JPH01101491A - 海底埋設物探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、海底に埋設した通信ケーブル等の海底埋設
物の位置を探査する海底埋設物探査装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、海底に埋設した通信ケープμの点検を行なうた
めに該通信ケーブルを探査する場合、磁気センサを備え
たロボットを９通信ケーブルの埋設位置近辺に誘導し、
磁、気センサに、たとえば８８００Ｖ　、　７００Ａの
電圧、電流を与えて強い磁界を発生させ、通信ケーブル
の探査を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、磁気センサによる探査の場合、前記したように
高電圧、大電流を供給して強い磁界を発生しなければな
らず、探査対象の通信ケーブルが使用中の活線である場
合には、通信障害が生じるため、探査を行なうことがで
きないという問題点がある。

一方、低周波により、海底下数１０ｍの地層探査を行な
う探査機器として、サブボトムプロファイラと呼ばれる
ものがあり、このサブボトムプロファイラを用いて通信
ケープμの探査を行なうことが考えられるが、サブボト
ムプロファイラ自体が非常に大型でかつ重量も重いため
、船舶に固定して装備しなければならず、探査専用のロ
ボットや曳航体のような小型移動体に搭載することが不
可能であり、応用性に欠けるという問題点がある。

そこで、この発明では、海中を自在に移動できる小型で
、かつ応用性の優れた海底埋設物探査装置を提供するこ
とを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そして、前記した従来技術の問題点を解決するための手
段を実施例に対応する第１図および第２図を用いて説明
する。

すなわち、この発明では、海中を移動する探査装置本体
（１）と、 前記本体（１）に設けられ海底に向って低周波狭指向性
音響ビームを発射するパラメトリックアレイ送波器と、 前記本体（１１に設けられ前記音響ビームの海底埋設物
からの反射波を受波する受波器と、前記本体（１）に設
けられた該本体ｆｉｌの水平方向および上下方向それぞ
れへの移動用の水平スラスタ（５）および垂直スラスタ
（７）と、 前記本体（１）に設けられた該本体（１）の方向変換お
よび停止用の耐流スラスタ（９）と、 前記本体（１）に設けられ前記受波器により前記反射波
が受波されるよう前記スラスタ（５）　、　（７）　、
　（９）を制御するコントローラ１１とを備えている。

〔作用〕

したがって、この発明によると、パラメトリックアレイ
送波器から海底に向って低周波狭指向性音響ビームが発
射され、受波器により、前記音響ビームの海底埋設物か
−らの反射波が受波されるように、水平、垂直、耐流の
各スラスタが制御され、海底埋設物の探査が行なわれる
。

このとき、小型のパラメトリックアレイ送波器および受
波器からなる音響センサ（３１を用いているため、探査
すべき海底埋設物が通信ケーブルで。

しかも使用中の活線であっても、従来の磁気センサの場
合のような通信障害を招くことがなく、サブボトムプロ
ファイラのように船舶に固定して装備しなければならな
いこともなく、海中を自在に移動できる小型の装置本体
（１１やその他ロボット等への搭載を容易に行なえ、小
型化および応用性の向上が図れる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、そのｌ実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

第１図および第２図において、（１）は海中を移動する
球殻状の装置本体、（２１は４本の支持バー（２；を介
して本体（１）の下部に取シ付けられたリング状の脚体
、（３）は脚体（２１に取シ付けられた音響センサであ
り、２個のパラメトリックアレイ送波器と２個の受波器
とからなり、両送波器により、海底に向って低周波狭指
向性音響ビームが、短い周期で交互に、かつその照射領
域が約１／８程度重なるよう゛　に発射され、両受波器
それぞれにより、対応する前記送波器により発射された
音響ビームの海底埋設物からの反射波が受波されて受波
信号が出力される。

このとき、前記したパラメトリックアレイ送波器は、直
径が８０１．厚さが２０ｆｉと小型であシ、送波出力と
して、１ＱＫＨｚの音波を１８０　（ｄＢ／／Ｉｈａ　
、１（ａｔ　１ｍ）の送波レベルで放射することが可能
である。

さらに、前記両受波器からの受波信号は、本体（１）に
接続されたケーブル（４）を介して海上の母船の主制御
部に接続されており、前記主制御部に設けられた２チヤ
ンネルレコーダにより、前記両受波器からの受波信号に
よる又射エコーが表示されるようになっている。

つぎに、第１図、第２図において、ｒ５１は本体（１１
に設けられた該本体（１）の水平方向への移動用の２個
の水平スラスタ、（６）は本体（１）内に設けられた両
水平スラスタ（５）の駆動モータ、（７）は本体（１）
に設けられた該゛本体＋１１の上下方向への移動用の２
個の垂直スラスタ、（８１は本体＋１３内に設けられた
両垂直スラスタ（７）の駆動モータ、（９）は本体（１
１に設けられた４個の耐流スラスタであり、本体（１１
内に設けられた４個の駆動モータａＯによりそれぞれ駆
動され、本体（１）の方向変換を行なうとともに、潮流
がある場合の本体（１）の所定位置での停止を行なう。

なお、各モータ（６１、（８１、αυは本体（１）内に
おいて耐圧ケース０１）内に収容されている。

（６）は本体（１）の上部に設けられ本体＋１）の位置
報知用の音響信号を出力する位置報知器、的は本体（１
）内に設けられたスラスタコントローラでアシ、位置報
知器（ハ）からの音響信号により、前記主制御部に設け
られた表示器に本体【１）の現在位置が表示され５、表
示された本体１１）の現在位置にもとづくオペレータに
よる操作部の操作により、ケープ／Ｌ／（４１ｔ−介シ
てスラスタ管制信号がスラスタコントローラ（至）に入
力され、前記スラスタ管制信号に応じ、スラスタコント
ローラ（至）により　＋駆動モータ（６）　、　（８１
。

ａｌが駆動され、前記両受波器により海底埋設物からの
反射波が受波されるように各スラスタ１５１　、　（７
）　。

（９）が制御され、本体（１）の所望の位置への移動が
行なわれる。

α４は本体（１）の下部に取シ付けられた水中ビデオカ
メラ、αＧは本体（１）の下部にビデオカメラα４に並
設されたスチルカメラ１、（ＪｆＪは本体（１）および
支持パーＣ２１に両カメラα４１　、　ｌｉｅに近接し
て設けられたライト、αηはカメラコントローラであシ
、ケーブル（４）を介して前記主制御部に設けられたモ
ニタテレビジョン受像機にビデオカメラα滲からのビデ
オ（１が伝送され、前記受像機に表示される映像にもと
づくオペレータによる前記操作部の操作により、ケープ
／ｌ／（４１を介してカメラ管制信号がカメラコントロ
ーラａ６に入力され、前記カメラ管制信号に応じ、カメ
ラコントローラαＱにより両カメラａａ　、　ｎυおよ
びライトαｅが制御される。

（至）は本体＋１１の下部に設けられたマニピュレータ
であシ、必要に応じ、該マニピュレータ（至）にょシ海
底埋設物の簡易な保守作業が行なわれる。

ところで、海底埋設物として、第３図に示すように、海
底に埋設された通信ケープ７ｙ（０）を探査してケープ
／Ｉ／（Ｃ）の点検を行なう場合、本体＋１１を通信ケ
ープ１ｖ（Ｃ）の埋設位置近辺に移動させたのち、音響
センサ（３）を駆動して前記両送波器にょシ交互に音響
ビームを発射し、両受波器によりケープ／Ｌ／（Ｃ）か
らの反射波が受波されるように各スラスタ（５１、（７
）　、　（９）を制御して本体（１）を移動させる。

そして、いずれか一方の前記受波器によりケープ／Ｌ／
（Ｃ）からの反射波が受波され、たとえば第４図（Ｂ）
に示すように、前記した２チヤンネルレコーダによｊ５
Ａチャンネル側だけに反射エコーが表示されたならば、
本体（１）を現在位置の付近を詳細に移動させ、第４図
（ｂ）さらには同図（ｅ）に示すように、前記両受波器
によりケープｙｖ　（Ｃ）からの反射波が受波されて前
記レコーダのＡ、Ｂの両チャンネルに高い反射エコーが
表示されるように、各スラスタｔ５Ｊ、　ｍ　、　（９
）を制御して本体（１）を移動させる。

このとき、第４図（０）に示すように、前記レコーダの
Ａ、Ｈの両チャンネルに最も高い反射エコーが表示され
たならば、本体（１）はケープ／ｌ／　（Ｃ）の直上に
位置していることになシ、ケープ１ｖ（Ｃ）の埋設位置
がわかれば、ケープ／Ｉ／（Ｃ）の方向は埋設時にすで
にわかっているため、本体（１）をケープ／Ｌ／（ｃ）
の方向に移動させればよいことになる。

つぎに、本体１１）の水平移動方向がケープ／Ｌ／（Ｃ
）の方向に一致するように本体（１１を方向変換し、前
記レコーダの表示が常に第４図（Ｃ）の状態を保つよう
に、本体（１）を第８図中の矢印のようにケーブル（Ｃ
）の方向に移動させてケーブル（Ｃ）の敷設状態の点検
を行ない、必要に応じ、マニピュレータα■によりケー
プｉｖ　（Ｃ）の簡易な保守を行なう。

ところで、砂層厚ｄ　＝　２　（ｍ：ｌの深さに埋設し
である半径ａ　＝　５　（ｃｓ＋）のケープ／Ｌ’　（
Ｃ）を海底から高さｈ　＝　５　（：ｍ）のところから
探査する場合に、前記したように、前記送波器の送波出
力として、ｆ＝ＩＱ　（ＫＨｚ）で１８０　ｄＢ／）ｔ
Ｐａ　（ａｔ　１ｍ）の送波レヘ１ｖＳＬで音波を発射
したときに、砂層におけるＩ　Ｑ　（ＫＨｚ　、１の音
波の見積シ減衰量を４　（ｄＢ／ｍ）とすると、ケープ
Ａ／　（Ｃ）からのエコーレペ／ｖＥＬは、ＥＬ　＝　
８Ｌ−（２０ｍ（ｈ＋ｄ）＋８．６１　Ｘ　１０−’　
ｆｖ２ｈ＋４ｄ）ｘ２−１−ａ（ｈ−＋−ｄ）　／　２ の式から、約１８０（ｄｆ（／メＰａ〕となシ、当該周
波数帯における海中雑音の最大予想値は約８０（ｄＢ／
）ｌ’ａ　）であるから、８７Ｎは５Ｑ　（ｄＢ）とな
シ、良好な探査を行なうことができる。

さらに、ケーブル（Ｃ）の反射エコーと雑音とを識別し
得るＳ／Ｎのしきい値を１０（ｄＢ：）とした場合、海
底下約６〔ｍ〕までのケープ／ｌ／（Ｃ）、その他の海
底埋設物の探査を行なうことが可能となる。

したがって、前記実施例によると、小型のパラメトリッ
クアレイ送波器および受波器からなる音響センサ（３）
を用いているため、探査すべき海底埋設物が通信ケープ
μで、しかも使用中の活線であっても、従来の磁気セン
サの場合のような通信障害を招くことがなく、サブボト
ムプロファイラのように船舶に固定して装備しなければ
ならないこともなく、海中を自在に移動できる小型の本
体ｆ１）に簡単に搭載することができ、小型で、かつ応
用性の優れた海底埋設物探査装置を提供することができ
る。

また、前記実施例において、本体（１）に、音響センサ
（３）のほか、カメラα４．４時を設けているため、視
覚により海底埋設物の埋設状況を認識することができる
。

なお、探査すべき海底埋設物は、前記した通信ケープＩ
ｖ（Ｃ）に限るものでないのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の海底埋設物探査装置によると
、小型のパラメトリックアレイ送波器および受波器を用
いているため、探査すべき海底埋設物が通信ケーブルで
、しかも使用中の活線であっても、従来の磁気センサの
場合のような通信障害を招くことがなく、またサブボト
ムプロファイラのように船舶に固定して装備しなければ
ならないこともなく、海中を自在に移動できる小型の探
査装置本体に簡単に搭載することができ、小型で。

°　かつ応用性の優れた海底埋設物探査装置を提供する
ことができ、その効果は極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の海底埋設物探査装置の１実施例を示
し、第１図は一部切欠正面図、第２図は斜視図、第８図
は動作説明図、第４図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ反射エ
コーの表示例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）海中を移動する探査装置本体と、 前記本体に設けられ海底に向つて低周波狭指向性音響ビ
   ームを発射するパラメトリツクアレイ送波器と、 前記本体に設けられ前記音響ビームの海底埋設物からの
   反射波を受波する受波器と、 前記本体に設けられた該本体の水平方向および上下方向
   それぞれへの移動用の水平スラスタおよび垂直スラスタ
   と、 前記本体に設けられた該本体の方向変換および停止用の
   耐流スラスタと、 前記本体に設けられ前記受波器により前記反射波が受波
   されるよう前記各スラスタを制御するコントローラと を備えたことを特徴とする海底埋設物探査装置。