JPH09127254A - 埋設管探査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズの影響を減らすことができ、かつ、標
識装置を確実に探査することができる。 【解決手段】 所定の符号系列の拡散信号で、バースト
状の送信信号のスペクトル拡散変調をして質問信号と
し、この質問信号を電磁界に変換して質問波として送信
する探査装置１と、埋設管１００と共に埋設され、探査
装置１からの質問波を受信すると共振し、この共振で蓄
えた電磁エネルギを、質問波の無信号時のときに、電磁
界の応答波として送信する標識装置２とを備える。探査
装置１は、応答波の受信で発生した受信信号と、拡散信
号との相関値を求め、この相関値に基づいて標識装置２
の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地中などに埋設
された埋設管の埋設位置を探査する埋設管探査システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中に埋設されるガス管、上水道管、下
水道管などの埋設管には、熱可塑性の合成樹脂からでき
ているものがある。作業者は、この埋設管を互いに連結
して地中などに埋める。

【０００３】このように埋設管を埋設するが、後日、工
事等のために埋設位置を調べることがある。このため
に、電磁誘導を用いる埋設管探査システムが使用され
る。この埋設管探査システムは、探査装置と標識装置を
備え、標識装置は、埋設管にあらかじめ設置されてい
る。埋設管を探査するとき、作業者が、探査装置を用い
て、バースト状の電磁界を質問波として送信する。

【０００４】標識装置は、探査装置からの質問波を受信
すると、この質問波である電磁界で共振する。そして、
標識装置は、共振で蓄えた電磁エネルギを、質問波の無
信号時のときに、電磁界の応答波として送信する。これ
により、標識装置は、埋設管の埋設位置を知らせる。

【０００５】探査装置は、応答波を受信すると、バース
ト状の質問波の無信号時に、応答波発生しているかどう
かを調べる。応答波が発生していると、標識装置の存在
を表示をする。

【０００６】この埋設管探査システムを用いると、地面
を掘り返さなくても、埋設管の埋設位置を探査すること
ができる。このようなシステムが特開昭６３−２９５９
８６号公報に示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の埋設
管探査システムには、次のような欠点がある。埋設管の
埋設位置を調べるために、作業者が探査装置を用いて、
質問波を送信するとき、電磁界の発生源が他に存在する
と、この電磁界がノイズとして作用し、質問波や応答波
を妨害する。このために、探査装置が応答波を正常に受
信できないので、埋設管を探査することができない。

【０００８】また、ノイズの影響を少なくするために、
探査装置を標識装置に近づけると、探査距離が短くな
る。このために、例えば、埋設管を埋設した後、補修な
どにより、地面が以前に比べて高くなると、標識装置の
探査漏れが発生する可能性がある。

【０００９】さらに、複数の探査装置が質問波の到達エ
リア内に在る場合、それぞれの探査装置が質問波を送信
すると、２つの質問波が互いに干渉して、探査装置が質
問波を正常に送信することができない。この結果、埋設
管の探査をすることができない。

【００１０】この発明の目的は、このような欠点を除
き、ノイズの影響を減らすことができ、かつ、標識装置
を確実に探査することができる埋設管探査システムを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項１の発明は、所定の符号系列の拡散信号で、
バースト状の送信信号のスペクトル拡散変調をして質問
信号とし、この質問信号を電磁界に変換して質問波とし
て送信する探査装置と、埋設管と共に埋設され、探査装
置からの質問波を受信すると共振し、この共振で蓄えた
電磁エネルギを、質問波の無信号時のときに、電磁界の
応答波として送信する標識装置とを備え、探査装置は、
標識装置からの応答波の受信で発生した受信信号と、拡
散信号との相関値を求め、この相関値に基づいて標識装
置の有無を判定する。

【００１２】請求項１の発明により、探査装置は、所定
の符号系列の拡散信号で、バースト状の送信信号のスペ
クトル拡散変調をして質問信号とする。探査装置は、質
問信号を電磁界に変換して質問波として送信する。

【００１３】標識装置は、探査装置からの質問波を受信
すると共振する。標識装置は、この共振で蓄えた電磁エ
ネルギを、質問波の無信号時のときに、電磁界の応答波
として送信する。これにより、標識装置は、埋設管の埋
設位置を知らせる。

【００１４】探査装置は、標識装置からの応答波の受信
で発生した受信信号と、拡散信号との相関値を求める。
探査装置は、この相関値に基づいて標識装置の有無を判
定する。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載の埋設管
探査システムにおいて、探査装置は、バースト状の送信
信号を発生する第１信号発生部と、所定の符号系列の拡
散信号を発生する第２信号発生部と、第２信号発生部か
らの拡散信号で、第１信号発生部からの送信信号のスペ
クトル拡散変調をして、質問信号に変換するスペクトル
拡散変調部と、スペクトル拡散変調部からの質問信号を
質問波として送信するアンテナ部と、標識装置からの応
答波を受信したアンテナ部が出力する受信信号と、第２
信号発生部からの拡散信号との相関値を求めるスペクト
ル拡散復調部と、スペクトル拡散復調部からの相関値に
基づいて標識装置の有無を判定する判定部とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明により、探査装置の第１信
号発生部は、バースト状の送信信号を発生し、第２信号
発生部は、所定の符号系列の拡散信号を発生する。スペ
クトル拡散変調部は、第２信号発生部からの拡散信号
で、第１信号発生部からの送信信号のスペクトル拡散変
調をして、送信信号を質問信号に変換する。アンテナ部
は、スペクトル拡散変調部からの質問信号を質問波とし
て送信する。

【００１７】この後、アンテナ部は、標識装置からの応
答波を受信して、受信信号を出力する。スペクトル拡散
復調部は、アンテナ部からの受信信号と、第２信号発生
部からの拡散信号との相関値を求める。判定部は、スペ
クトル拡散復調部からの相関値に基づいて標識装置の有
無を判定する。

【００１８】請求項３の発明は、請求項２記載の埋設管
探査システムにおいて、第１信号発生部は、あらかじめ
決められた周波数のパルスを発振する原発振器と、原発
振器からのパルスを分周してバースト用信号を生成する
バースト用信号発生器と、バースト用信号発生器からの
バースト用信号のパルスの部分に、原発振器からのパル
ス列を挿入して送信信号を発生するバースト発生器とを
備えることを特徴とする。

【００１９】請求項３の発明により、第１信号発生部の
原発振器は、あらかじめ決められた周波数のパルスを発
振する。バースト用信号発生器は、原発振器からのパル
スを分周してバースト用信号を生成する。バースト発生
器は、バースト用信号発生器からのバースト用信号のパ
ルスの部分に、原発振器からのパルス列を挿入して送信
信号を発生する。

【００２０】請求項４の発明は、請求項３記載の埋設管
探査システムにおいて、原発振器は、１０［ｋＨｚ］か
ら２０［ＭＨｚ］の範囲の周波数でパルスを発振する。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を、
図面を用いて説明する。

【００２２】［実施の形態１］図１は、この発明の実施
の形態１に係る埋設管探査システムを示す斜視図であ
る。この埋設管探査システムは、合成樹脂製の埋設管１
００を探査する探査装置１と、埋設管１００の管部１０
１に設置される標識装置２とを備える。

【００２３】探査装置１は、埋設管１００を探査すると
きに、質問波として電磁界を送信する。探査装置１は、
図２に示すように、原発振器１１と、バースト用信号発
生器１２と、バースト発生器１３と、第２信号発生部と
して拡散符号発生器１４と、スペクトル拡散変調部とし
てスペクトル拡散変調器１５と、アンテナ部としてアン
テナ１６と、スペクトル拡散復調部としてスペクトル拡
散復調器１７と、判定部としての処理・表示器１８とを
備える。

【００２４】実施の形態１では、第１信号発生部は、原
発振器１１と、バースト用信号発生器１２と、バースト
発生器１３とを備える。

【００２５】探査装置１の原発振器１１は、図３に示す
ように、パルス状の原発振信号ａを発生する。そして、
原発振器１１は、発生した原発振信号ａをバースト発生
器１３に送る。実施の形態１では、原発振信号ａとし
て、周波数が１０［ｋＨｚ］〜２０［ＭＨｚ］の信号を
用いる。

【００２６】探査装置１のバースト用信号発生器１２
は、バースト用信号ｂ（図３）を発生する。このバース
ト用信号ｂは、例えば、原発振信号ａの８倍の周期を持
ち、パルスとパルスの間隔が時間Ｔであるパルス状の信
号である。

【００２７】探査装置１のバースト発生器１３は、原発
振器１１からの原発振信号ａと、バースト用信号発生器
１２からのバースト用信号ｂとに基づいて、バースト信
号ｃ（図３）を発生する。バースト信号ｃは、バースト
用信号ｂのパルスの部分に、原発振信号ａのパルス列を
挿入した信号である。このバースト信号ｃが送信信号で
あり、時間Ｔがバースト信号ｃの無信号時になる。バー
スト発生器１３は、バースト信号ｃを発生するために、
例えば、原発振信号ａとバースト用信号ｂとの論理積を
演算する。

【００２８】探査装置１の拡散符号発生器１４は、スペ
クトル拡散変調およびスペクトル拡散復調に必要な、所
定の符号系列の拡散信号を発生する。この符号系列の拡
散信号は、バースト発生器１３からのバースト信号ｃに
比べて、帯域の広い信号である。拡散信号として、ＰＮ
符号（Pseudo Noise Code：擬似雑音符号）などが用い
られる。

【００２９】探査装置１のスペクトル拡散変調器１５
は、拡散符号発生器１４からの拡散信号で、バースト発
生器１３からのバースト信号ｃのスペクトル拡散変調を
して、バースト信号ｃを広帯域の質問信号に変換する。

【００３０】探査装置１のアンテナ１６は、アンテナコ
イル（図示を省略）を備え、電磁界の磁界成分の送受信
を主にする。すなわち、アンテナ１６は、スペクトル拡
散変調器１５からの質問信号をアンテナコイルで電磁界
に変換して、質問波として送信する。また、アンテナ１
６は、標識装置２から送られて来る応答波をアンテナコ
イルで受信し、応答波の電磁誘導により誘起電圧を発生
する。アンテナ１６は、この誘起電圧を受信信号として
出力する。

【００３１】探査装置１のスペクトル拡散復調器１７
は、アンテナ１６からの受信信号の逆拡散をして、受信
信号のスペクトル拡散復調をする。すなわち、スペクト
ル拡散復調器１７は、相関器（図示を省略）を用いて、
拡散符号発生器１４からの拡散信号と受信信号の相関関
係を求め、相関の度合いを示す相関値を出力する。

【００３２】探査装置１の処理・表示器１８は、スペク
トル拡散復調器１７から、相関値が出力されているかど
うかを調べる。スペクトル拡散復調器１７からの相関値
が、あらかじめ設定されているレベル以上である場合、
処理・表示器１８は、標識装置２が近くに存在すると判
定する。処理・表示器１８は、この判定結果を、例え
ば、発光ダイオードの点灯や、液晶表示などで外部に知
らせる。

【００３３】探査装置１は、このような構成である。な
お、探査装置１では、アンテナ１６がリード線により本
体１Ａ（図１）に接続されている。本体１Ａは、探査装
置１の中で、アンテナ１６以外のものを内部に備える。

【００３４】次に、標識装置２について説明する。標識
装置２は、地中などに埋設される埋設管１００に、あら
かじめ設置されている。標識装置２は、アンテナコイル
２１と、コンデンサ２２と、個体共振子２３とを備え
る。

【００３５】標識装置２のアンテナコイル２１は、アン
テナ１６のアンテナコイルと同じように電磁界の送受信
をする。アンテナコイル２１は、コンデンサ２２に並列
に接続されている。アンテナコイル２１は、コンデンサ
２２と共に共振回路を構成し、探査装置１からの質問波
を受信すると、共振して受信信号を発生する。

【００３６】標識装置２の個体共振子２３は、水晶共振
子、セラミック共振子などからなり、アンテナコイル２
１からの受信信号で共振し、共振による電磁エネルギを
貯える。そして、個体共振子２３は、この電磁エネルギ
でアンテナコイル２１から応答波を、質問波の時間Ｔの
間、つまり質問波の無信号時に送信する。

【００３７】次に、実施の形態１の動作について説明す
る。

【００３８】地中などに埋設された埋設管１００を探査
するとき、作業者は、埋設管探査システムの本体１Ａを
操作する。この操作により、探査装置１の原発振器１
１、バースト用信号発生器１２、バースト発生器１３が
バースト信号ｃ出力する。スペクトル拡散変調器１５
は、拡散符号発生器１４からの拡散信号で、バースト信
号ｃのスペクトル拡散変調をして、バースト信号ｃを広
帯域の質問信号に変換する。アンテナ１６は、この広帯
域の質問信号を、電磁界の質問波として地面に向けて送
信する。

【００３９】標識装置２のアンテナ２１とコンデンサ２
２とで構成される共振回路は、アンテナ１６からの質問
波を受信すると共振して、受信信号を発生する。個体共
振子２３は、アンテナコイル２１からの受信信号で共振
し、共振による電磁エネルギを貯える。個体共振子２３
は、この電磁エネルギでアンテナコイル２１から応答波
を、質問波の無信号時に送信する。

【００４０】探査装置１のアンテナ１６は、標識装置２
からの応答波を受信して受信信号を出力する。スペクト
ル拡散復調器１７は、アンテナ１６からの受信信号と、
拡散符号発生器１４からの拡散信号との相関値を求め
る。

【００４１】処理・表示器１８は、相関値がスペクトル
拡散復調器１７から出力されているかどうかを調べる。
あらかじめ設定されたレベル以上の相関値が出力されて
いると、処理・表示器１８は、標識装置２が近くに存在
すると判定する。そして、処理・表示器１８は、この判
定結果を外部に知らせる。

【００４２】このようにして、探査装置１は、標識装置
２を探査する。このとき、探査装置１が送信する質問波
は、バースト信号ｃをスペクトル拡散した信号を基に
し、この質問波に応答する標識装置２は、質問波を折り
返すので、スペクトル拡散による応答波を送信する。こ
の結果、質問波および応答波は、外部からノイズの影響
を受けにくくなる。外部からのノイズの影響を受けにく
くなるので、探査装置１の探査距離を延ばすことができ
る。

【００４３】また、同じような探査装置１が質問波の到
達エリア内に複数、存在しても、探査装置１の拡散符号
発生器１４で発生する符号系列をそれぞれ異なるものに
すれば、互いに干渉することがない。

【００４４】さらに、探査装置１でスペクトル拡散通信
の変調と復調をしているので、変調と復調とに拡散符号
発生器１４を共用することができると共に、２つの拡散
符号発生器を用いるときに必要な同期制御が不要にな
る。この結果、探査装置１の回路構成を簡単にすること
ができる。

【００４５】また、周波数が１０［ｋＨｚ］〜２０［Ｍ
Ｈｚ］の信号を原発振信号ａとして用いるので、質問波
および応答波がこの周波数の信号となり、アンテナ１６
と地面の間の空気、地面に溜まる水、土、土の中の水分
などの影響で発生する、質問波や応答波の減衰を減少す
ることができる。

【００４６】［実施の形態２］この実施の形態２では、
先に説明した実施の形態１とは、探査装置１のバースト
用信号発生器１２が相違し、その他は同様である。以下
の説明では、この相違する点のみを説明し、重複する部
分については、図面に同一の参照番号を付けて説明を省
略する。

【００４７】実施の形態２は、図４に示すように、実施
の形態１のバースト用信号発生器１２の代わりに、バー
スト用信号発生器１９を用いる。バースト用信号発生器
１９は、原発振器１１からの原発振信号ａを分周して、
バースト用信号ｂを発生している。

【００４８】実施の形態２により、バースト用信号発生
器１９が原発振器１１からの原発振信号ａを用いるの
で、バースト用信号発生器１９には発振回路が不要にな
り、回路構成を簡単にすることができる。この結果、実
施の形態２は、実施の形態１に比べて、コストの低減を
可能にする。

【００４９】［発明の実施の形態３］この実施の形態３
では、先に説明した実施の形態１とは、標識装置２の設
置場所が相違し、その他は同様である。以下の説明で
は、この相違する点のみを説明し、重複する部分につい
ては、図面に同一の参照番号を付けて説明を省略する。

【００５０】実施の形態３は、図５に示すように、埋設
管１００の継手部１０２に標識装置２を設置している。
さらに、継手部１０２のループ状の加熱線１０２Ａを、
標識装置２のアンテナコイル２１として用いる。管部１
０１を連結する際、電流が加熱線１０２Ａに流される。
これにより、加熱線１０２Ａが発熱し、埋設管１００の
管部１０１と管部１０１の加熱融着をする。

【００５１】このような加熱線１０２Ａを用いると、ア
ンテナコイルを用いる場合に比べて、応答波を送信する
際の、継手部１０２の変換効率が変化し、探査距離が短
くなる可能性がある。しかし、スペクトル拡散による質
問波や応答波を用いる探査装置１と標識装置２により、
探査距離を延ばすことができるので、探査距離の変化を
補うことができる。

【００５２】［発明の実施の形態４］この実施の形態４
では、先に説明した実施の形態１とは、標識装置２の設
置場所が相違し、その他は同様である。以下の説明で
は、この相違する点のみを説明し、重複する部分につい
ては、図面に同一の参照番号を付けて説明を省略する。

【００５３】実施の形態４は、図６に示すように、標識
装置２を埋設管１００の管部１０１とは別にしている。

【００５４】これにより、埋設管１００の直線部分で
は、標識装置２の設置個数を減らして、標識装置２の使
用個数を調整することができる。

【００５５】また、標識装置２を埋設管１００から一定
の距離だけ離して、埋設管１００の真上に配置すれば、
探査装置１と標識装置２は、スペクトル拡散により質問
波と応答波を送受信するので、探査装置１の探査距離
を、実施の形態１に比較して、さらに長くすることがで
きる。

【００５６】以上、実施の形態１〜実施の形態４につい
て説明した。これらの実施の形態で用いられるスペクト
ル拡散変調には、どの方式でもよく、例えば直接拡散
（ＤＤ）方式、周波数ホッピング（ＦＨ）方式、時間ホ
ッピング（ＴＨ）方式、ハイブリッド方式などがある。
さらに、符号による変調には、ＡＭ（振幅）変調、ＦＭ
（周波数）変調、ＰＳＫ（パルス位相）変調などがあ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
により、探査装置と標識装置とは、スペクトル拡散をさ
れた質問波と応答波を用いる。これにより、質問波およ
び応答波は、外部からノイズの影響を受けにくくなり、
標識装置の探査を確実に行うことができると共に、探査
装置の探査距離を延ばすことができる。

【００５８】また、請求項１の発明により、同じような
探査装置が質問波の到達エリア内に複数、存在しても、
探査装置の拡散信号の符号系列をそれぞれ異なるものに
すれば、探査装置の応答波による干渉を防止することが
できる。

【００５９】請求項２の発明により、探査装置内でスペ
クトル拡散変調とスペクトル拡散復調をしているので、
変調と復調に第２信号発生部を共用することができ、探
査装置の回路構成を簡単にすることができる。

【００６０】請求項３の発明により、バースト用信号発
生器が原発振器からのパルスを用いるので、バースト用
信号発生器には発振回路が不要になり、探査装置の回路
構成を簡単にすることができる。

【００６１】請求項４の発明により、周波数が１０［ｋ
Ｈｚ］〜２０［ＭＨｚ］の信号を原発振器が発振するの
で、質問波や応答波がこの周波数の信号となり、アンテ
ナ部と地面の間の空気、地面に溜まる水、土、土の中の
水分などの影響で発生する、質問波や応答波の減衰を減
少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る埋設管探査シス
テムを示す斜視図である。

【図２】埋設管探査システムの探査装置の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】埋設管探査システムの探査装置の動作を示す波
形図である。

【図４】この発明の実施の形態２に係る埋設管探査シス
テムを示す斜視図である。

【図５】この発明の実施の形態３に係る埋設管探査シス
テムを示す斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態４に係る埋設管探査シス
テムを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 探査装置 １１ 原発振器 １２ バースト用信号発生器 １３ バースト発生器 １４ 拡散符号発生器 １５ スペクトル拡散変調器 １６ アンテナ １７ スペクトル拡散復調器 １８ 処理・表示器 ２ 標識装置 ２１ アンテナコイル ２２ コンデンサ ２３ 個体共振子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の符号系列の拡散信号で、バースト
   状の送信信号のスペクトル拡散変調をして質問信号と
   し、この質問信号を電磁界に変換して質問波として送信
   する探査装置と、 埋設管と共に埋設され、探査装置からの質問波を受信す
   ると共振し、この共振で蓄えた電磁エネルギを、質問波
   の無信号時のときに、電磁界の応答波として送信する標
   識装置とを備え、 探査装置は、標識装置からの応答波の受信で発生した受
   信信号と、拡散信号との相関値を求め、この相関値に基
   づいて標識装置の有無を判定する埋設管探査システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の埋設管探査システムにお
   いて、 探査装置は、 バースト状の送信信号を発生する第１信号発生部と 所定の符号系列の拡散信号を発生する第２信号発生部
   と、 第２信号発生部からの拡散信号で、第１信号発生部から
   の送信信号のスペクトル拡散変調をして、質問信号に変
   換するスペクトル拡散変調部と、 スペクトル拡散変調部からの質問信号を質問波として送
   信するアンテナ部と、 標識装置からの応答波を受信したアンテナ部が出力する
   受信信号と、第２信号発生部からの拡散信号との相関値
   を求めるスペクトル拡散復調部と、 スペクトル拡散復調部からの相関値に基づいて標識装置
   の有無を判定する判定部とを備えることを特徴とする埋
   設管探査システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載の埋設管探査システムにお
   いて、 第１信号発生部は、 あらかじめ決められた周波数のパルスを発振する原発振
   器と、 原発振器からのパルスを分周してバースト用信号を生成
   するバースト用信号発生器と、 バースト用信号発生器からのバースト用信号のパルスの
   部分に、原発振器からのパルス列を挿入して送信信号を
   発生するバースト発生器とを備えることを特徴とする埋
   設管探査システム。
4. 【請求項４】 請求項３記載の埋設管探査システムにお
   いて、 原発振器は、１０［ｋＨｚ］から２０［ＭＨｚ］の範囲
   の周波数でパルスを発振することを特徴とする埋設管探
   査システム。