(57)【要約】【課題】埋設金属管に並行して埋設されている他の金属管とメタルタッチ部している場合にメタルタッチ部を特定する方法を提供する。【解決手段】防食被覆された埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法であって、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して異なる周波数の交流信号を印加し、地表面に配置した磁気センサを埋設金属管の延長方向の所定間隔おいた測定箇所毎に移動して直交方向に走査して磁界強度を測定し、得られたデータを信号処理して前記異なる周波数信号に対応する各測定箇所の磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無および位置を特定することを特徴とする埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防食被覆された埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法であって、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して第１信号電流と第２信号電流を印加し、地表面を走査する磁気センサを埋設金属管の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走査させて磁界強度を測定し、得られたデータを信号処理して前記の第１信号電流と第２信号電流対応する各測定箇所の磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項２】
埋設金属管に対して水平に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを管軸直交方向の水平成分磁界を検出するように配置し、各測定箇所における管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極大値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする請求項１記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項３】
埋設金属管に対して水平に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを鉛直成分磁界を検出するように配置し、各測定箇所の管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極小値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする請求項１記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項４】
埋設金属管に対して上または下側に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所における２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する見掛上の埋設金属管の深さを演算し、その値を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする請求項１記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項５】
埋設金属管に対して斜め位置に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを埋設金属管の管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所におけるいずれかの段または両方の段の磁気センサの直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極大値の発生位置を求め、且つ２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから埋設金属管の深さを演算し、前記磁界強度の極大値の発生位置および埋設金属管の演算深さを比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする請求項１記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項６】
防食被覆された埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法であって、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して第１信号電流と第２信号電流を印加し、地表面を走査する磁気センサを鉛直成分の磁界を検出するように配置し、第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、または第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、得られたデータを信号処理して前記の第２信号電流または第１信号電流対応する磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項７】
検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して印加する第１信号電流と第２信号電流は、それぞれ異なる周波数の交流信号を同時に通電するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【請求項８】
磁気センサによって得られたデータを信号処理して異なる周波数信号に対応する磁界強度を得る信号処理装置として、埋設金属管と地中に対して印加する信号周波数と同じ周波数の参照信号を使用するロックインアンプを使用することを特徴とする請求項７記載の埋設金属管のメタルタッチ部検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設金属管が他の金属管と素地金属が接触しているメタルタッチの存在とその位置を特定する方法に関するものであって、特に調査対象の埋設金属管に並行して近接埋設された他の金属管のメタルタッチ部を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
防食被覆された埋設金属管が配管工事等によって他の金属管（埋設物）と接触して防食被覆を損傷して素地金属とメタルタッチすると、その部分から埋設金属管の腐食が進行する。また、電気防食された埋設金属管では設計された防食電流が維持できなく電気防食の作用効果が正常に発揮できなくなるような悪影響がある。このため、埋設金属管の良好なメンテナンスを行なう上からメタルタッチの存在およびその位置を特定して、もしメタルタッチが認められたら速やかに対策を講じる必要がある。
地中に埋設された金属管１のメタルタッチ位置３を特定する方法としては、図１０のように、調査対象となる埋設金属管１に信号発信器６から信号電流を流し、埋設金属管１に流れる電流により周囲に発生する磁界を、探りコイルやホール素子等を利用した磁気センサ５を用いて検出し、検出信号の変化点をとらえてメタルタッチ位置３を特定する方法がある。（Nick J. Frost: “Electromagnetic techniques to monitor pipe line coatings”, 「PIPE LINE INDUSTRY」September 1988, p33-35）
この文献によると、埋設金属管１内を流れる電流Iによって埋設金属管１中心から距離ｒの場所では、（１）式からなる磁界Ｂ（Ｔ）が生じる。
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(1)
ここで、μ０は真空の透磁率（Ｈ／ｍ）、μＳは媒質の比透磁率である。
磁界Ｂは、指向性を持つ磁気センサ５を用いて水平成分ｘの磁界強度Ｂｘと鉛直成分ｚの磁界強度Ｂｚとに分離して測定することが出来る。例えば、図１０において磁気センサ５が埋設金属管の管軸方向と直交する方向にＰ１からＰ３まで地表面を走査すると、ＢｘはＰ２の地点、すなわち埋設金属管１の直上で極大となり左右に離れるに従い減少する。また、Ｂｚ埋設金属管１の直上に接近するに従って減少し、直上で零となりその後極性が反転して埋設金属管から離れるに従って大きくなる。これらの結果から埋設金属管の位置を知ることが出来るためパイプロケータとしても用いられる。
上記測定手段を用いてメタルタッチ部を検出する場合、磁気センサ５を金属管１の直上の地表面を管軸方向に沿ってＰ２からＰ５に走査させると、図１１に示すように他の金属管２が交差状にメタルタッチしている場所３の直上Ｐ７で信号電流の流入状態が変化するため磁界強度Ｂｘが大きく変化するため、この点をメタルタッチ部３であると判定できる。
【０００３】
また、特開２００１−２１５２０４号公報に埋設金属管のメタルタッチ調査法が開示されている。この調査法は図１２に示すようにメタルタッチが疑われる区域を中心として埋設管１の上部に複数箇所に８〜１０ｍｍ程度の孔３ａ〜３ｅを掘り、図１３に示すようなケーシング１０１の先端に取付けたヒータ内蔵の先細電極１０２を有するピンターミナル１０３を埋設管１に接触させ加熱して塗覆装を溶解して電極を埋設管の金属素地に接触させ、埋設管１に直流電源１０４から一定電流をながしながら隣接するピンターミナル１０３間における電圧降下を計測してメタルタッチ位置を特定するものである。
また、複数のピンターミナル１０３を接続した埋設管の上流と下流に通電点を設け、交互に直流電流１０４を流してピンターミナル１０３間における電圧降下を計測すると精度よく他の金属管２メタルタッチの位置を特定することができるとしている。なお、調査後傷めた塗覆装の剥離部分は補修キャップを先細電極１０２のヒーターを利用して補修する。
【非特許文献１】「PIPE LINE INDUSTRY」September 1988, p33-35）
【特許文献１】特開２００１−２１５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非特許文献１による方法では、図１に示すように調査対象の埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管がメタルタッチしている場合、メタルタッチ部３の位置の特定は困難となる。なぜなら、前記のように磁気センサ５が埋設金属管の管軸方向と直交する方向にＰ１からＰ３まで地表面を走査すると、磁界強度は調査対象の埋設金属管１と他の金属管２から生じる磁界の合成されたものが検出され、両埋設管１，２の中間位置でＢｘの極大が現れ、Ｂｚは極性が反転するのみでメタルタッチ３の存在による磁界強度Ｂの変化は表れない。
また、磁気センサ５を金属管１の直上の地表面を管軸方向に沿ってＰ２からＰ５に走査させた場合、埋設金属管１と他の金属管２に流れる合成電流Ｉの値は変わらないためメタルタッチ部３を検出できない。
また、特許文献１によるメタルタッチ調査法は、従来から行なわれている管内電流測定法を改良したものであるが、具体的に実施する場合には測定点のピンターミナル１０３を設ける場合、埋設金属管１の直上から１０ｍｍ程度の孔３ａ〜３ｅを埋設金属管１の上面まで掘り下げ、孔内の土砂を排除して特殊な電極１０２を埋設金属管の金属素地に接触させるためあらかじめ埋設金属管１の正確な位置を求めておく必要があり、また、ピンターミナル１０３の設置作業が煩雑である。
また、ピンターミナル１０３は埋設金属管１の塗覆装を溶解して金属素地に特殊電極１０２を接触するため調査後に補修するにしても防食性能を劣化させる心配がある。また、埋設金属管１の塗覆装が硬質ポリエチレン被覆の場合は、塗覆装を融解して金属素地を露出させるには高い温度が必要となり溶融困難な課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の構成を要旨とする。
（１）防食被覆された埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法であって、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して第１信号電流と第２信号電流を印加し、地表面を走査する磁気センサを埋設金属管の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走査させて磁界強度を測定し、得られたデータを信号処理して前記の第１信号電流と第２信号電流対応する各測定箇所の磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することを特徴とする埋設金属管のメタルタッチ部検出方法である。
（２）上記（１）の発明における埋設金属管に対して水平に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを管軸直交方向の水平成分磁界を検出するように配置し、各測定箇所における管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極大値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
（３）上記（１）の発明における埋設金属管に対して水平に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを鉛直成分磁界を検出するように配置し、各測定箇所の管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極小値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
（４）上記（１）の発明における埋設金属管に対して上または下側に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所における２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する見掛上の埋設金属管の深さを演算し、その値を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
（５）上記（１）の発明における埋設金属管に対して斜め位置に並行する他の金属管のメタルタッチ部検出方法において、磁気センサを埋設金属管の管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所におけるいずれかの段または両方の段の磁気センサの直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極大値の発生位置を求め、且つ２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから埋設金属管の深さを演算し、前記磁界強度の極大値の発生位置および埋設金属管の演算深さを比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
（６）防食被覆された埋設金属管と、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法であって、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して第１信号電流と第２信号電流を印加し、地表面を走査する磁気センサを鉛直成分の磁界を検出するように配置し、第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、または第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、得られたデータを信号処理して前記の第２信号電流または第１信号電流対応する磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
（７）上記（１）〜（６）において、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して印加する第１信号電流と第２信号電流は、それぞれ異なる周波数の交流信号を同時に通電するのが望ましい。
（８）上記（１）〜（６）において、磁気センサによって得られたデータを信号処理して異なる周波数信号に対応する磁界強度を得る信号処理装置として、埋設金属管と地中に対して印加する信号周波数と同じ周波数の参照信号を使用するロックインアンプを使用するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来困難であった埋設金属管と並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ位置を地表面を走査する磁気センサによって埋設金属管を傷めることなく、しかも精度良く特定することが可能である。
即ち、本発明においては、調査対象となる埋設金属管の調査範囲の両側に第１信号発信器及び第２信号発信器を設置し、埋設金属管と地中間に２つの信号電流を通電する。この信号電流は2箇所の発信器の接地極から大地に流出し、大地から埋設金属管に流入し発信器に戻る閉ループを構成する。調査対象の埋設金属管と他の金属管にメタルタッチ部が存在すると、2つの信号電流によって両埋設管（埋設金属管と他の金属管）の周囲に生じる磁界強度が変化するため、この磁界強度の変化を埋設金属管の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走査する磁気センサによって測定してメタルタッチ部の存在と位置を特定することができる。
埋設金属管に対して水平に並行する他の金属管のメタルタッチ部を検出するには、請求項２に示すように、磁気センサを管軸直交方向に走査して水平成分（ｘ）の磁気強度を測定して第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極小値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
また、請求項３に示すように磁気センサを鉛直成分（ｚ）の磁界を検出するように配置し第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極小値の発生位置を比較し、メタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定してもよい。
また、調査対象の埋設金属管に対して上または下側に並行する他の金属管のメタルタッチ部を検出するには請求項４に示すように、磁気センサを管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所における２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する見掛上の埋設金属管の深さを演算し、その値を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する。
埋設金属管に対して斜め位置に並行する他の金属管のメタルタッチ部を検出するには、請求項５に示すように、磁気センサを埋設金属管の管軸直交方向の水平成分磁界を検出する方向とし且つ所定間隔をおいた高さに２段配置し、各測定箇所におけるいずれかの段または両方の段の磁気センサの直交方向に走査させた時の磁界強度の測定データから第１信号電流と第２信号電流に対応する磁界強度の極大値の発生位置を求め、且つ２段の磁気センサの管軸直交方向に走査させた時の磁界強度の極大値の測定データから埋設金属管の深さを演算し、前記磁界強度の極大値の発生位置および埋設金属管の演算深さを比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定することができる。
また、並行して近接埋設された他の金属管とのメタルタッチ部を検出する方法において、検出対象区間の両側から埋設金属管と地中に対して第１信号電流と第２信号電流を印加し、地表面を走査する磁気センサを鉛直成分の磁界を検出するように配置し、第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、または第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に沿って埋設金属管の延長方向に追跡しながら第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定し、得られたデータを信号処理して前記の第２信号電流または第１信号電流対応する磁界強度の変化を比較してメタルタッチ部の有無およびメタルタッチ部位置を特定する方法もある。
本発明においては上記の如く、メタルタッチ部が存在すると第１信号電流および第２信号電流に対応する磁界強度Ｂｘの変化、即ち水平成分の磁界強度Ｂｘの極大位置または鉛直成分の磁界強度Ｂｚの零点位置の相対的なずれはメタルタッチ部を境として反転するためこの反転交差部をメタルタッチ部と特定することができる。（メタルタッチが無い場合は、第１信号電流および第２信号電流に対応する磁界強度のピーク位置または零点位置は変化しないため判定できる）
本発明では、メタルタッチ部の存在と位置を特定するため第１信号電流および第２信号電流の２つの信号電流を用いているため、磁界強度Ｂｘの極大位置または鉛直成分の磁界強度Ｂｚの零点位置の相対的なずれの変化がメタルタッチによるものか、埋設金属管の配管曲がりによるものか正確に判断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る埋設金属管のメタルタッチ部検出方法について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態を示す一例であって、調査対象の埋設金属管１と並行して近接埋設された他の金属管２のメタルタッチ位置を検出する全体構成を示したものである。
調査対象となる埋設金属管１の調査範囲の両側には第１信号発信器６及び第２信号発信器８を設置し、埋設金属管１と地中間に信号電流Ｉａ、Ｉｂを通電する。この信号電流は発信器６，８の接地極７，９から大地に流出し、大地から埋設金属管１に流入し発信器６，８に戻る閉ループを構成する。この実施形態では、埋設金属管１に流れる信号電流Ｉａ、Ｉｂによって周りに発生する磁界の磁界強度を管軸と直交方向に地表面を走査する磁気センサ５によって測定し、埋設金属管１と並行して埋設された他の金属管２のメタルタッチ部３の存在とその位置を検出するものである。
【０００８】
埋設金属管１に印加する信号電流Ｉａ、Ｉｂは調査範囲の両側に設置する第１信号発信器６及び第２信号発信器８から通電する。この信号電流は異なる周波数の交流電流を同時に通電するようにするのが望ましいが、同一周波数の交流電流をタイミングをずらして切替式によって通電するか、または一台の信号発信器を移動して２ヶ所から通電するようにしてもよい。
異周波数の交流電流を同時に通電するようにしたものは、磁気センサ５の測定は各測定箇所毎に１回で済み、同一条件における高精度の測定データを得ることができる利点がある。
なお、同一周波数の信号電流を切替式または移動して通電する場合は、第１信号発信器６側及び第２信号発信器８側から通電する度に磁気センサ５によって同一測定箇所で管軸直交方向の磁界強度を測定する必要がある。
【０００９】
図１は第１信号発信器６及び第２信号発信器８に異なる周波数の交流電流Ｉａ、Ｉｂを使用した場合の実施例を示すものである。異なる２つの周波数の信号電流Ｉａ、Ｉｂを用いた場合は各周波数の信号電流に対応する磁界強度を分離する必要があるため、磁気センサ５の信号を処理する第１信号電流Ｉａに対応する信号を処理するための第１信号処理装置１２と、第２信号電流Ｉｂに対応する信号を処理するための第２信号処理装置13を備える。
この第１信号処理装置１２および第２信号処理装置１３は、参照信号発信器を備えたロックインアンプを使用するのが望ましい。ロックインアンプを使用した場合、磁気センサ５の出力を第１ロックインアンプと第２ロックインアンプに並列入力し、それぞれのロックインアンプの参照信号発信器の各周波数を第１信号発信器６及び第２信号発信器８の周波数に設定して、磁気センサから入力される磁界強度のデータから第１信号発信器６及び第２信号発信器８に対応した周波数成分のみの磁界強度を高精度に分離して表示装置１４に出力することができる。
また、前記表示装置１４には磁気センサ５の走査距離を表示するため、エンコーダー等の回転信号発生器を取付けた車輪１１によって距離を演算する距離計測回路１５を備える。
上記の磁気センサ５、信号処理装置（１２，１３）、距離計測回路１５、表示装置等１４は車輪付きの測定台車１０に搭載され、埋設金属管１の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走行させ磁界強度と走行距離を測定する。
図１の埋設金属管１上の直交方向に示す点線は磁気センサの測定走査線である
前記第１信号発振器６と第２信号発生器８で用いる交流電流ＩａＩｂの周波数は数十Ｈｚから７５０Ｈｚの周波数の範囲から選択した異なる周波数を用いる。但し、商用周波数の５０Ｈｚおよび６０Ｈｚの逓倍の周波数を使用するとノイズが重畳するため、この周波数の使用は避ける必要がある。
なお、使用する２つの周波数の差があまり小さいと、他方の周波数の信号を検出してしまうことがあるため使用する２つの信号電流Ｉａ，Ｉｂの周波数は数十Ｈｚ以上離れた周波数を使用する必要がある。例えば、第１信号発振器６の周波数を２２０Ｈｚとし、第２信号発生器８の周波数を３２０Ｈｚにすると好ましい結果が得られる。
【００１０】
図２は調査対象範囲の両側に設置した第１信号発信器６及び第２信号発信器８から埋設金属管１に信号電流Ｉａ，Ｉｂを流した際に、近接する他の金属管２のメタルタッチ部３が存在する場合における各所の電流の大きさを示したものである。メタルタッチの位置３を境として第１信号発振器６側をＡ、第２信号発生器８側をＢとすると、測定対象の埋設金属管１のＡ側には第１信号電流に対応する信号電流Ｉａ１＋Ｉａ２＋Ｉａ３が第１信号発振器側に向かって流れ、第２信号電流に対応する信号電流Ｉｂ１が第２信号発生器側に向かって流れる。また、Ｂ側では第２信号電流に対応する信号電流Ｉｂ１+Ｉｂ２+Ｉｂ３が第２信号発生器側に向かって流れ第１信号電流に対応するＩａ１が第１信号発振器側に向かって流れる。
また、並行する他の金属管２のＡ側では第１及び第２信号電流に対応する信号電流Ｉａ３、Ｉｂ３が、Ｂ側では同Ｉａ２，Ｉｂ２がそれぞれメタルタッチ部３に向かって流れる。
本発明では、これらの信号電流によって両埋設管（埋設金属管１と他の金属管２）の周囲に生じる磁界強度の変化を埋設金属管１の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走査する磁気センサ５によって測定してメタルタッチ部の存在と位置を特定するものである。
【００１１】
なお、並行する他の金属管２がメタルタッチしていない場合は、調査対象の埋設金属管１には他の金属管２からの電流が流入しないため、Ａ，Ｂ側のいずれにおいても第１信号発振器の信号電流Ｉａ、第２信号発振器の信号電流Ｉｂが流れるのみであり、埋設金属管１の周囲に生じる磁界強度に変化が表れない。このため、磁界強度の変化がない場合はメタルタッチが存在しないと判定することができる。
【００１２】
（実施例１）
図３は請求項１〜３に係る発明の実施例であって、調査対象の埋設金属管１に水平に並行された他の金属管２がメタルタッチしているケースの検出方法を示すものである。調査対象の埋設金属管１とほぼ同じ土被り深さに他の金属管２が埋設される場合、途中にマンホール２９等の障害物があると配管ルートが曲げられて隣接する埋設金属管１に接触してメタルタッチする場合がある。
メタルタッチの調査にあたっては、先ず調査対象区間の両端部の埋設金属管１と地中間に前述の第１信号発振器６及び第２信号発生器８を接続し、異なる周波数の信号電流を通電した状態で所定の検出方向に向けて配置した磁気センサ５を搭載した測定台車（図１に示す）を地表面の管軸直交方向に走査して距離計測回路のデータと共に磁界強度のデータを取得する。前記磁気センサ５の検出方向は埋設金属管の管軸直交方向の水平成分（ｘ）、または鉛直成分（ｚ）または水平・鉛直の両成分（ｘ，ｚ）とする。
上記測定作業は、図示しない測定台車１０を測定箇所毎に移動し管軸直交方向に走査して行い、磁気センサ５によって（Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ４〜Ｐ６）の地表面磁界強度のデータを走査距離データと共に取得する。なお、測定台車１０で管軸直交方向を走査する範囲は、金属管２の土被りが深いほど大きくする必要があるが、概ね埋設金属管を中心として左右に２〜３ｍ程度とすればよい。
【００１３】
図４は請求項２の発明に係る実施例であって、埋設金属管１の途中に並行する他の金属管２のメタルタッチ部部が存在する場合の或る測定箇所の磁界強度のデータを示したものであって、（ａ）は磁気センサ５を管軸直交の水平方向（ｘ）に向けて測定して得られた第１信号電流に対応するＢ側の管軸直交方向の磁界強度変化および第２信号電流に対応するＡ側の管軸直交方向の磁界強度変化データである。（ｂ）は第１信号電流に対応するＡ側の管軸直交方向の磁界強度変化および第２信号電流に対応するＢ側の管軸直交方向の磁界強度のデータである。
図の縦軸に示す磁界強度（Ｂｘおよび後述のＢｚ）は磁束密度：（×１０−７Ｔ）である。
（ａ），（ｂ）に示す磁界強度曲線の符号16は埋設金属管１を流れる信号電流から発生する磁界強度、17は他の金属管２を流れる信号電流から発生する磁界強度、１８は１６と１７の合成磁界強度（Ｂｘ）であって、磁気センサ５で測定されるのは合成磁界強度（Ｂｘ）である。
【００１４】
図４（ａ），（ｂ）によると、Ａ側では第１信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｘ）のピークは埋設金属管１の外側に出現し、第２信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｘ）のピークは埋設金属管１と他の金属管２の間に出現している。また、Ｂ側では反対に第１信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｘ）のピークは埋設金属管１と他の金属管２の間に出現し、第２信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｘ）のピークは埋設金属管１の外側に出現している。
【００１５】
図５は請求項３に係る発明の実施例であって、（ａ）は磁気センサ５を鉛直方向（ｚ）に向けて測定して得られた第１信号電流に対応するＢ側の管軸直交方向の磁界強度変化および第２信号電流に対応するＡ側の管軸直交方向の磁界強度変化データである。（ｂ）は第１信号電流に対応するＡ側の管軸直交方向の磁界強度変化および第２信号電流に対応するＢ側の管軸直交方向の磁界強度のデータである。
管軸直交方向に走査した場合、鉛直方向の磁界強度Ｂｚの絶対値は埋設金属管１および並行する他の金属管２に近づくにつれて減少し、埋設金属管の直上付近で零となり通過すると極性が反転する。図の符号１６は埋設金属管１を流れる信号電流から発生する磁界強度、１７は他の金属管２を流れる信号電流から発生する磁界強度を示したもので、磁気センサ５で測定されるのは１６と１７を合成した符号１８で示される磁界強度（Ｂｚ）である。
【００１６】
図５（ａ），（ｂ）から、Ａ側では第１信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｚ）の零点は埋設金属管１の外側に出現し、第２信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｚ）の零点は埋設金属管１と他の金属管２の間に出現している。また、Ｂ側では反対に第１信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｚ）の零点は埋設金属管１と他の金属管２の間に出現し、第２信号電流に対応する合成磁界強度１８（Ｂｚ）の零点は埋設金属管１の外側に出現している。
【００１７】
図６は埋設金属管１の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向の磁界強度を測定した水平成分の磁界強度のデータより第１信号電流に対応する合成磁界強度Ｂｘのピークを連ねた線１９と、第２信号電流に対応する合成磁界強度Ｂｘのピークを連ねた線２０を示したものである。第１信号電流に対応する合成磁界強度Ｂｘのピークを連ねた線１９と、第２信号電流に対応する合成磁界強度Ｂｘのピークを連ねた線２０はメタルタッチ部３で交差するため、この点をメタルタッチ部３と特定することが出来る。
なお、鉛直成分の磁界強度強度（Ｂｚ）の零点についてもＢｘのピーク線１９，２０と同様に描かれ、メタルタッチ部３を特定することが出来る。
このようにメタルタッチ部３が存在すると第１信号電流および第２信号電流に対応する磁界強度Ｂｘのピーク位置またはＢｚの零点位置が相対的にずれるためメタルタッチ部の有無を判定できる。メタルタッチが無い場合は、第１信号電流および第２信号電流に対応する磁界強度のピーク位置または零点位置は変化しない。そして、水平成分の磁界強度Ｂｘのピーク位置または鉛直成分の磁界強度Ｂｚの零点位置の相対的なずれはメタルタッチ部を境として反転するためこの反転交差部をメタルタッチ部と特定することができる。
なお、本発明において第１信号電流と第２信号電流の２つの信号電流を使用する理由は以下のとおりである。もし、一つの信号電流を使用した場合は磁界強度のピーク位置または零点位置が変化した場合、メタルタッチによるものか埋設金属管の配管曲がりによるものか判断できないが、第１信号電流と第２信号電流の２つの信号電流を使用すると前述のように２信号電流に対応する磁界強度（Ｂｘ）のピーク位置、または磁界強度強度Ｂｚの零点位置の相対的なずれと反転交差からメタルタッチ部の存在と位置を特定することができる。なお、２信号電流に対応する磁界強度ＢｘまたはＢｚが反転交差しない場合はメタルタッチ部が存在しないと判定できる。
【００１８】
本発明を実施する場合、磁気センサ５を管軸直交の水平方向（ｘ）または鉛直方向（ｚ）に向けて管軸直交方向に走査してＢｘまたはＢｚのいずれかの磁界強度のデータを取得してメタルタッチ部を検出することができる。また、磁気センサを管軸直交の水平方向（ｘ）と鉛直方向（ｚ）に向けて２台同時に使用し、ＢｘとＢｚの磁界強度の両データからメタルタッチ部を検出すると判定要因が増え検出確度を高めることが出来る。
【００１９】
（実施例２）
次に、請求項４に係る発明、即ち測定対象の埋設金属管１の上または下方に並行して埋設された他の金属管２のメタルタッチ部を検出する方法について説明する。図７は埋設金属管１の下に並行して埋設された他の金属管２が、さらにその下方に交差する埋設管３０等との干渉を避けるために配管ルートが曲げられて埋設金属管1に接触してメタルタッチしているケースである。
このようなケースにおけるメタルタッチ部の調査にあたっては、前記の実施例１と同様に調査対象区間の両端部の埋設金属管１と地中間に前述の第１信号発振器６及び第２信号発生器８を接続し、２ヶ所から第１信号電流と第２信号電流を通電した状態で所定の検出方向に向けて配置した磁気センサ５を搭載した測定台車１０を地表面の管軸直交方向に走査して距離計のデータと共に磁界強度のデータを取得する。本発明において、実施例１と異なる点は直交水平成分（ｘ）を検出する磁気センサ５、２６を地表面上に所定間隔（ｄｚ）おいた高さに２段配置する。
そして、前記実施例１と同様に測定対象範囲にわたって埋設金属管１の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向（Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ４〜Ｐ６）に走査して第１信号電流および第２信号電流に対応する各測定箇所の２段の地表面磁界強度Ｂｘ１、Ｂｘ２のピーク値を取得する。
【００２０】
メタルタッチ部がなく埋設金属管１のみに信号電流が流れている場合、鉛直方向の間隔ｄｚに配置した２個の磁気センサ５、２６で測定した磁界強度の水平方向成分Ｂｘ１，Ｂｘ２のピーク値から、金属管１の中心までの見掛距離ｚ１は（２）式から求めることができる。
2005134159.tif 000004
(2)
一方、他の金属管２とメタルタッチして電流が流れ込んでいる場合、他の金属管２からの信号電流の影響により、（２）式で得られる距離ｚ１は金属管１の中心までの真の距離ｚ０と異なった値を示す。
【００２１】
例えば、調査対象の埋設金属管１と磁気センサ５との真の距離z０が１（ｍ）、他の金属管２と磁気センサ５との距離ｚ2が１．５（ｍ）、２個の磁気センサ５，２６の間隔ｄｚが０．５（ｍ）の場合を考える。
このとき図２に示す信号電流において、Ｂ側では埋設金属管１を流れる第１信号電流をＩａ１＝１Ａ、他の金属管２を流れる第１信号電流Ｉａ２＝０．５Ａ、Ａ側では埋設金属管１を流れる第１信号電流を（Ｉａ＋Ｉａ２＋Ｉａ３）＝２Ａ、他の金属管２を流れる第１信号電流Ｉａ３＝０．５Ａとすると、
第１信号電流に対応する磁界強度をＢ側において測定すると、Ｉａ１とＩａ２の電流の方向が同じであるため、磁気センサ５で測定される磁界Ｂｘ１のピーク値はＢｘ１＝２．６７×１０―７（Ｔ）となり、金属管１に遠い方の磁気センサ２６で測定される磁界Ｂｘ２のピーク値はＢｘ２＝１．８３×１０―７（Ｔ）となる。従って、このＢｘ１、Ｂｘ２の値を用いて、金属管１までの見掛距離ｚ１ａを求めると、
2005134159.tif 000005
(3)
となり真の距離１ｍより見掛け上大きく現れる。（電流符号は図２参照、以下同じ）
一方、第１信号電流に対応する磁界強度をＡ側において測定すると、（Ｉａ１＋Ｉａ２＋Ｉａ３）とＩａ３の電流の方向が異なり、磁気センサ５で測定される磁界Ｂｘ１のピーク値はＢｘ１＝３．３３×１０-７（Ｔ）となり、金属管１に遠い方の磁気センサ２６で測定される磁界Ｂｘ２のピーク値はＢｘ２＝２．１７×１０−７（Ｔ）となる。従って、このＢｘ１、Ｂｘ２の値を用いて、金属管１までの距離z１aを求めると、
2005134159.tif 000006
(4)
となり実際の距離１ｍより小さく現れる。
【００２２】
上記の結果より、他の金属管２を流れる信号電流が第１信号電流Ｉaと同じ方向であるＢ側では、算定された磁気センサ５と埋設金属管１間の見掛距離z１aは真の距離より大きく現れ、電流が逆の方向であるＡ側では磁気センサ５と金属管１間の見掛距離z１aは小さく現れることがわかる。
同様に、第２信号電流Ｉｂに対応するＢｘｂ１、Ｂｘｂ２のピーク値から埋設金属管の見掛距離z１bを算定すると、Ａ側では１．０９（ｍ）、Ｂ側では０．９４（ｍ）となり、第１信号電流に対応するものと逆の値となる。
【００２３】
図８は埋設金属管１の延長方向の各測定箇所毎に第１信号電流に対応する見掛距離z１aのプロット点を結んだ線２７と、第２信号電流に対応する見掛距離z１bのプロット点を結んだ線２８を示したものであり、交差点３（P７）がメタルタッチ部点であると特定することが出来る。
【００２４】
（実施例３）
請求項５の発明は、測定対象の埋設金属管１の斜め方向に並行して埋設された他の金属管２のメタルタッチ部を検出する方法である。この場合のメタルタッチ部３は実施例１および実施例２で述べた検出方法で検出することができるが、両者を併用して総合的に判断するのがよい。
即ち、磁気センサ５を直交水平成分（ｘ）を検出する方向として、且つ地表面上に所定間隔おいた高さに２段配置して地表面上に間隔dzに配置した２個の磁気センサ５，２６によって埋設金属管の延長方向の各測定箇所毎に管軸直交方向に走査して測定した磁界強Ｂｘ１，Ｂｘ２のピーク値から、第１信号電流および第２信号電流に対応する埋設金属管１の中心までの見掛距離z１を求め、管軸方向にプロット点を結んだ線の交差点をメタルタッチ部部と特定する。
また、上記磁気センサ５，２６のいずれか１個の磁界強度のピーク位置の交差点からメタルタッチ部を特定することができる。
さらに、鉛直方向（ｚ）にも磁気センサ５を配置し、磁界強度の零点位置の変化からメタルタッチ部部を特定する方法を組合わせて、これらのデータを総合的に判断してメタルタッチ部を特定するようにすると検出確度をさらに高めることが出来る。
【００２５】
（実施例４）
次に、請求項６に係る発明の実施例について説明する。前記請求項１〜５の発明は磁気センサ５を埋設金属管１の管軸直交方向に走査させるものであったが、この発明では磁気センサ５を埋設金属管１の管軸方向に走査させる点が前述の請求項１〜５の発明と異なる。
本発明の測定装置の構成は図１に示すものと同様、調査対象となる埋設金属管１の調査範囲の両側に異なる２つの周波数の信号電流を印加する第１信号発信器６及び第２信号発信器８を設置し、埋設金属管１と地中間に信号電流を通電する。
磁界強度を測定する磁気センサ５、測定信号を処理する第１信号処理装置１２と、第２信号発生器８および距離計測回路１５を搭載した測定台車１０は埋設金属管の管軸方向に移動するように配置する。前記磁気センサ５は鉛直成分（ｚ）の磁界成分を検出するように配置し、距離計測用の回転信号発生器は車輪１１の回転方向を管軸方向に合わせる。
【００２６】
上記の測定台車を用いてメタルタッチ部を検出する方法は、第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に合うように磁気センサ５の位置調整をしながら、測定台車１０を埋設金属管１の延長方向に移動し、第２信号電流に対応する鉛直方向成分（ｚ）の磁界強度の変化を測定する。または第２信号電流に対応する鉛直方向成分（ｚ）の磁界強度の極小値の位置に合うように磁気センサの位置調整をしながら、測定台車を金属管の延長方向に移動し、第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の変化を測定する。そして、得られたデータを信号処理して前記の第２信号電流または第１信号電流対応する磁界強度の変化を比較する。
【００２７】
図１０の点線２４は前者の第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の管軸方向変化で、実線２５は後者の第１信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の管軸方向変化である。
何れの場合も磁界強度の極性が反転する点３がメタルタッチ部であると特定することができる。
なお、管軸方向において磁界強度の極性が反転しない場合はメタルタッチ部が存在しないと判定する。
本発明を実施する場合、第１信号電流または第２信号電流に対応する鉛直方向成分の磁界強度の極小値の位置に合うように磁気センサの位置調整際、スタート地点で管軸直交方向に走査して極小点の位置を検知し、その後は極小点を見付けながら管軸方向にジグザグ移動するようにした方がよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る埋設金属管のメタルタッチ部検出方法の実施例の全体構成図。
【図２】埋設金属管および並行する他の金属管に流れる電流。
【図３】調査対象の埋設金属管に近接して水平に並行する他の金属管が存在する実施例１のメタルタッチ部検出構成図。
【図４】（ａ），（ｂ）  実施例１における磁界強度の水平方向成分Bxの測定データを、横軸に管軸直交方向の走査距離をとって示した分布例。
【図５】（ａ），（ｂ）  実施例１における磁界強度の鉛直成分Bｚの測定データを、横軸に管軸直交方向の走査距離をとって示した分布例。
【図６】実施例１において、第１信号発信器と第２信号発信器の信号電流によって得られたBxのピーク位置およびBzの零点を結んだ平面図。
【図７】調査対象の埋設金属管に近接して下方に並行する他の金属管が存在する実施例２のメタルタッチ部検出構成図。
【図８】実施例２において得られた第１信号電流に対応する見掛距離z１および第２信号電流に対応する見掛距離z１を結んだ断面図。
【図９】実施例４において管軸方向に磁気センサを移動して得られた、２信号電流に対応する鉛直成分の磁界強度の管軸方向変化。
【図１０】従来技術の例
【図１１】従来技術の例
【図１２】従来技術の例
【図１３】従来技術の例
【符号の説明】
【００２９】
１  調査対象の埋設金属管
２  他の金属管
３  メタルタッチ部部
４  地盤
５  磁気センサ
６  第１信号発信器
７  対極
８  第２信号発信器
９  対極
10  測定台車
11  車輪
12  第１信号処理装置
13  第２信号処理装置
14  表示装置
15  距離計測回路
16  埋設金属管１を流れる信号電流から発生する磁界
17  他の金属管２を流れる信号電流から発生する磁界
18  16と17の合成磁界
19  第１信号電流に対応する合成磁界強度Bｘのピークを連ねた線
20  第２信号電流に対応する合成磁界強度Bｘのピークを連ねた線
21  第１信号電流から発生する磁界
22  第２信号電流から発生する磁界
23  第１信号電流から発生する磁界強度の絶対値が極小となる位置
24  第１信号電流から発生する磁界強度の絶対値が極小となる位置を金属管の延長方向に追跡したときに測定される第２信号電流からなる磁界
25  第２信号電流から発生する磁界強度の絶対値が極小となる位置を金属管の延長方向に追跡したときに測定される第１信号電流からなる磁界
26  実施例２の離隔z１を算定する際に使用する金属管１から遠い方の磁気センサ
27  第１信号電流に対応する見掛距離z１のプロット点を結んだ線
28  第２信号電流に対応する見掛距離z１のプロット点を結んだ線
29  マンホール等の構造物
30  他埋設管等の構造物
【図１】
2005134159.tif 000007
【図２】
2005134159.tif 000008
【図３】
2005134159.tif 000009
【図４】
2005134159.tif 000010
【図５】
2005134159.tif 000011
【図６】
2005134159.tif 000012
【図７】
2005134159.tif 000013
【図８】
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【図９】
2005134159.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005134159.tif 000018
【図１３】
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