JPH0682565A - 地中探査装置 - Google Patents
地中探査装置Info
- Publication number
- JPH0682565A JPH0682565A JP25585292A JP25585292A JPH0682565A JP H0682565 A JPH0682565 A JP H0682565A JP 25585292 A JP25585292 A JP 25585292A JP 25585292 A JP25585292 A JP 25585292A JP H0682565 A JPH0682565 A JP H0682565A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- antenna
- underground
- receiving
- transmitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 設置作業の簡素化が図るとともに、装置の信
頼性を向上する。 【構成】 地中探査装置30は、アンテナ部32が円板
状のアンテナ取付板32の前面に送信アンテナと受信ア
ンテナとを有している。そして、アンテナ部32の背面
側に、電波吸収材42と遮蔽用金属板64とを介して、
送信回路、受信回路等を有する電子回路58を備えた送
受信部34を配置し、アンテナ部32と送受信部34と
をねじ62に分離可能に一体化した。
頼性を向上する。 【構成】 地中探査装置30は、アンテナ部32が円板
状のアンテナ取付板32の前面に送信アンテナと受信ア
ンテナとを有している。そして、アンテナ部32の背面
側に、電波吸収材42と遮蔽用金属板64とを介して、
送信回路、受信回路等を有する電子回路58を備えた送
受信部34を配置し、アンテナ部32と送受信部34と
をねじ62に分離可能に一体化した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁波を地中に放射し
て地中の状況を検知する地中探査装置に関する。
て地中の状況を検知する地中探査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】地中の地質状況や地中の埋設物を被破壊
的に検知する場合、レーダ技術を応用した地中探査装置
が広く用いられている。このレーダ技術を応用した地中
探査装置は、一般にパルス状の電磁波を地中に向けて放
射し、その電磁波の、地中に存在する物体や土質の変化
する境界において反射されてきた反射波を受信し、反射
電磁波の戻り時間や反射電磁波の強度を解析し、解析結
果を表示装置に表示したり、記憶装置に格納したりする
ようになっている。
的に検知する場合、レーダ技術を応用した地中探査装置
が広く用いられている。このレーダ技術を応用した地中
探査装置は、一般にパルス状の電磁波を地中に向けて放
射し、その電磁波の、地中に存在する物体や土質の変化
する境界において反射されてきた反射波を受信し、反射
電磁波の戻り時間や反射電磁波の強度を解析し、解析結
果を表示装置に表示したり、記憶装置に格納したりする
ようになっている。
【0003】ところで、地中掘削機は、掘進している周
囲地山の状況を肉眼によって確認することができない。
しかも、地中掘削は、掘削した地山面ばかりでなく、地
山の内部の状態をも正確に把握しないと、大きな事故の
発生につながる。このため、地中掘削機においては、図
9のような地中探査装置を搭載し、地山の状態を把握す
るようにしている。
囲地山の状況を肉眼によって確認することができない。
しかも、地中掘削は、掘削した地山面ばかりでなく、地
山の内部の状態をも正確に把握しないと、大きな事故の
発生につながる。このため、地中掘削機においては、図
9のような地中探査装置を搭載し、地山の状態を把握す
るようにしている。
【0004】従来の地中掘削機に搭載される地中探査装
置は、円板状のアンテナホルダ10の前面12に板状の
双扇形ダイポールアンテナが取り付けてあり、前面12
を地中に向けてアンテナホルダ10を地中掘削機のスキ
ンプレートに固定し、前面12に取り付けたアンテナか
ら電磁波を地中に放射し、その反射波を受けるようにな
っている。そして、アンテナホルダ10に取り付けたア
ンテナには、地中に放射する電磁波を生成する送信回路
や反射波を受信する受信回路、さらには受信回路が出力
するアナログ信号をディジタル信号に変換して出力する
信号制御回路等を組み込んだ送受信装置14が高周波ケ
ーブル16を介して接続される。また、送受信装置14
の出力側には、ケーブル18を介して電源やモデムを備
えた機内中継機20が接続され、送受信装置14の出力
信号を地中掘削機の操作室や地上の監視室等に設けた演
算処理装置に出力するようにしてある。
置は、円板状のアンテナホルダ10の前面12に板状の
双扇形ダイポールアンテナが取り付けてあり、前面12
を地中に向けてアンテナホルダ10を地中掘削機のスキ
ンプレートに固定し、前面12に取り付けたアンテナか
ら電磁波を地中に放射し、その反射波を受けるようにな
っている。そして、アンテナホルダ10に取り付けたア
ンテナには、地中に放射する電磁波を生成する送信回路
や反射波を受信する受信回路、さらには受信回路が出力
するアナログ信号をディジタル信号に変換して出力する
信号制御回路等を組み込んだ送受信装置14が高周波ケ
ーブル16を介して接続される。また、送受信装置14
の出力側には、ケーブル18を介して電源やモデムを備
えた機内中継機20が接続され、送受信装置14の出力
信号を地中掘削機の操作室や地上の監視室等に設けた演
算処理装置に出力するようにしてある。
【0005】上記のように構成した地中探査装置は、地
中掘削機による掘進時に、次のような計測等に利用さ
れ、地盤陥没の予防や、浮力により掘削機が浮き上がっ
て操作が困難になることを防止している。 a.掘進中における土砂の取り込みすぎによるボイドの
発生の検知 b.掘進直後に発生したボイドの大きさの計測 c.ボイドの大きさから、適正裏込め注入量の算出 d.正常掘削においても生ずる間隙(テールボイド)量
の計測 e.土質の変化の検知 f.掘進に注意を要する礫の多い土質であることの検出 g.薬液注入ゾーンに突入したこと、またはそこから脱
出したことの検出 h.地中掘削機が地下水位より上にあるか、下にあるか
の検出 i.周囲の土質が「ゆるんでいる」ことの検出 j.コピーカッタの効果の計測
中掘削機による掘進時に、次のような計測等に利用さ
れ、地盤陥没の予防や、浮力により掘削機が浮き上がっ
て操作が困難になることを防止している。 a.掘進中における土砂の取り込みすぎによるボイドの
発生の検知 b.掘進直後に発生したボイドの大きさの計測 c.ボイドの大きさから、適正裏込め注入量の算出 d.正常掘削においても生ずる間隙(テールボイド)量
の計測 e.土質の変化の検知 f.掘進に注意を要する礫の多い土質であることの検出 g.薬液注入ゾーンに突入したこと、またはそこから脱
出したことの検出 h.地中掘削機が地下水位より上にあるか、下にあるか
の検出 i.周囲の土質が「ゆるんでいる」ことの検出 j.コピーカッタの効果の計測
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
構成してある従来の地中探査装置は、アンテナと送受信
装置とが別体となっており、送受信装置14を狭い掘削
機中に設置するスペースの確保が容易でない。また、ア
ンテナと送受信装置14とを長い高周波ケーブル16に
よって接続しているため、信号の減衰が大きく、計測精
度を低下させる原因となったり、高出力の送信回路や高
感度の受信回路を必要とし、装置が高価となる。しか
も、アンテナと送受信装置とをそれぞれ別々に取り付け
なければならないため、地中探査装置の設置に手間がか
かるばかりでなく、製造段階においてアンテナと送受信
装置とを個別に検査したり、設置後における動作の確認
作業に時間がかかる等の問題がある。
構成してある従来の地中探査装置は、アンテナと送受信
装置とが別体となっており、送受信装置14を狭い掘削
機中に設置するスペースの確保が容易でない。また、ア
ンテナと送受信装置14とを長い高周波ケーブル16に
よって接続しているため、信号の減衰が大きく、計測精
度を低下させる原因となったり、高出力の送信回路や高
感度の受信回路を必要とし、装置が高価となる。しか
も、アンテナと送受信装置とをそれぞれ別々に取り付け
なければならないため、地中探査装置の設置に手間がか
かるばかりでなく、製造段階においてアンテナと送受信
装置とを個別に検査したり、設置後における動作の確認
作業に時間がかかる等の問題がある。
【0007】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、設置作業の簡素化が図れ、保守
が容易な地中探査装置を提供することを目的としてい
る。
ためになされたもので、設置作業の簡素化が図れ、保守
が容易な地中探査装置を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る地中探査装置は、地中に電磁波を放
射し、その反射波を受信して地中の状態を検知する地中
探査装置において、前記電磁波を放射するとともに、そ
の反射波を受けるアンテナ部と、このアンテナ部から放
射する前記電磁波を生成する送信回路と前記アンテナ部
が受けた反射波を受信する受信回路とを備えた送受信部
とを分離可能に一体化したことを特徴としている。
めに、本発明に係る地中探査装置は、地中に電磁波を放
射し、その反射波を受信して地中の状態を検知する地中
探査装置において、前記電磁波を放射するとともに、そ
の反射波を受けるアンテナ部と、このアンテナ部から放
射する前記電磁波を生成する送信回路と前記アンテナ部
が受けた反射波を受信する受信回路とを備えた送受信部
とを分離可能に一体化したことを特徴としている。
【0009】送受信部は、送信回路と受信回路との他
に、送信回路に電磁波を出力させ、また受信回路の出力
信号に基づいて、地中情報を抽出する信号制御回路と、
この信号制御回路が抽出した地中情報を外部に送信する
通信回路とを設けることができる。そして、これらの各
回路を分離して配置することが望ましく、特に送信回路
と受信回路とは、電磁遮蔽物を介して隔絶させるとよ
い。
に、送信回路に電磁波を出力させ、また受信回路の出力
信号に基づいて、地中情報を抽出する信号制御回路と、
この信号制御回路が抽出した地中情報を外部に送信する
通信回路とを設けることができる。そして、これらの各
回路を分離して配置することが望ましく、特に送信回路
と受信回路とは、電磁遮蔽物を介して隔絶させるとよ
い。
【0010】
【作用】上記の如く構成した本発明は、従来のアンテナ
の部分と送受信装置の部分とを一体に構成したことによ
り、地中探査装置の設置の際の取り付け作業を1回で行
うことができ、設置作業の簡素化が図れる。また、アン
テナの部分と送受信装置の部分とを一体にしたことによ
り、アンテナと送信回路または受信回路とを接続する高
周波用配線の長さを極めて短くすることが可能となっ
て、信号の減衰が大幅に減少して装置の信頼性が高ま
り、計測精度を高めることができる。
の部分と送受信装置の部分とを一体に構成したことによ
り、地中探査装置の設置の際の取り付け作業を1回で行
うことができ、設置作業の簡素化が図れる。また、アン
テナの部分と送受信装置の部分とを一体にしたことによ
り、アンテナと送信回路または受信回路とを接続する高
周波用配線の長さを極めて短くすることが可能となっ
て、信号の減衰が大幅に減少して装置の信頼性が高ま
り、計測精度を高めることができる。
【0011】しかも、アンテナと送受信部とを一体化し
たことにより、製造段階における製品検査を最終製品に
近い状態において行え、検査工程の簡略化が図れ、信頼
性が向上する。そして、アンテナと送受信部とが一体と
なっているため、送受信部をアンテナとともに切羽面に
近いスキンプレートの天井部に取り付けることが可能
で、狭い掘削機内のスペースを有効に活用することがで
きる。さらに、アンテナ部と送受信部とは分離可能とな
っているため、送受信部をアンテナ部から切り離すこと
により、例えば地中探査装置を地中掘削機に装着した場
合に、掘進中における送受信部の修理や調整を容易に行
え、また掘削後に送受信部をアンテナ部から取り外して
送受信部を転用することができる。
たことにより、製造段階における製品検査を最終製品に
近い状態において行え、検査工程の簡略化が図れ、信頼
性が向上する。そして、アンテナと送受信部とが一体と
なっているため、送受信部をアンテナとともに切羽面に
近いスキンプレートの天井部に取り付けることが可能
で、狭い掘削機内のスペースを有効に活用することがで
きる。さらに、アンテナ部と送受信部とは分離可能とな
っているため、送受信部をアンテナ部から切り離すこと
により、例えば地中探査装置を地中掘削機に装着した場
合に、掘進中における送受信部の修理や調整を容易に行
え、また掘削後に送受信部をアンテナ部から取り外して
送受信部を転用することができる。
【0012】また、送受信部の送信回路、受信回路、信
号制御回路および通信回路を分離して配置すると、各回
路が他の回路に与える電磁的影響を小さくできる。特
に、高周波回路である送信回路と受信回路とは、電磁遮
蔽物を介して送信回路と隔絶すると、送信回路の出力す
る電磁波による受信回路に与える影響を小さくすること
ができ、計測精度の向上が図れる。
号制御回路および通信回路を分離して配置すると、各回
路が他の回路に与える電磁的影響を小さくできる。特
に、高周波回路である送信回路と受信回路とは、電磁遮
蔽物を介して送信回路と隔絶すると、送信回路の出力す
る電磁波による受信回路に与える影響を小さくすること
ができ、計測精度の向上が図れる。
【0013】
【実施例】本発明に係る地中探査装置の好ましい実施例
を、添付図面に従って詳説する。図1は、本発明の実施
例に係る地中探査装置の断面図である。
を、添付図面に従って詳説する。図1は、本発明の実施
例に係る地中探査装置の断面図である。
【0014】図1において、地中探査装置30は、アン
テナ部32と送受信部34とから構成してある。アンテ
ナ部32は、円板状のアンテナ取付板36を有し、この
取付板36の平面に、図2に示したような、板状双扇形
ダイポールアンテナからなる送信アンテナ38と受信ア
ンテナ40とが平行して固定してある。そして、アンテ
ナ取付板36に取り付けたアンテナ38、40の背後に
は、導電性を有するスポンジやゴム等からなる電波吸収
材42が設けてあり、送信アンテナ38から放射された
電磁波が、後述するケース56や取付リング48などに
より反射されることを低減するようにしてある。また、
電波吸収材42は、前述したように導電性を有するゴム
やスポンジなどからなっているため、掘削機からアンテ
ナ部32を介して送受信部34に伝わる掘削時の振動を
減衰する。
テナ部32と送受信部34とから構成してある。アンテ
ナ部32は、円板状のアンテナ取付板36を有し、この
取付板36の平面に、図2に示したような、板状双扇形
ダイポールアンテナからなる送信アンテナ38と受信ア
ンテナ40とが平行して固定してある。そして、アンテ
ナ取付板36に取り付けたアンテナ38、40の背後に
は、導電性を有するスポンジやゴム等からなる電波吸収
材42が設けてあり、送信アンテナ38から放射された
電磁波が、後述するケース56や取付リング48などに
より反射されることを低減するようにしてある。また、
電波吸収材42は、前述したように導電性を有するゴム
やスポンジなどからなっているため、掘削機からアンテ
ナ部32を介して送受信部34に伝わる掘削時の振動を
減衰する。
【0015】また、アンテナ取付板36は、周縁部に、
前面側が小径となる段部44が形成してあり、この段部
44に係合させてリング46が配置してある。そして、
リング46には、電波吸収材42の周囲に配置した取付
リング48がねじ50によって締結してある。さらに、
取付リング48の周囲には、地中探査装置30をスキン
プレートに固定するためのフランジ材52が配置され、
取付リング48とフランジ材52とがねじ54によって
締結してある。
前面側が小径となる段部44が形成してあり、この段部
44に係合させてリング46が配置してある。そして、
リング46には、電波吸収材42の周囲に配置した取付
リング48がねじ50によって締結してある。さらに、
取付リング48の周囲には、地中探査装置30をスキン
プレートに固定するためのフランジ材52が配置され、
取付リング48とフランジ材52とがねじ54によって
締結してある。
【0016】一方、送受信部34は、内径が電波吸収材
42の外径とほぼ等しい有底円筒状のケース56の内部
に、詳細を後述する電子回路部58が収納してある。ま
た、送受信部34は、ケース56の開口側先端部にフラ
ンジ60が設けてあり、このフランジ60を介してねじ
62によって取付リング48に分離可能に固定され、ア
ンテナ部32と一体化されている。さらに、電波吸収材
42の背面、すなわち電波吸収材42と送受信部34と
の間には、送受信部34を電磁的に遮蔽するアルミニウ
ム等からなる金属板64が配設してある。この金属板6
4は、前面中央部に、電波吸収材42を貫通し、先端が
アンテナ取付板36に接する凸部66が形成してあり、
取付板36の強度を補強している。なお、金属板64に
は、アンテナ部32に取り付けた送信アンテナ38、受
信アンテナ40と電子回路部58とを接続する高周波用
配線を通す配線孔68、68が形成してあり、また送受
信部34のケース56の底には、ケーブルを通すケーブ
ル孔70が設けてある。
42の外径とほぼ等しい有底円筒状のケース56の内部
に、詳細を後述する電子回路部58が収納してある。ま
た、送受信部34は、ケース56の開口側先端部にフラ
ンジ60が設けてあり、このフランジ60を介してねじ
62によって取付リング48に分離可能に固定され、ア
ンテナ部32と一体化されている。さらに、電波吸収材
42の背面、すなわち電波吸収材42と送受信部34と
の間には、送受信部34を電磁的に遮蔽するアルミニウ
ム等からなる金属板64が配設してある。この金属板6
4は、前面中央部に、電波吸収材42を貫通し、先端が
アンテナ取付板36に接する凸部66が形成してあり、
取付板36の強度を補強している。なお、金属板64に
は、アンテナ部32に取り付けた送信アンテナ38、受
信アンテナ40と電子回路部58とを接続する高周波用
配線を通す配線孔68、68が形成してあり、また送受
信部34のケース56の底には、ケーブルを通すケーブ
ル孔70が設けてある。
【0017】電子回路部58は、図3に示したように、
アルミニウムなどから構成した電磁遮蔽体によって形成
したフレーム72を有し、フレーム72の一側外面に送
信回路(プリント配線基板)74が取り付けてあり、他
側外面に受信回路(プリント配線基板)76が取り付け
てあって、送信回路74と受信回路76とを電磁遮蔽体
を介して隔絶するようにしてある。これらの送信回路7
4と受信回路76とは、配線78、80を介して図4の
如く送信アンテナ38と受信アンテナ40とに接続して
あり、送信回路74が発生したパルス状電磁波を送信ア
ンテナ38に送り、受信アンテナ40が受けた反射波を
受信回路76に導くことができるようにしてある。
アルミニウムなどから構成した電磁遮蔽体によって形成
したフレーム72を有し、フレーム72の一側外面に送
信回路(プリント配線基板)74が取り付けてあり、他
側外面に受信回路(プリント配線基板)76が取り付け
てあって、送信回路74と受信回路76とを電磁遮蔽体
を介して隔絶するようにしてある。これらの送信回路7
4と受信回路76とは、配線78、80を介して図4の
如く送信アンテナ38と受信アンテナ40とに接続して
あり、送信回路74が発生したパルス状電磁波を送信ア
ンテナ38に送り、受信アンテナ40が受けた反射波を
受信回路76に導くことができるようにしてある。
【0018】また、フレーム72の送信回路74、受信
回路76の取り付け面と直交した前面側には、送信回路
74と受信回路76とに電気的に接続した信号制御回路
(プリント配線基板)82が固定してある。さらに、信
号制御回路82の前方には、電磁遮蔽板84が設けてあ
り、この電磁遮蔽板84の前方に、外部との間でデータ
の授受を行うとともに、信号制御回路82からデータを
受け取る通信回路(プリント配線基板)86が取り付け
てある。なお、送信回路74を構成する基板には、図3
に示したように通信回路86を接続したコネクタ88が
取り付けてあり、このコネクタ88にケーブルを介して
モデム92が接続される(図4参照)。
回路76の取り付け面と直交した前面側には、送信回路
74と受信回路76とに電気的に接続した信号制御回路
(プリント配線基板)82が固定してある。さらに、信
号制御回路82の前方には、電磁遮蔽板84が設けてあ
り、この電磁遮蔽板84の前方に、外部との間でデータ
の授受を行うとともに、信号制御回路82からデータを
受け取る通信回路(プリント配線基板)86が取り付け
てある。なお、送信回路74を構成する基板には、図3
に示したように通信回路86を接続したコネクタ88が
取り付けてあり、このコネクタ88にケーブルを介して
モデム92が接続される(図4参照)。
【0019】モデム92は、図5に示したように、地中
掘削機100の内部に配置した機内中継箱90の中に設
けてある。この機内中継箱90には、さらに地中探査装
置30に電力を供給すための直流電源94が設けてあ
る。また、モデム92は、通信回線を介して、地上監視
室110に設けた自動計測システム120の演算処理装
置122に接続したモデム126に接続してある。な
お、地中掘削機100のオペレータ室には、地中掘削機
100を操作するための掘削機操作盤102が設けてあ
り、この掘削機操作盤102に、地中掘削機100の周
方向に配置した複数の推進ジャッキ104からジャッキ
ストローク信号や、カッタヘッド106の回転信号など
が入力するようになっている。そして、地中探査装置3
0は、図5に示したように、切羽面に近い、地中掘削機
100のカッタヘッド106に近接したスキンプレート
の天井部部に取り付けられる。
掘削機100の内部に配置した機内中継箱90の中に設
けてある。この機内中継箱90には、さらに地中探査装
置30に電力を供給すための直流電源94が設けてあ
る。また、モデム92は、通信回線を介して、地上監視
室110に設けた自動計測システム120の演算処理装
置122に接続したモデム126に接続してある。な
お、地中掘削機100のオペレータ室には、地中掘削機
100を操作するための掘削機操作盤102が設けてあ
り、この掘削機操作盤102に、地中掘削機100の周
方向に配置した複数の推進ジャッキ104からジャッキ
ストローク信号や、カッタヘッド106の回転信号など
が入力するようになっている。そして、地中探査装置3
0は、図5に示したように、切羽面に近い、地中掘削機
100のカッタヘッド106に近接したスキンプレート
の天井部部に取り付けられる。
【0020】掘削機操作盤102が受けたストローク信
号は、自動計測システム120の演算処理装置122に
インターフェイス124を介して入力するようにしてあ
る。また、演算処理装置122は、掘削機操作盤102
から入力する信号によって地中掘削機100の掘削状態
を求め、インターフェイス124を介して掘削機操作盤
102に制御信号を送出する。さらに、演算処理装置1
22は、モデム126とモデム92介して、地中探査装
置30が得た地山108に関する情報を得、必要な処理
を行って所定のデータを出力するようになっている。そ
して、自動計測システム120には、演算処理装置12
2に接続したCRTディスプレイ等の表示装置128、
警報ランプやブザーを備えた警報装置130、ハードデ
ィスクなどから構成した記憶装置132、ハードコピー
が得られるプリンタ134が接続してあり、演算処理装
置122が求めた結果を表示、記憶、印刷ができるとと
もに、地中掘削機100や地山108に異常が発生した
際には、警報を発生することができるようにしてある。
号は、自動計測システム120の演算処理装置122に
インターフェイス124を介して入力するようにしてあ
る。また、演算処理装置122は、掘削機操作盤102
から入力する信号によって地中掘削機100の掘削状態
を求め、インターフェイス124を介して掘削機操作盤
102に制御信号を送出する。さらに、演算処理装置1
22は、モデム126とモデム92介して、地中探査装
置30が得た地山108に関する情報を得、必要な処理
を行って所定のデータを出力するようになっている。そ
して、自動計測システム120には、演算処理装置12
2に接続したCRTディスプレイ等の表示装置128、
警報ランプやブザーを備えた警報装置130、ハードデ
ィスクなどから構成した記憶装置132、ハードコピー
が得られるプリンタ134が接続してあり、演算処理装
置122が求めた結果を表示、記憶、印刷ができるとと
もに、地中掘削機100や地山108に異常が発生した
際には、警報を発生することができるようにしてある。
【0021】このように、実施例の地中探査装置30
は、送信アンテナ38、受信アンテナ40を有するアン
テナ部32と、送信回路74および受信回路76が設け
てある送受信部34とを一体化したことにより、設置の
際の取り付け作業を1回で行うことができ、設置作業の
簡素化を図ることができる。また、アンテナ部32と送
受信部34とが一体化となっているため、製造段階にお
ける検査を最終製品に近い状態で行うことができ、検査
工程の簡略化が図れるばかりでなく、アンテナと送受信
回路とを結ぶ高周波用配線を極めて短くすることがで
き、信号の減衰が大幅に小さくなって計測精度、信頼性
を高めることができる。
は、送信アンテナ38、受信アンテナ40を有するアン
テナ部32と、送信回路74および受信回路76が設け
てある送受信部34とを一体化したことにより、設置の
際の取り付け作業を1回で行うことができ、設置作業の
簡素化を図ることができる。また、アンテナ部32と送
受信部34とが一体化となっているため、製造段階にお
ける検査を最終製品に近い状態で行うことができ、検査
工程の簡略化が図れるばかりでなく、アンテナと送受信
回路とを結ぶ高周波用配線を極めて短くすることがで
き、信号の減衰が大幅に小さくなって計測精度、信頼性
を高めることができる。
【0022】しかも、実施例の地中探査装置30は、送
受信部34がアンテナ部32の電波吸収材42とほぼ同
径となっており、装置をコンパクトにすることができ
る。この結果、地中探査装置30を、切羽面に近い地中
掘削機100のカッタヘッド106近傍の天井部に取り
付けることが可能となり、スキンプレートと地山108
との距離(通常は3〜8cm)を精度よく計測すること
ができる。また、アンテナ部32には、送信アンテナ3
8と受信アンテナ40とが同一のアンテナ取付板36に
取り付けてあり、アンテナ38、40の配置がコンパク
トとなって、地中掘削機100にあける孔の面積を小さ
くすることができる。そして、電子回路部58は、送信
回路74、受信回路76、信号制御回路82、通信回路
86をそれぞれプリント配線基板によって独立して構成
してあり、これらの基板を取り付けるフレーム72が金
属からなる電磁遮蔽体によって構成してあるため、地中
掘削機100の掘進の際の振動に対して、大きな耐振性
を有している。
受信部34がアンテナ部32の電波吸収材42とほぼ同
径となっており、装置をコンパクトにすることができ
る。この結果、地中探査装置30を、切羽面に近い地中
掘削機100のカッタヘッド106近傍の天井部に取り
付けることが可能となり、スキンプレートと地山108
との距離(通常は3〜8cm)を精度よく計測すること
ができる。また、アンテナ部32には、送信アンテナ3
8と受信アンテナ40とが同一のアンテナ取付板36に
取り付けてあり、アンテナ38、40の配置がコンパク
トとなって、地中掘削機100にあける孔の面積を小さ
くすることができる。そして、電子回路部58は、送信
回路74、受信回路76、信号制御回路82、通信回路
86をそれぞれプリント配線基板によって独立して構成
してあり、これらの基板を取り付けるフレーム72が金
属からなる電磁遮蔽体によって構成してあるため、地中
掘削機100の掘進の際の振動に対して、大きな耐振性
を有している。
【0023】さらに、アンテナ部32と送受信部34と
は分離可能となっているため、送受信部34をアンテナ
部32から切り離すことにより、実施例の如く地中探査
装置30を地中掘削機100に装着した場合に、掘進中
における送受信部34の修理や調整を容易に行え、また
掘削後における送受信部34の転用が可能となる。しか
も、実施例は、送受信部34の送信回路74、受信回路
76、信号制御回路82および通信回路86を分離して
配置したことにより、回路相互間の電磁波による干渉を
小さくすることができる。特に、受信回路76は、最も
影響を受ける送信回路74に対して、フレーム72を構
成している電磁遮蔽物を介して隔絶してあるため、送信
回路74が出力する電磁波による影響が小さく、計測精
度の向上が図れる。
は分離可能となっているため、送受信部34をアンテナ
部32から切り離すことにより、実施例の如く地中探査
装置30を地中掘削機100に装着した場合に、掘進中
における送受信部34の修理や調整を容易に行え、また
掘削後における送受信部34の転用が可能となる。しか
も、実施例は、送受信部34の送信回路74、受信回路
76、信号制御回路82および通信回路86を分離して
配置したことにより、回路相互間の電磁波による干渉を
小さくすることができる。特に、受信回路76は、最も
影響を受ける送信回路74に対して、フレーム72を構
成している電磁遮蔽物を介して隔絶してあるため、送信
回路74が出力する電磁波による影響が小さく、計測精
度の向上が図れる。
【0024】なお、図6は、実施例における自動計測シ
ステム120による自動計測のフローチャートである。
本自動計測は、オペレータの作業負担を増やさないよう
に、カッタ回転指令C、推進ジャッキ伸び指令J、およ
びジャッキストローク長から自動的に地山計測の開始、
終了信号を出力するようにしてある。
ステム120による自動計測のフローチャートである。
本自動計測は、オペレータの作業負担を増やさないよう
に、カッタ回転指令C、推進ジャッキ伸び指令J、およ
びジャッキストローク長から自動的に地山計測の開始、
終了信号を出力するようにしてある。
【0025】すなわち、自動計測システム120は、オ
ペレータが図6のステップ140に示したように、装置
電源をオンすると起動されて準備状態となり、カッタ回
転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jとが入力(オン)さ
れるのを待つ(ステップ142)。そして、自動計測シ
ステム120の演算処理装置122は、掘削機操作盤1
02からカッタ回転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jと
が入力されると、計測開始信号を地中探査装置30に出
力して計測状態となり、モデム126、92を介して地
中探査装置30からデータを取り込み、表示装置128
に表示する(ステップ144)。
ペレータが図6のステップ140に示したように、装置
電源をオンすると起動されて準備状態となり、カッタ回
転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jとが入力(オン)さ
れるのを待つ(ステップ142)。そして、自動計測シ
ステム120の演算処理装置122は、掘削機操作盤1
02からカッタ回転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jと
が入力されると、計測開始信号を地中探査装置30に出
力して計測状態となり、モデム126、92を介して地
中探査装置30からデータを取り込み、表示装置128
に表示する(ステップ144)。
【0026】また、カッタ回転指令Cと推進ジャッキ伸
び指令Jとがオンされている間、カッタヘッド106は
回転して地中掘削機100の前方の地山108を掘削
し、推進ジャッキ104がセグメント105の端面を押
して地中掘削機100を前進させる。
び指令Jとがオンされている間、カッタヘッド106は
回転して地中掘削機100の前方の地山108を掘削
し、推進ジャッキ104がセグメント105の端面を押
して地中掘削機100を前進させる。
【0027】一方、地中探査装置30の送受信部34
は、演算処理装置122の出力した計測開始信号によ
り、信号制御回路82が送信回路74に一定周期でトリ
ガ信号を与え、送信回路74にパルス状電磁波を生成さ
せる。この電磁波は、アンテナ部32の送信アンテナ3
8から地中(地山108)に放射され、その一部が地中
から反射されて受信アンテナ40に到達し、受信回路7
6によって受信される。そして、受信回路76は、受信
した電磁波を検波して受信信号を信号制御回路82に入
力する。信号制御回路82は、受信回路76の出力信号
を所定の周期で読み込み、所定の処理を施して地山10
8に関する情報を含んだ信号を弁別し、ディジタル信号
に変換して通信回路86に出力する。通信回路86は、
信号制御回路82の出力をモデム92、126を介して
演算処理装置122に入力する。
は、演算処理装置122の出力した計測開始信号によ
り、信号制御回路82が送信回路74に一定周期でトリ
ガ信号を与え、送信回路74にパルス状電磁波を生成さ
せる。この電磁波は、アンテナ部32の送信アンテナ3
8から地中(地山108)に放射され、その一部が地中
から反射されて受信アンテナ40に到達し、受信回路7
6によって受信される。そして、受信回路76は、受信
した電磁波を検波して受信信号を信号制御回路82に入
力する。信号制御回路82は、受信回路76の出力信号
を所定の周期で読み込み、所定の処理を施して地山10
8に関する情報を含んだ信号を弁別し、ディジタル信号
に変換して通信回路86に出力する。通信回路86は、
信号制御回路82の出力をモデム92、126を介して
演算処理装置122に入力する。
【0028】演算処理装置122は、信号制御回路82
が出力した信号に基づいて、受信回路76が受信した電
波強度を表示装置のAスコープに図7のように表示す
る。この図7は、横軸が受信回路76の受信した反射電
磁波の強さを示し、縦軸が送信回路74が送信アンテナ
38から電磁波を放射した時刻と受信回路76が反射波
を受けた時刻との差を示している。
が出力した信号に基づいて、受信回路76が受信した電
波強度を表示装置のAスコープに図7のように表示す
る。この図7は、横軸が受信回路76の受信した反射電
磁波の強さを示し、縦軸が送信回路74が送信アンテナ
38から電磁波を放射した時刻と受信回路76が反射波
を受けた時刻との差を示している。
【0029】さらに、演算処理装置122は、信号制御
回路82から入力した信号に基づいて、受信信号に所定
の演算を施して二次元情報に変換し、表示装置128の
Bスコープに図8のように地山108のデータを表示す
る。すなわち、演算処理装置122は、例えば送信アン
テナ38から電磁波を放射した時刻から10ナノ秒間
に、受信回路76が受信した図7のような反射電磁波の
波形を256点に分割し、各点の受信電波強度に応じて
16段階の濃淡をつけ、その濃淡を地中掘削機100の
掘削距離に対応させて表示することにより、地中掘削機
100の天端近傍の地山108の二次断面図を作成して
Bスコープに表示する。なお、このBスコープは、横軸
が地中掘削機100の掘削距離を表し、縦軸が送信回路
74が電磁波を出力してからの時間(すなわち、距離に
相当する)を示している。そして、Bスコープの横軸
は、セグメント105の1リング分の長さR(実施例で
は1m)に相当し、後述するように、1リング分の掘削
が終了する毎に、受信信号の情報が計測日、掘削開始時
刻、掘削終了時刻、リング番号等の情報とともに記録、
日報印刷される。
回路82から入力した信号に基づいて、受信信号に所定
の演算を施して二次元情報に変換し、表示装置128の
Bスコープに図8のように地山108のデータを表示す
る。すなわち、演算処理装置122は、例えば送信アン
テナ38から電磁波を放射した時刻から10ナノ秒間
に、受信回路76が受信した図7のような反射電磁波の
波形を256点に分割し、各点の受信電波強度に応じて
16段階の濃淡をつけ、その濃淡を地中掘削機100の
掘削距離に対応させて表示することにより、地中掘削機
100の天端近傍の地山108の二次断面図を作成して
Bスコープに表示する。なお、このBスコープは、横軸
が地中掘削機100の掘削距離を表し、縦軸が送信回路
74が電磁波を出力してからの時間(すなわち、距離に
相当する)を示している。そして、Bスコープの横軸
は、セグメント105の1リング分の長さR(実施例で
は1m)に相当し、後述するように、1リング分の掘削
が終了する毎に、受信信号の情報が計測日、掘削開始時
刻、掘削終了時刻、リング番号等の情報とともに記録、
日報印刷される。
【0030】上記の如くして地山108に関するデータ
を表示した演算処理装置122は、ステップ144から
ステップ146に進み、さらにカッタ回転指令Cおよび
推進ジャッキ伸び指令Jが出力されている状態か否かを
判断し、地中掘削機100による掘進状態が維持されて
いると、ステップ148に進んで前回データを記録して
から掘削長さΔLが所定値ΔR(実施例の場合、1リン
グ長さの250分の1であって4mm)に達したかを判
断する。そして、演算処理装置122は、
を表示した演算処理装置122は、ステップ144から
ステップ146に進み、さらにカッタ回転指令Cおよび
推進ジャッキ伸び指令Jが出力されている状態か否かを
判断し、地中掘削機100による掘進状態が維持されて
いると、ステップ148に進んで前回データを記録して
から掘削長さΔLが所定値ΔR(実施例の場合、1リン
グ長さの250分の1であって4mm)に達したかを判
断する。そして、演算処理装置122は、
【数1】ΔL<ΔR であれば、ステップ144に戻ってデータの表示を行
い、
い、
【数2】ΔL≧ΔR すなわち、掘進長さΔLが4mmに達すると、そのとき
の地山108に関するデータを内部メモリや記憶装置1
32に書き込むとともに、プリンタに打ち出して記録し
(ステップ150)、ステップ144に戻る。
の地山108に関するデータを内部メモリや記憶装置1
32に書き込むとともに、プリンタに打ち出して記録し
(ステップ150)、ステップ144に戻る。
【0031】他方、演算処理装置122は、ステップ1
44においてデータを表示したときに、カッタ回転指令
Cまたは推進ジャッキ伸び指令Jが入力されておらず、
地中掘削機100が掘削状態にない場合、すなわちカッ
タ回転指令Cまたは推進ジャッキ伸び指令Jのいずれか
がオフ状態にあると休止状態となり、ステップ146か
らステップ152に進んで、掘削指令が入力されてから
の総掘削長さLが1リング長さR(実施例では1m)に
達したか否かを判断する。そして、演算処理装置122
は、総掘削長さLが1リング長さRに達していると、プ
リンタ134に日報を印刷させ(ステップ154)、ス
テップ142に戻って準備状態となり、カッタ回転指令
C、推進ジャッキ伸び指令Jが入力されるのを待つ。
44においてデータを表示したときに、カッタ回転指令
Cまたは推進ジャッキ伸び指令Jが入力されておらず、
地中掘削機100が掘削状態にない場合、すなわちカッ
タ回転指令Cまたは推進ジャッキ伸び指令Jのいずれか
がオフ状態にあると休止状態となり、ステップ146か
らステップ152に進んで、掘削指令が入力されてから
の総掘削長さLが1リング長さR(実施例では1m)に
達したか否かを判断する。そして、演算処理装置122
は、総掘削長さLが1リング長さRに達していると、プ
リンタ134に日報を印刷させ(ステップ154)、ス
テップ142に戻って準備状態となり、カッタ回転指令
C、推進ジャッキ伸び指令Jが入力されるのを待つ。
【0032】また、ステップ152において総掘削長さ
Lが1リング長さRに達していない場合には、ステップ
152からステップ156に進み、データを読み込んで
表示装置128に表示する。その後、演算処理装置12
2は、カッタ回転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jとの
両者がオンとなるまでステップ156の状態を保持し、
カッタ回転指令C、推進ジャッキ伸び指令Jがともにオ
ンとなるとステップ144に戻る(ステップ158)。
Lが1リング長さRに達していない場合には、ステップ
152からステップ156に進み、データを読み込んで
表示装置128に表示する。その後、演算処理装置12
2は、カッタ回転指令Cと推進ジャッキ伸び指令Jとの
両者がオンとなるまでステップ156の状態を保持し、
カッタ回転指令C、推進ジャッキ伸び指令Jがともにオ
ンとなるとステップ144に戻る(ステップ158)。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来のアンテナの部分と送受信装置の部分とを一体
に構成したことにより、地中探査装置の設置の際の取り
付け作業を1回で行うことができ、設置作業の簡素化が
図れる。また、アンテナの部分と送受信装置の部分とを
一体化したことにより、アンテナと送信回路または受信
回路とを接続する高周波用配線の長さを極めて短くする
ことができ、信号の減衰が大幅に減少して装置の信頼性
が高まるとともに、計測精度を高めることができる。し
かも、送受信部は、アンテナ部から分離できるため、地
中掘削機に装着した場合、掘進中の修理、点検、調整を
容易に行うことができる。
ば、従来のアンテナの部分と送受信装置の部分とを一体
に構成したことにより、地中探査装置の設置の際の取り
付け作業を1回で行うことができ、設置作業の簡素化が
図れる。また、アンテナの部分と送受信装置の部分とを
一体化したことにより、アンテナと送信回路または受信
回路とを接続する高周波用配線の長さを極めて短くする
ことができ、信号の減衰が大幅に減少して装置の信頼性
が高まるとともに、計測精度を高めることができる。し
かも、送受信部は、アンテナ部から分離できるため、地
中掘削機に装着した場合、掘進中の修理、点検、調整を
容易に行うことができる。
【0034】また、送受信部の送信回路、受信回路、信
号制御回路および通信回路を分離して配置したことによ
り、各回路が他の回路に及ぼす電磁的影響を小さくでき
る。特に、高周波回路である送信回路と受信回路とは、
電磁遮蔽物を介して隔絶してあるため、送信回路の出力
する電磁波による受信回路に与える影響を小さくするこ
とができ、計測精度の向上が図れる。
号制御回路および通信回路を分離して配置したことによ
り、各回路が他の回路に及ぼす電磁的影響を小さくでき
る。特に、高周波回路である送信回路と受信回路とは、
電磁遮蔽物を介して隔絶してあるため、送信回路の出力
する電磁波による受信回路に与える影響を小さくするこ
とができ、計測精度の向上が図れる。
【図1】本発明の実施例に係る地中探査装置の断面図で
ある。
ある。
【図2】実施例の正面図である。
【図3】実施例の送受信部の回路の配置状態の説明図で
ある。
ある。
【図4】実施例のブロック図である。
【図5】実施例を用いて自動計測を行う、地上に設けた
自動計測システムの一例を示すブロック図である。
自動計測システムの一例を示すブロック図である。
【図6】図5に示した自動計測システムによる自動計測
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図7】自動計測システムの表示装置に表示された受信
信号の一例を示す図である。
信号の一例を示す図である。
【図8】自動計測システムの表示装置に表示された地山
の状態の一例を示す図である。
の状態の一例を示す図である。
【図9】従来の地中掘削機に搭載される地中探査装置の
説明図である。
説明図である。
30 地中探査装置 32 アンテナ部 34 送受信部 36 アンテナ取付板 38 送信アンテナ 40 受信アンテナ 42 振動吸収材 48 取付フランジ材 56 ケース 58 電子回路部 60 フランジ 62 ねじ 72 電磁遮蔽物(フレーム) 74 送信回路 76 受信回路 82 信号制御回路 86 通信回路
Claims (2)
- 【請求項1】 地中に電磁波を放射し、その反射波を受
信して地中の状態を検知する地中探査装置において、前
記電磁波を放射するとともに、その反射波を受けるアン
テナ部と、このアンテナ部から放射する前記電磁波を生
成する送信回路と前記アンテナ部が受けた反射波を受信
する受信回路とを備えた送受信部と、を分離可能に一体
化したことを特徴とする地中探査装置。 - 【請求項2】 前記送受信部は、前記送信回路と、前記
受信回路と、送信回路に前記電磁波を出力させ、また前
記受信回路の出力信号に基づいて、地中情報を抽出する
信号制御回路と、この信号制御回路が抽出した前記地中
情報を外部に送信する通信回路とを有し、これらの回路
が分離して配置してあり、かつ前記送信回路と前記受信
回路とが電磁遮蔽体を介して隔絶してあることを特徴と
する請求項1に記載の地中探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25585292A JPH0682565A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 地中探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25585292A JPH0682565A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 地中探査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682565A true JPH0682565A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17284487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25585292A Pending JPH0682565A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 地中探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682565A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11211676A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Kosu:Kk | 電磁波探査装置 |
| JP2017115435A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘進方法及びシールド掘進機 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25585292A patent/JPH0682565A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11211676A (ja) * | 1998-01-28 | 1999-08-06 | Kosu:Kk | 電磁波探査装置 |
| JP2017115435A (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘進方法及びシールド掘進機 |
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