(57)【要約】  【課題】水中における交流信号印加を安定化し、印加信号に付随して生じる電  位差、磁界を正しく測定し得る水中電磁界測定装置を提供することを目的とす  る。【解決手段】信号発信系１０の交流信号発生器１１で発生する交流信号Ｖａとオフット電源１３よりのオフセット電圧Ｖｓｏを増幅回路１４で重畳して出力信号Ｖｏとして、信号印加用の電極14，15を介して水中８に印加する。印加信号Ｖｏに付随して生じる電位差、あるいは磁界を信号受信系２０のセンサ素子21で検出し、その検出信号を増幅回路２２を経て、記録器２３に記録する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号発生器と、前記信号発生器により発生させた信号を水中に印加するための信号印加用の電極と、前記信号発生器により発生した信号の印加により付随して生じる電位差及び磁界を検出するための信号受信器とから構成される水中電磁界測定装置において、
前記信号発生器は、交流に該交流の波高値以上のオフセットを重畳した信号を出力することを特徴とする水中電磁界測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部から水中に信号を印加し、その信号に付随して生じる電位差や磁界を測定する水中電磁界測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中（海中）の状況、水中（海中）における目標体などの検出のため、水中（海中）の電位差や磁界を検出することが行われている。従来、海中における電位差測定装置として、図7に示すように、信号発生用電源装置1と、信号発生用電源装置1に接続される信号電圧印加用の電極２Ａ，２Ｂと、電位差測定用の電極３Ａ，３Ｂと、増幅・表示電子回路ユニット４とを備えてなるものが開示されている（例えば特許文献1参照）。
【０００３】
この電位差測定装置は、電極２Ａ，２Ｂ及び電位差測定用の電極３Ａ，３Ｂを海中８に設けて、信号発生用電源装置1より電極２Ａ，２Ｂに信号電圧を印加し、信号発生用電源装置1のプラス極→電極２Ａ→海水８→電極２Ｂ→信号発生用電源装置1のマイナス極の経路で通電される。このとき抵抗率を有する海水中に電流が流れ、海水中に信号発生用電源装置1から出力された電流値に応じた電位差信号が発生する。この電位差信号を電位差測定用の電極３Ａ，３Ｂによって検出する。
【０００４】
また、船体に信号発生装置を設けると共に、海中に電界センサを設け、この電界センサにより海中の電界を測定し、船舶を抽出する水中電界測定装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３１２３４０６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の電位差測定装置などの水中電磁界測定装置において、信号発生器より水中（海中）に印加する信号は直流のほかに交流信号、パルス信号なども可能であるところから、本願の発明者は、直流信号に比し、交流信号の方が測定中のドリフト等のノイズが少ないことに着目し、交流を信号源として水中での電位差や磁界を測定する水中電磁界測定装置の実現を試みた。
【０００６】
実験の過程で、信号発生器により、発生させた交流信号を水中に設置した２つの信号印加用の電極から水中に印加し、その信号に付随して生じる電位差や磁界を信号受信器により検出する場合、印加する交流信号の波形を図６の（ａ）に示すものとしたところ、この交流信号の極性反転時に、図６の（ｂ）に示すように検出電界信号の波形に歪みを生じることが判明した。そのため、電位差や磁界の測定が正しく行えない、という問題があった。
【０００７】
この発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、水中における交流信号印加を安定化し、印加信号に付随して生じる電位差や磁界を正しく測定し得る水中電磁界測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の水中電磁界測定装置は、信号発生器と、前記信号発生器により発生させた信号を水中に印加するために信号印加用電極と、前記信号発生器により発生した信号に付随して生じる電位差及び磁界を検出するための信号受信器とから構成されるものにおいて、前記信号発生器は交流に該交流の波高値以上のオフセットを重畳して出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、信号発生器より出力される交流信号に、この交流の波高値以上のオフセットを重畳して出力するので、水中印加信号に歪みが生じることなく、したがって水中印加信号として、交流信号を用いることができ、直流を用いた場合に比べ、測定中に生じるドリフト等のノイズの影響を低減した測定が可能となる。そして従来に比し、水中における電位差、磁界をより正しく測定できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１はこの発明の一実施形態水中電磁界測定装置の概略を説明するための模式図である。図２は、同実施形態実施形態水中電磁界測定装置の回路構成を示すブロック図である。この実施形態水中電磁界測定装置は、図１に示すように、交流信号発生器１０と、この交流信号発生器１０より発生させた信号を水中に印加するための信号印加用の電極１２Ａ，１２Ｂと、この電極１２Ａ，１２Ｂより水中に印加された信号に付随して生じる電位差や磁界などの物理量を検出するための信号受信器２０とから構成される。
【００１１】
この水中電磁界測定装置により、例えば水中の電位差を測定する場合は、信号受信器２０のセンサ素子２１としての電極２１Ａ，２１Ｂを用い、信号発生器１０で交流信号を発生し、信号印加用の電極１２Ａ，１２Ｂを介して水中に印加する。これにより電極１２Ａ，１２Ｂ間に水中電流が流れ、この電流に関連して生じる電極２１Ａ、２１Ｂ間における電位差が、信号受信器２０の回路部（制御器）２０Ａにて検出される。
【００１２】
もっとも、上記した図１の構成は、図７で示した回路で発生信号を交流信号としたものと同様であり、本願発明の特徴は、信号発生器１の回路構成にある。以下、各回路について図２の回路を参照して説明する。
【００１３】
この実施形態水中電磁界測定装置において、交流信号を発生させる信号発信系（信号発生器）１０は、交流信号発信器１１と、オフセット電圧源１３と、増幅回路１４と、から構成されている。交流信号発信器１１は、図３に示すようにゼロ点を中心に＋（プラス）、−（マイナス）と正弦変化する交流信号Ｖａを出力する。オフセット電圧源１３は、オフセット電圧Ｖｏｓを出力する。増幅回路１４は、交流信号発信器１１よりの交流信号Ｖａと、オフセット電圧源１３よりのオフセット電圧Ｖｏｓを入力に受け、交流信号Ｖａにオフセット電圧Ｖｏｓを重畳させて、図４に示すようにオフセット分Ｖｏｓを中心に、上下に正弦変化する信号Ｖｏを出力する。オフセット電圧Ｖｏｓは、交流信号の波高値Ｖｍより、大となるように設定している。オフセット電圧Ｖｏｓは、内蔵するボリュウムにより設定変更可能に構成されている。
【００１４】
信号受信系２０は、信号発信系１０より出力された信号に付随して生じる電位差及び磁界などの物理量を検出するための回路であって、電位差を検出するセンサ素子２１である電極２１Ａ，２１Ｂと、増幅回路２２と、記録器２３とを備えている。
【００１５】
ここでは、信号受信系２０で電位差（電界）を検出するため、センサ素子として２個の電界検出用の電極を用いているが、信号受信系２０で、磁気を検出する場合は、センサ素子２１としてフラックスゲート型などの磁気センサが使用される。増幅回路２２はセンサ素子２１で検出された信号を増幅し、さらに目的とする交流信号を抽出するフィルタ機能を備えている。記録器２３は、増幅回路２２より出力される検出信号値を記録する。
【００１６】
この実施形態水中電磁界測定装置において、信号発信系１０より出力される印加信号Ｖｏの波形は、１周期分は、図４に示した通りであり、さらに所定の数サイクル分を示すと、図５の（ａ）に示す波形となる。そして、この波形の印加信号Ｖｏが電極１２Ａ，１２Ｂ間に印加され、この印加信号Ｖｏに付随してセンサ素子２１で検出される例えば電界信号の波形は、図５の（ｂ）に示す通りとなる。この図５の（ｂ）の波形と、図６の（ｂ）の波形を比較してみると、図６の（ｂ）では、極性切替部分で歪みが発生しているのに対し、図５の（ｂ）では、信号極性切替がないため、歪が発生していない。したがって、この実施形態水中磁界測定装置は、信号受信系２０により検出される電界信号は、歪むことなく、安定した計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態水中電磁界測定装置を概略説明するための模式図である。
【図２】同実施形態水中電磁界測定装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態水中電磁界測定装置の交流信号発信系より出力される交流信号Ｖａの一周期分の波形図である。
【図４】同実施形態水中電磁界測定装置の信号発信系より出力される信号Voの一周期分の波形図である。
【図５】同実施形態水中電界測定装置の実波形であって、（ａ）は信号発信系より出力された信号Ｖｏを示す波形図、（ｂ）は信号受信系で検出された信号を示す波形図である。
【図６】図１に示す水中電磁界測定装置において、信号発生器より信号として交流信号のみを出力した場合の実波形であって、（ａ）は信号発信器より出力された信号の波形図、（ｂ）は信号受信器で検出された信号を示す波形図である。
【図７】従来の電位差測定装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０            信号発信系（信号発生器）
１１            交流信号発信器
１２Ａ，１２Ｂ  信号印加用の電極
１３            オフセット電圧源
１４            増幅回路
２０            信号受信系（信号受信器）
２１            センサ素子
２１Ａ，２１Ｂ  電位差検出用電極
２２            増幅回路
２３            記録器
【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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