(57)【要約】【課題】ガス配管等、地中や建築躯体内等に埋設された配管の位置探査に好適な埋設配管探査装置及びその方法を提供する。【解決手段】音波発信装置２から発信される音波は、周波数帯４００〜６００Ｈｚ、周期０．５秒を以って連続的に変化するものである。音響合成部２ｂにおいて合成される上記音波信号は、増幅部２ｃにおいて増幅され、スピーカ２ａから管内に発信される。受信装置３側では、予め埋設位置と予測される場所の地表面にピックアップ３ａを置き、管内から地表面に伝わる音波振動を探査する。具体的には、推定埋設位置周囲をピックアップ３ａでスキャンして、表示部３ｅのレベル表示が最高値を示す位置を埋設位置と特定する。当該位置を道路にマークするとともに、マップに落とし込む。この工程を順次、道路上の所定の間隔で行うことにより、全長にわたり埋設位置を把握することができる。  【選択図】図１
2009236691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管開口部に設置した音源から信号音を配管内部に伝播させて、埋設層外において検出手段を用いて伝播振動を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査装置であって、
該信号音が、所定の周波数帯内で所定の周期を以って、連続的に変化する音波であることを特徴とする埋設配管探査装置。
【請求項２】
前記所定の周波数帯が、４００Ｈｚ乃至６００Ｈｚであることを特徴とする請求項１に記載の埋設配管探査装置。
【請求項３】
前記所定の周期が、０．２５秒乃至０．７５秒の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設配管探査装置。
【請求項４】
前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を視覚確認可能とする表示手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の埋設配管探査装置。
【請求項５】
前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を聴覚確認可能とする聴取手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１乃至４に記載の埋設配管探査装置。
【請求項６】
前記聴取手段は、複数人による聴覚確認を可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項５に記載の埋設配管探査装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記音源に対して、前記所定の周波数帯及び／又は前記所定の周期を、適宜変更指示可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６に記載の埋設配管探査装置。
【請求項８】
配管開口部から配管内部に信号音を伝播させて、埋設層外の位置で信号音を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査方法であって、
該信号音が、４００Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数帯、かつ、０．２５秒乃至０．７５秒の周期で変化する音波であることを特徴とする埋設配管探査方法。
【請求項９】
請求項８において、さらに、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化に対応して、前記信号音の周波数帯及び／又は周期を適宜変更することを特徴とする埋設配管探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は埋設配管位置の探査技術に関し、特に、ガス配管等、地中や建築躯体内等に埋設された配管の位置探査に好適な埋設配管探査装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス配管等の非開削探査工法としては、電磁式ロケータの利用が一般的であった。しかし、近年、普及拡大が著しいポリエチレン管（ＰＥ管）については、位置探査用のロケータ・ワイヤーが、電食等により配線接続部において断線する例が多く、探査の障害となっていた。また、鋼管についても、配管途中に絶縁継手やバルブ絶縁が介在している場合には探査精度が低下するという問題があった。さらに、大口径管については比較的探査しやすいものの、支管（供内管）等の小口径管では感度が低下するという問題があった。
これらの問題に対応するため、支管の地上部立管などの開口端に音源を取り付けて、ここから配管内部に音波を発信し、推定埋設位置の地表面において管内を伝播する音響振動を検知し、位置特定する音響式探査技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、発信音波について、異なる複数の周波数（例えば、１５０Ｈｚ〜３００Ｈｚ）の音波を同時に発信する技術が開示されている（特許文献２）。さらに、周波数３００Ｈｚ〜１１００Ｈｚの中から適宜選択した音波を、断続的に発信する技術が開示されている（特許文献３）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４６２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８４４５号公報
【特許文献３】特開平８−２７１３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記音響式探査技術においては、発信される音波は、複数種類の周波数を発信するものにあっても、全て周波数が固定されている。しかしながら、地表面における検知感度は、埋設配管の管種、検知位置の土質、舗装状態等の埋設環境により大きく異なり、従来の周波数固定方式ではこれらに適切に対応することが難しいという問題がある。また、現場の暗騒音と検知振動とを識別することが困難という問題もある。このような理由から、音響式探査方式は普及が進んでいないのが実情である。
本発明はこのような課題を解決するものであって、探査精度が高く、また暗騒音と識別が容易で実用性の高い埋設配管探査装置及びその方法を提供するものである
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る燃料ガスの埋設配管位置探装置は、
（１）配管開口部に設置した音源から信号音を配管内部に伝播させて、埋設層外において検出手段を用いて伝播振動を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査装置であって、該信号音が、所定の周期を以って所定の周波数帯内で、連続的に変化する音波であることを特徴とする。
本発明によれば、音源から伝播する音波の周波数が連続的に変化しているため、検出手段を用いてスキャンする際に追尾が容易、かつ、暗騒音との識別が容易という特徴を有する。
なお、周波数帯内の連続的変化は滑らかな変化に限らず、ステップ状に変化するものであってもよい。
（２）前記所定の周波数帯が、４００Ｈｚ乃至６００Ｈｚであることを特徴とする。
（３）前記所定の周期が、０．２５秒乃至０．７５秒の範囲内であることを特徴とする。
【０００６】
（４）前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を視覚確認可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
（５）前記検出手段は、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化を聴覚確認可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
視覚確認可能とすることにより、デジタル表示又はアナログ表示では捉えられない微小変化をも識別可能になるという特徴がある。
（６）前記聴取手段は、複数人による聴覚確認を可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
複数人により視覚確認可能とすることにより、より客観的な判定が可能になるという特徴がある。
（７）前記検出手段は、前記音源に対して、前記所定の周波数帯及び／又は前記所定の周期を、適宜変更指示可能とする手段を、さらに備えて成ることを特徴とする埋設配管探査装置。
本発明により、管種、検知位置の土質、舗装状態等の配管埋設環境に合わせて、最適の周波数帯、周期を選択することができ、常に高い検出性能を確保することが可能となる。
【０００７】
また、本発明に係る燃料ガスの埋設配管位置探査装置は、
（８）配管開口部から配管内部に信号音を伝播させて、埋設層外の位置で信号音を検出することにより、配管埋設位置を探査する埋設配管探査方法であって、該信号音が、４００Ｈｚ乃至６００Ｈｚの周波数帯、かつ、０．２５秒乃至０．７５秒の周期で変化する音波であることを特徴とする。
（９）上記（８）において、さらに、検出位置の微小変化に伴う検出伝播振動のレベル変化に対応して、前記信号音の周波数帯及び／又は周期を適宜変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、埋設配管の管種、検知位置の土質、舗装状態等の埋設環境に関わらず、検知感度を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至４を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の各実施形態に限定されるものではない。
＜第一の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る埋設配管探査装置１の全体構成を示す図である。埋設配管探査装置１は、土中に埋設されているガス導管４経路中の分岐管５の立管部６（位置Ａ）に設けた音波発信装置２と、位置Ａから離隔した配管埋設推定位置（位置Ｂ）の地表面に配置される受信装置３と、を主要構成として備えている。
音波発信装置２は、所定の信号を発振する信号発振部２ｂと、電力増幅部２ｃと、出力調整部２ｄと、立管部６の開口部に取り付けられたスピーカ２ａと、を備えている。これらにより音波発信装置２は、信号発振部２ｂにおいて所望の周波数帯、周期を以って連続的に変化する信号波を発振し、電力増幅部２ｃにおいてこれを増幅して、音波としてスピーカ２ａから管内に発信するように構成されている。また、スピーカ２ａから管内に発信された音波の出力は、探査に最適なレベルになるよう出力調整部２ｄで調整される。
受信装置３は、ピックアップ３ａと、電圧増幅部３ｃ、フィルター部３ｄ、感度調整部３ｇ、電力増幅部３ｈ、表示部３ｅ、を備えた受信装置本体３ｂと、を主要構成として備えている。これにより、受信装置３は、音波発信装置２から音波として発信され、埋設ガス導管１内部を伝播し、さらに地表面位置Ｂに到達する振動波を、ピックアップ３ａで検知して電気信号として出力する。さらに、本体３ｂにおいて電圧増幅、フィルタリングして表示部にレベル表示するように構成されている。さらに、受信装置３は受信した振動波を電力増幅部３ｈで増幅した後、外部ヘッドホン３ｆに出力可能に構成されている。また、受信装置３の感度は感度調整部３ｇで探査に適切な感度に調整される。  
【００１０】
次に、本実施形態における埋設配管探査方法について説明する。音波発信装置２から発信される音波は、図２に示すように周波数帯４００〜６００Ｈｚ、周期０．５秒を以って連続的に変化する波である。信号発振部２ｂにおいて合成される上記音波は、増幅部２ｃにおいて増幅され、スピーカ２ａにより管内に発信される。
受信装置３側では、予め配管埋設予想位置の地表面にピックアップ３ａを置き、管内から地表面に伝わる音波振動を探査する。具体的には、推定埋設位置周囲をピックアップ３ａでスキャンして、  受信装置３の表示部３ｅのレベル表示の動きを追尾し、最高レベルを示す位置を埋設位置と特定する。当該位置を道路にマークするとともに、マップに落とし込む。この工程を順次、道路上において所定の間隔で行うことにより、道路全長にわたり埋設位置を把握することができる。
なお、本実施形態では、表示部３ｅのレベル表示を目視により追尾して判定する例を示したが、ヘッドホン３ｆを用いた聴覚判定とすることもできる。さらに、スピーカに接続することにより、複数人で判定する形態とすることもできる。
【００１１】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態に係る埋設配管探査装置の構成は、上述の実施形態と同一であるので説明を省略する。上述の実施形態との相違点は、発信する音波の周波数帯及び周期を、受信装置側の検知状態に対応して変化させることである。
図３は、周波数帯変更の一例を示した図である。第一ステップでは、発信装置側から最大周波数ｆ１、最小周波数ｆ１’、周期ｔ１で連続的に変化する音波が発信される。ここに、ｆ１≦６００Ｈｚ、ｆ１’≧４００Ｈｚ、かつ、０．２５ｓｅｃ＜ｔ１＜０．５ｓｅｃに調整されている。この設定で、受信装置側においてピックアップをスキャンして表示レベルを追尾し、埋設位置探査を行う。この設定による判定が困難な場合には、次に第二ステップとして発信装置側から最大周波数ｆ２、最小周波数ｆ２’、周期ｔ２で連続的に変化する周波数帯音波に変更し、同様の探査を行う。なお、第二ステップの音波の周波数帯、周期は第一ステップと異なるが、ｆ２≦６００Ｈｚ、ｆ２’≧４００Ｈｚ、かつ、０．２５ｓｅｃ＜ｔ２＜０．５ｓｅｃに調整されている点に関しては同一である。
このようにして位置特定ができるまで周波数帯、周期を変更していく。位置特定できたときは、別地点に移動して上記工程を繰り返し行う。
これにより、土質等、埋設環境に適合した周波数帯、周期を用いた探査が可能となる。
【００１２】
＜第三の実施形態＞
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係る埋設配管探査装置２０の全体構成を示す図である。埋設配管探査装置２０が上述の埋設配管探査装置１と異なる点は、受信装置２２に周波数帯変更を指示する周波数帯指示部２２ａ、選択周波数帯を無線送信する送信部２２ｂが付設されていること、及び、発信装置２１に受信装置側から送信される選択周波数帯を受信する受信部２１ａが付設されていることである。その他の構成については埋設配管探査装置１と同一であるので、説明を省略する。
このような構成により、上述の第二の実施形態では、周波数帯変更に際してステップごとに測定者が発信装置側に連絡する必要があるのに対して、本実施形態では測定者が所望する周波数帯を受信装置側から無線指令することにより、直ちに発信装置側から選択された周波数帯の音波が発信されることになる。これにより探査効率のさらなる促進が図られる。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明の効果を確認するため行った試験の内容について説明する。
（試験方法）
全長４４ｍの５０φＰＥ管を深さ６０ｃｍの土中に埋設し、一端側の立管開口部に音源を取り付けた。音源から順に２．５ｍ、５．０ｍ、７．５ｍ、・・・のように、２．５ｍごとの位置、Ｐ１〜Ｐ１７に受信装置を置き、音源から周波数１００〜１０００Ｈｚの範囲の音波を発信し、地表面に伝播する振動音を測定した。図５（ａ）、図５（ｂ）は、それぞれＰ１〜Ｐ９、Ｐ１０〜Ｐ１７における周波数−音圧レベル（ｄＢ）特性をプロットしたものである。
これらの図から、４００〜６００Ｈｚの範囲において比較的音圧レベルが高く、また音源からの距離によらず音圧レベルの減衰が小さいことから、測定のばらつきを排除でき、検知精度が高いことが分かる。  
【実施例２】
【００１４】
実施例１の試験装置を用いて、さらに聴覚による官能試験を行った。２５０〜３５０Ｈｚ、４５０〜５５０Ｈｚ、６５０〜７５０Ｈｚの音波を、周期０．５秒で連続的に音源から発信し、受信装置側において被験者  ３人がヘッドホンを用いて聴取して、伝達特性（音源からの距離による検知レベル変化）及び聴き易さについて判定した。表１にその結果を示す。
【表１】
2009236691.tif 000003
同表より、４５０−５５０Ｈｚにおいて、識別性能が良好であることが証明された。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、ガス配管のみならず、地上部に開口部を設けることができる配管の位置探査に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態に係る埋設配管探査装置１の構成を示す図である。
【図２】音波発信装置２から発信される音波の周波数帯、周期特性を示す図である。
【図３】第二の実施形態における発信される音波の周波数帯、周期特性を示す図である。
【図４】第三の実施形態に係る埋設配管探査装置２０の構成を示す図である。
【図５（ａ）】実施例１において、位置Ｐ１〜Ｐ９における周波数−音圧レベル（ｄＢ）特性をプロットしたものである。
【図５（ｂ）】実施例１において、位置Ｐ１０〜Ｐ１７における周波数−音圧レベル（ｄＢ）特性をプロットしたものである。
【符号の説明】
【００１７】
１、２０・・・・埋設配管探査装置
２、２１・・・・音波発信装置
２ａ スピーカ
２ｂ・・・・信号発振部
２ｃ・・・・電力増幅部
２ｄ・・・・出力調整部
３、２２・・・・受信装置
３ａ・・・・ピックアップ
３ｃ・・・電圧増幅部
３ｄ・・・フィルター部
３ｅ・・・表示部
３ｆ・・・ヘッドホン
３ｇ・・・感度調整部
３ｈ・・・電力増幅部
４・・・・ガス導管
５・・・・分岐管
６・・・・立管部
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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