５ｃｍの大きさの１枚の導電性織布を約１／４（５５ｃｍ×６０ｃｍ）に折り畳んで用いたものである。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１から明らかであるように、第２導体６の導電性面状体７Ａ及び７Ｂを用いた場合、検出器３の測定感度レンジは、従来型の先端部分１１Ａ（アース電極）を大地１に差し込んだ場合の測定感度レンジと同程度である。これは、第２導体６の導電性面状体７Ａ及び７Ｂを用いた場合に地中埋設部分２ｂから発生する誘導磁界は、従来型の先端部分１１Ａ（アース電極）を大地１に差し込んだ場合に地中埋設部分２ｂから発生する誘導磁界と同程度であったことを意味する。つまり、第２導体６の導電性面状体７と配管２の地中埋設部分２ｂとによって、インピーダンスの小さいコンデンサを形成することができた。言い換えると、図２及び図３に例示した本発明に係る埋設配管探査装置の導電性面状体７は、導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成したものであり、表面積が大きくなるような構成となっている。加えて、導電性の線材が局所的に配置されるのではなく、上述したｍ×ｎの所定領域内で万遍なく配置されているので、その領域を全てコンデンサの電極として機能させることができる。そのため、交流電流の流れる領域が表皮効果によって制限されるとしても、比較的大きな電流が導電性面状体７を流れること（言い換えると、配管２から大地１に流れた電流を多く集めること）が可能となる。
【００２０】
図５〜図８は、本発明の比較例における第２導体６の構成を示す図である。比較例における第２導体６には、図２及び図３に示した導電性面状体７の代わりに図５〜図８に例示する先端部分１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅが装着されている。図５に示す先端部分１１Ｂは、ステンレス製の容器である。図６に示す先端部分１１Ｃは銅製の板である。図７に示す先端部分１１Ｄは、銅製の管である。図８に示す先端部分１１Ｅは、連続する１本のケーブル状の導電性の線材（材料は銅であり、直径が１．８（ｍｍ）の素線を７本を束ねてより線とし、絶縁材料で被覆したもの）を適当な直径の環状に配置したものである。
表２には、図５〜図８に示した先端部分１１Ｂ〜１１Ｅを上記導電性面状体７の代わりに採用した場合の誘導磁界測定結果を表１の結果との比較のために示す。また、第２導体６及び先端部分１１Ｂ〜１１Ｅがない場合、及び、第２導体６はあるが先端部分１１Ｂ〜１１Ｅがない場合の誘導磁界測定結果も参考のために示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
表２から明らかであるように、先端部分１１Ｂ〜１１Ｅを用いた場合、検出器３の測定感度レンジは、表１に示した測定感度レンジよりも大きくなっている。上述したように、測定感度レンジの数値が小さいほど、配管２の地中埋設部分２ｂにおいて発生した誘導磁界が大きかったことを意味している。よって、表２に示した結果は、先端部分１１Ｂ〜１１Ｅを用いた場合に地中埋設部分２ｂから発生する誘導磁界が、導電性面状体７を用いた場合に地中埋設部分２ｂから発生する誘導磁界よりも非常に小さかったことを意味する。つまり、先端部分１１Ｂ〜１１Ｅと配管２の地中埋設部分２ｂとによって、インピーダンスの小さいコンデンサを形成することができなかった。言い換えると、図５〜図７に示した比較例では、平板状又は管状の部材を用いているため、図２及び図３に例示したような導電性面状体７に比べて表面積に限界がある。そのため、図５〜図７に示した先端部分１１Ｂ〜１１Ｄに流れることができる電流も表皮効果によって制限される。つまり、配管２から地中に流れた電流を先端部分１１Ｂ〜１１Ｄを用いて多く集めることはできない。また、図８に示した比較例では、連続する１本のケーブル状の導電性の線材を環状に（即ち、局所的に）配置しているため、導電性の線材が配置されていない環状部分の中央では配管２から地中に流れた電流を集めることはできない。加えて、環状に配置された１本のケーブルがコイルとなって磁界を発生させるため、配管２から発生した磁界との識別が困難になるという問題もある。
【００２３】
以上のように、本願発明者は、従来のアース電極の代わりとなる、大地１などに差し込まなくても配管２の地中埋設部分２ｂの対極としての機能を発揮する物についての新知見を得た。つまり、上述のような導電性面状体７を大地１又はアスファルト９などの表面に対面して配置すると、交流電源８から交流電圧を印加したとき、導電性面状体７が、配管２の地中埋設部分２ｂと共にインピーダンスの小さなコンデンサを形成するように働く。そして、配管２の地中埋設部分２ｂから大地１などの表面へ比較的大きな誘導磁界を発生させる程度の交流電流を配管２に流すことができる。その結果、配管２の地中埋設部分２ｂから発生した誘導磁界を大地１などの表面から良好に検出できるようになる。従って、大地１などに従来型のアース電極を差し込めない場合であっても、配管２の位置探査の精度を確保できる。
【００２４】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態において、第２導体６の導電性面状体７は導電性不織布、即ち、互いに電気的に導通する複数本の導電性の線材を不規則な方向に向けて並べて形成したものであってもよい。具体的には、上記実施形態では、図２を参照して、第２導体６の導電性面状体７Ａが導電性布である場合、即ち、複数本の導電性の線材を規則的に交差させながら並べて形成されたものである場合を例示したが、第２導体６の導電性面状体７が導電性不織布（複数本の導電性の線材を不規則な方向に向けて並べて形成したものの一例）であっても同様の効果を得ることができる。
【００２５】
＜２＞
上記実施形態において、導電性布及び導電性不織布の製造に用いる導電性の線材は、絶縁性の化学繊維に鍍金したものだけでなく、導電性の金属製ワイヤであってもよい。
【００２６】
＜３＞
上記実施形態において、図２及び図３を参照して第２導体６の導電性面状体７の具体的な形態を説明したが、導電性面状体７が導電性の線材を面内で複数の方向に向けて配置して構成され、その結果、導電性面状体７と配管２の地中埋設部分２ｂとで構成されるコンデンサのインピーダンスが小さくなるものであれば他の形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る埋設配管探査装置は、一部が大地に埋設されている導電性の配管に交流電流を流して配管の地中埋設部分から発生させた磁界を大地表面から検出することにより、配管の地中埋設部分の位置を探査するために利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  大地
２  配管
２ａ  地上露出部分
２ｂ  地中埋設部分
５  第１導体
６  第２導体
７  導電性面状体
８  交流電源
８ａ  第１出力端子
８ｂ  第２出力端子
１０  埋設配管探査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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