(57)【要約】【課題】埋設管の被覆損傷点の特定を精度良く行なう。【解決手段】埋設管１０に交流の基準信号を送信する一方、互いのコイル軸の向きを揃えた一対のサーチコイル２１、２２、２３、２４を、この埋設管の直上線１１の左右に配置し、これらのコイルを地上において移動させて、該サーチコイルに誘起する信号の位相を検出し、位相の変化量を測定することによって、埋設管と交差している他の埋設管１２がある場合に、前記埋設管と電気的に接触して電流が検出しているか否かを判定する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設ラインに交流の基準信号を送信する一方、互いのコイル軸の向きを揃えた一対のサーチコイルを、この埋設ラインの直上線の左右に配置し、これらのコイルを地上において移動させて、前記埋設ラインの周囲に発生している磁界の場所的乱れを検出し、埋設ラインの被覆損傷位置を探査する埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法であって、
前記サーチコイルに誘起する信号の位相を検出し、該位相の変化量を測定することによって、埋設ラインと交差している他の埋設ラインがある場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出しているか否かを判定することを特徴とする埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法。
【請求項２】
埋設ラインに交流の基準信号を送信する一方、この埋設ラインの長手方向に所定間隔で互いのコイル軸の向きを揃えて配置された各一対のサーチコイルを、この埋設ラインの直上線の左右に配置し、これらのコイルを地上において移動させて、前記埋設ラインの周囲に発生している磁界の場所的乱れを検出し、埋設ラインの被覆損傷位置を探査する埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法であって、前記サーチコイルに誘起する信号の位相を検出し、該位相の変化量を測定することによって、埋設ラインと交差している他の埋設ラインがある場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出しているか否かを判定することを特徴とする埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法。
【請求項３】
前記左右の対をなすサーチコイルに誘起する信号の位相が、交差している他の埋設ラインの上部で左右逆位相となる場合は、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出していると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法において、埋設ラインの長手方向に所定間隔で互いのコイル軸の向きを揃えて配置された各一対のサーチコイルの出力信号の差分が、交差している他の埋設ラインの上部で左右逆方向に変化する場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出していると判定することを特徴とする埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設管や埋設線等の埋設ラインに交流電流を流し、地上に設置したサーチコイルに流れる誘導電流を測定することで、埋設ラインの被覆損傷部を探査する技術に係り、特に、検査対象の埋設ラインに交差する他の埋設ラインが存在する場合でも、精度良く被覆損傷部を探査可能な埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガス管、水道管、電線管等の埋設管や埋設線は、土中の水分等による腐食損傷を防止する目的で、表面に塗装等の防食被覆を施している。しかし、完全ではなく、埋設工事中の衝撃や、地震や埋設管上方の交通振動等の影響による埋設後の地盤変位等によって、表面の被覆が損傷を受ける場合がある。この場合、損傷部から腐食が進行し、ガス管、水道管等の場合は、内容物の漏洩といった問題が生じるため、埋設ラインの被覆損傷を定期的に探査する必要がある。
【０００３】
このため、被覆膜の損傷点を、地上で電磁気的に探査する方法が提案されており、例えば、針電極法等の電位法（特許文献１参照）や、埋設ラインへの通電電気量が作る磁界の変化を計測する磁界法（特許文献２参照）による探査方法が開示されている。
【０００４】
しかし、従来の探査方法、例えば埋設管に電流を流し、地上部において電位の変化を測定して埋設管の被覆損傷箇所を検出する電位法では、路面との電気的導通を確保する必要があり、それが問題となって、探査が困難になる場合がある。又、交差した埋設管が接触することによって、両方の埋設管の被覆が損傷し、接触部より電流が流出した場合にも、地中への電流の漏出がなければ、被覆損傷部を検出できないという問題があった。
【０００５】
一方、前記磁界法によって探査する場合は、上記の問題点は解消できるが、交差した埋設管に他の場所で電流の流入がある場合には、交差した埋設管が接触していなくても、埋設管の接触による被覆損傷があるものと誤認する場合があり、接触点の特定は困難であった。
【０００６】
更に磁界法として、特許文献３等に示されるように、対象埋設ラインへ交流の基準電流を流すと共に、対象埋設ラインに沿って上部地上においてサーチコイルを移動させることで、埋設ラインに被覆損傷があった箇所に生じる漏洩電流によって、サーチコイルに発生する誘導電流を検知する方法も知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６１−２１０９３５号公報
【特許文献２】
特開昭６４−４８１号公報
【特許文献３】
特開平１０−２０６３９０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、埋設管にはガス管や水道管といった多種のものがあり、又、都市部等では、各建築物等への配管の分岐が錯綜するため、対象とする埋設管に交差して、様々な埋設管が存在することが多い。こうした対象の埋設管に交差する埋設管に電流が流れている場合、この電流により発生した磁場の影響で、前記したサーチコイルへ誘導電流が生じてしまう。
【０００９】
従って、この場合、対象の埋設管には実際には被覆損傷がないにも拘らず、サーチコイルによる探査において、被覆損傷と同様な誘導電流を検知し、これを被覆損傷と誤認するという可能性があった。
【００１０】
勿論、埋設管が交差する場合には、前記した地盤変位の影響で、実際に埋設管同士が接触して擦れ合い、接触部において被覆損傷を生じることも多く、こうした埋設管交差部での被覆損傷の検知を精度良く行なう技術が必要であった。
【００１１】
このように、従来のサーチコイルを用いた埋設管被覆損傷探査方法では、探査対象の埋設管と交差する埋設管の影響による誤認を防ぐ方法が必要とされていた。
【００１２】
更に、対象埋設管に接触している埋設管がある場合には、その接触点の特定が望まれるが、例えばガス管に水道管が接触しているような場合、水道管は各家庭に引き込まれるため複雑な形状となっている場合が多く、信号電流の流入が確認できたとしても、どの地点から流入しているかの判別が困難であり、復旧工事の場所特定の障害となっていた。
【００１３】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、埋設管の被覆損傷点の特定を精度良く行なうことを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、埋設ラインに交流の基準信号を送信する一方、互いのコイル軸の向きを揃えた一対のサーチコイルを、この埋設ラインの直上線の左右に配置し、これらのコイルを地上において移動させて、前記埋設ラインの周囲に発生している磁界の場所的乱れを検出し、埋設ラインの被覆損傷位置を探査する埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法であって、前記サーチコイルに誘起する信号の位相を検出し、該位相の変化量を測定することによって、埋設ラインと交差している他の埋設ラインがある場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出しているか否かを判定するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１５】
本発明は、又、埋設ラインに交流の基準信号を送信する一方、この埋設ラインの長手方向に所定間隔で互いのコイル軸の向きを揃えて配置された各一対のサーチコイルを、この埋設ラインの直上線の左右に配置し、これらのコイルを地上において移動させて、前記埋設ラインの周囲に発生している磁界の場所的乱れを検出し、埋設ラインの被覆損傷位置を探査する埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法であって、前記サーチコイルに誘起する信号の位相を検出し、該位相の変化量を測定することによって、埋設ラインと交差している他の埋設ラインがある場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出しているか否かを判定するようにして、同じく前記課題を解決したものである。
【００１６】
又、前記左右の対をなすサーチコイルに誘起する信号の位相が、交差している他の埋設ラインの上部で左右逆位相となる場合は、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出していると判定するようにしたものである。
【００１７】
又、埋設ライン接触点被覆損傷部の特定方法において、埋設ラインの長手方向に所定間隔で互いのコイル軸の向きを揃えて配置された各一対のサーチコイルの出力信号の差分が、交差している他の埋設ラインの上部で左右逆方向に変化する場合に、前記埋設ラインと電気的に接触して電流が流出していると判定するようにしたものである。
【００１８】
図１に示すように、探査対象管１０と他管１２の間に接触点１４があれば、そこから信号電流が流入するが、この場合の瞬時電流Ｉの方向は、流入点から他管１２の両端に向かうことになる。
【００１９】
一方、交差のみの場合には、図２に示すように、このような現象は見られず、信号は一方向に向かうのみである。
【００２０】
従って、対象管１０と他管１２が交差している地点において、実際に接触して対象管と他管の表面被覆が損傷して電流が流出している場合と、探査している交差地点では単に管が接触なく交差している場合で、サーチコイルによって検出される信号の基準信号に対する位相が異なるので、この位相を測定して、接触の有無を判別することができる。
【００２１】
本発明は、このような事実に基づいてなされたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の第１実施形態の探査装置２０は、図３に示す如く、検査対象管１０に印加している信号と同じ位相を持つ基準信号ＥＲと、この交差地点又は接触地点前後のサーチコイル２１〜２４の出力Ｅ１〜Ｅ４とを比較することによって、磁束の方向から電流の方向を推定し、更に接触点か否かの判定を行なう。
【００２４】
サーチコイル２１〜２４は、図３に示す如く、検査対象管１０の長手方向に向かって、対象管１０の直上線１１の左右に各一対（２１、２２）（２３、２４）用意した。ここで、１６は地表面、矢印はコイルの位置と極性を示す。
【００２５】
コイルの極性は、全コイル同様とする。
【００２６】
ここで、図４に示す基準信号発生器１８から検査対象管１０に印加する基準信号ＥＲを次式で表わす。
【００２７】
ＥＲ＝ｃｏｓωｔ        …（１）
【００２８】
ここで、コイル２１、２２又は２３、２４の出力を検討する。流出点がある場合の２１、２２又は２３、２４のコイル出力は、左右でちょうど反転しているはずであるから、今、コイル２１、２２を取り上げて、それぞれのコイルの出力Ｅ１、Ｅ２を次式のように置く。
【００２９】
Ｅ１＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ＋θ）            …（２）
Ｅ２＝ｂ・ｃｏｓ（ωｔ＋θ＋π）        …（３）
【００３０】
これらの出力に対して、図４に示す如く、参照信号発信器４０から入力される、基準信号ＥＲと同周波数の参照信号ｃｏｓωｔを乗算器３１、３２により、乗算すると、乗算後の値は、それぞれＥ１´、Ｅ２´となる。
【００３１】
Ｅ１´＝ａ・ｃｏｓ（ωｔ＋θ）・ｃｏｓωｔ              …（４）
Ｅ２´＝ｂ・ｃｏｓ（ωｔ＋θ＋π）・ｃｏｓωｔ          …（５）
【００３２】
これらを変形すると、次の（６）式と（７）式が得られる。
【００３３】
Ｅ１´＝（１／２）・ａ｛ｃｏｓ（２ωｔ＋θ）＋ｃｏｓθ｝    …（６）
Ｅ２´＝（１／２）・ｂ｛ｃｏｓ（２ωｔ＋θ＋π）＋ｃｏｓ（θ＋π）｝…（７）
【００３４】
これらの信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３、３４に通すと、次式が得られる。
【００３５】
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【００３６】
（８）式と（９）式を比較すると明らかなように、正負の符号の違いが発生する。又、同様にして交差しているだけの場合には、符号は変わらないということも分かる。
【００３７】
従って、比較器３５で信号Ｅ１”とＥ２”を比較し、２つのコイルセット（２１、２２）（２３、２４）において、符号が左右で変わる場合をもって、信号の流入点と判定することができる。なお、コイルセットの一方を省略することも可能である。
【００３８】
このようにして、左右の対をなすサーチコイル（２１、２２）（２３、２４）に誘起する信号（Ｅ１、Ｅ２）（Ｅ３、Ｅ４）に、基準信号（ＥＲ）と同周波数の信号を掛け合わせ、ローパスフィルタ３３、３４を通すことによって得られる左右の出力が、図５に示す如く、交差している他の埋設管の上部でプラスとマイナスに分かれてピークを持つ場合は、前記埋設管と電気的に接触して電気が流出していると判定することにより、判定を容易に行うことができる。
【００３９】
あるいは、図６に示す第２実施形態のように、探査装置２０に埋設管の電流を検出するコイル５０を搭載して、このコイル５０の出力信号を、左右の対をなすサーチコイルに誘起する信号に掛け合わせ、ローパスフィルタ３３、３４を通すことによって得られる左右の出力が、図５に示す如く、交差している他の埋設管の上部でプラスとマイナスに分かれてピークを持つ場合は、前記埋設管と電気的に接触して電流が流出していると判定することも可能である。
【００４０】
この方法によると、基準信号ＥＲと同周波数の信号を埋設管の電流を検出するコイルから得ることができるので、探査装置に基準信号と同周波数の参照信号を発信する信号発信機を搭載する必要がなく、簡便に信号処理を行うことができる。
【００４１】
又、検査対象管１０の直線上１１に対して左右にそれぞれ設置する２つのサーチコイル２１、２３とサーチコイル２２、２４の出力信号から、それぞれの出力差分である（Ｅ１−Ｅ３）と（Ｅ２−Ｅ４）を用い、それぞれに基準信号ＥＲと同周波数の参照信号を乗算し、ローパスフィルタを通すことによって高周波数成分をカットすることで、更に感度の高い計測が可能である。
【００４２】
この場合、検査対象管１０と交差する他管１２とが電気的に接触していると、対象サーチコイル２１、２３の出力差分とサーチコイル２２、２４の出力差分とでは、図７に示すようにプラスとマイナスに分かれてピークを示し、交差する他管の直上で交差することになるため、接触点の判定を容易に行うことができる。
【００４３】
【実施例】
図８に示す如く、６００Ａのポリエチレン被覆鋼管（６００Ａ管と称する）６０に３００Ａの硬質塩化ビニール被覆鋼管（３００Ａ管と称する）６２が２箇所で交差していた。一方（図の左側）は、両者の接触により、接触部４４で被覆が損傷しており、他方（図の右側）は、接触しておらず、交差しているだけであった。
【００４４】
６００Ａ管６０に交流電流を流し、この管６０に沿って、図３に示すようなコイル配置を有する探査装置２０を地上で移動させて、被覆損傷状況を調査した。
【００４５】
コイル出力に対し、前記の演算を実施して、ローパスフィルタ後の出力を求めたところ、接触部６４の直上では左右の出力がそれぞれ２６０ｍＶ、−３３０ｍＶであり、非接触部直上では２５０ｍＶ、２５５ｍＶであった。
【００４６】
以上の結果より、左側の接触部４４の直上では、左右の出力に正負の符号の違いが発生していることから、接触があって、電流が３００Ａ管６２に漏洩していることが判明した。又、右側の非接触部直上では、左右の出力がの正負の符号が同じで出力も同等であることから、６００Ａ管６０の被覆は健全であることが確認できた。
【００４７】
なお、前記実施形態においては、本発明が埋設管の被覆損傷部の特定に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、埋設線の被覆損傷部の特定にも同様に適用できることは明らかである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、埋設管の被覆損傷点の特定を精度良く行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための、検査対象管と他管が接触し、実際に信号電流の流出がある場合を示す模式図
【図２】同じく、検査対象管と他管が交差しているが接触はなく、他地点での接触によって信号が流れている場合を示す模式図
【図３】本発明を実施するための探査装置におけるコイルの配置を示す斜視図
【図４】本発明の第１実施形態の信号処理回路を示すブロック図
【図５】同じく接触点付近における出力の変化を示す線図
【図６】本発明の第２実施形態の信号処理回路を示すブロック図
【図７】同じく接触点付近における差分出力の変化信号波形を示す線図
【図８】実施例で探査した埋設管の配置を示す平面図
【符号の説明】
１０…検査対象管
１２…他管
１４…接触点
２０…探査装置
２１、２２、２３、２４…サーチコイル
３１、３２…乗算器
３３、３４…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
４０…参照信号発信器
５０…コイル
６０…ポリエチレン被覆鋼管（探査対象管）
６２…硬質塩化ビニール被覆鋼管（他管）
６４…接触部
【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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