JPH10501332A - 地下構造体用アモルファス金属タギングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遮断物、例えば地下のプラスチックパイプ又は容器の後ろに位置したポリマー構造体又はターゲットの非導電性構造体を遠隔的に検知してその存在位置を突き止める電磁式タギングシステムに関する。電磁式タギングシステムは、変動磁界源と、ポリマー構造体の壁の個別領域内に埋め込まれたパターン状タグとを有し、各タグは、変動磁界源の作用を受けるとバルクハウゼン反応を発生するアモルファス磁性金属ターゲットを含み、更に、地面又はターゲットのコントール面に沿って移動でき、バルクハウゼン反応を遠隔的に検出するポータブル検出回路を有する。各タグ中のアモルファス磁性材料は好ましくは、アスペクト比が少なくとも３：１であり、端と端を向けて配置された複数の細長い粒子の形態である。タグの配列パターンは、構造体の同一性、向き、又は広がりに関する情報をもたらし、ポータブル検出回路は、地面上を移動させているときに少なくとも２つのタグを同時に検出でき、従ってタグのパターンを容易に判定できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】 地下構造体用アモルファス金属タギングシステム 発明の背景 本発明は、一般に電磁式タギングシステムに関し、特に、接近の困難なポリマ ー構造体、例えば埋設プラスチックパイプ又は容器を遠隔的に検知してその存在 位置を突き止めるシステムに関する。 熱可塑性ポリマー、例えばポリエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリプロピレンは 、埋設管類、地下貯蔵容器、及び構造地盤用シート類を作るための材料として特 に魅力がある。これら材料は取扱いが容易、軽量、比較的安価、接合及び補修が 容易であり、しかも腐食損傷に非常に強い（これは金属管及び容器と異なる）。 しかしながら、これらの利点にもかかわらず、かかるポリマー構造体の補修及び 保守は時には必要になるのである。そして、いったん地下に埋設し、或いは別の 材料で被覆すると、これらポリマーで作られた構造体は、公知の電子式センサー によって遠隔的にそのありかを突き止めることは事実上不可能である。それゆえ に、かかる構造体を見つけるために費用のかかる掘削をしばしば行う必要がある 。かかるポリマー構造体の存在位置を的確に検知できないことにより、位置を突 き止めるための掘削中に偶発的に損傷させることになる場合がある。これは、毒 性廃棄物を収容したポリマー高健全性容器（ＨＩＣ）の場合、特に深刻な問題で ある。というのは、掘削に起因してこれら容器が偶発損傷すると、放射性又は化 学的に危険な物質が環境中に放出される場合があるからである。 過去において、特に管類に重点をおいて埋設プラスチック物の存在位置を捜し 出す多くの技術が開発された。ポリマー構造体の上方に明るい色のマーカーリボ ンを埋設すると、検知の精度が幾分上がった。しかしながら、マトリックスータ ーゲットーそれ自体のありかを突き止めるために掘削が必要であり、またマーカ ー及び埋設構成要素が時間の経過につれて「ドリフト」することがあり、その結 果、正確な位置判定の度合いは低かった。金属検出器又は渦電流プローブを用い てマーカーの存在位置の遠隔電子的確認を可能にする金属箔及び磁気粒子標識付 けリボンも開発された。この手法はポリマー構造体のありかを突き止めるための 探査掘削の作業を最小限に抑えることができるが、マーカーのドリフトの問題は 残る。 埋設物事態を“マーキング”してこれが電子式検出器に分かるようにする試み として、米国特許第５，０５１，０３４号（発明者：グッドマン）に開示されて いるような埋設磁気粒子のついたポリマー構造体のタギング手法、米国特許第４ ，５７３，８２９号（発明者：キーン）に開示されているようなパイプ内側への ターゲットワイヤの設置手法が挙げられる。残念ながら、これら両技術により得 られる検出信号は比較的弱いので、これら手法の用途は、埋設場所が浅い状態の パイプに限定される。単純なワイヤ導体により比較的小さなターゲットを構成で きるが、これは通電しなければ強い信号を出さない。しかしながら、かかる通電 を行うにはワイヤに接近する必要があり、これは検出作業を面倒にする。磁気粒 子を用いる場合、１〜２メートルの代表的な埋設パイプ距離において強力な磁気 信号を生じさせるためには、相当な量の磁性材料をポリマー構造体に付けなけれ ばならない。ターゲット距離及びサイズが小さくなると、５０％を越える集中度 が必要になる。このように熱可塑性合金への硬質粒子を高レベルに付加すると、 これら材料を埋設物用途に対して魅力あるものとするユニークで有利な機械的性 質が損なわれる場合がある。さらに、導電性ワイヤと磁気粒子のいずれかをマー カーとして用いた場合、これらの発生する信号は隣接の強磁性物（例えば、鉄管 又は鉄筋コンクリート用鋼棒）により生じる信号と非常に良く似ている場合があ り、従って高度のアンビギュイティ及び誤差が検出信号を不明瞭にさせ始める。 ポリマー構造体を構成するポリマー材料の有利な機械的性質を損なわないで、 強力で明瞭な検出信号が得られるようにする地下ポリマー構造体タギングシステ ムが要望されていることは明らかである。理想的には、タギングシステムは、従 来技術の場合よりも長い距離のところにあるタギング対象の地下構造体の存在を 正確に検出できるだけでなく、強磁性材料で作られた他の構造体が近接して存在 していてもポリマー構造体の向き、同一性及び正確な位置に関する情報をもたら すことができるようなものである。最後に、タギングシステムは、安価であって 構成が簡単であり、しかも使い勝手のよいものである必要がある。発明の概要 概要を述べると、本発明は、遮断物又はバリヤーの後ろに位置し、或いは地下 に位置した非導電性で非磁性の構造体を遠隔的に検知してその存在位置を突き止 める電磁式タギングシステムであって、変動磁界源と、前記構造体の壁の個別領 域内に埋め込まれていて、前記変動磁界の作用を受けるとバルクハウゼン反応を 含む信号を発生させるアモルファス磁性金属ターゲットを含む少なくとも一つの タグと、地面又はコントロール面に沿って可動であり、バルクハウゼン反応を遠 隔的に検出するポータブル検出回路とを有することを特徴とする電磁式タギング システムに関する。本発明のシステムは好ましくは、ポリマー構造体の同一性、 向き、又は広がりのような情報を表すパターンでポリマー構造体の壁中に予め配 置された複数のタグを含む。ポータブル検出回路の検出範囲及び互いに隣接する タグ間距離は、ポータブル検出回路を地面又は他のコントロール面に沿って移動 させているときに少なくとも２つのタグを同時に検出でき、したがって、タグの パターンの向きを容易に判定できるようになる。本発明のシステムは、地下に、 或いは壁の中に、又は床や舗道の下に位置したポリマー構造体、例えばプラスチ ックパイプ又は使い捨て容器の存否、向き、広がり、及び同一性を検出するのに 特に適している。 本発明の好ましい実施例では、タグのターゲットは、アスペクト比が少なくと も３対１のアモルファス磁性金属から成る複数の細長い粒子から作られる。細長 い粒子の長手方向軸線は、互いに平行に整列し、細長い粒子の端と端が互いに磁 気結合をするのに充分に近接している。本発明者は、このように整列状態に配置 された細長い粒子は単一の太いワイヤと非常によく似たふるまいを呈し、所望の 強力で容易に検出できるバルクハウゼン反応を生じさせるということを発見した が、これは驚くべきことである。変形例として、タグの各々のターゲットを、長 さと最大幅のアスペクト比が少なくとも５０００：１のアモルファス磁性金属か ら成る単一のワイヤで作る。いずれの実施例でも、本出願人は、結果的に生じる バルクハウゼン反応の強度及び検出容易性はターゲット及びタグの構成に用いら れたアモルファス磁性金属の量に対して最大になるという知見を得た。しかしな がら、ターゲットを構成するのに細長い粒子を用いる場合、構成材料であるアモ ルファス磁性金属物の整列状態、密度、及び特定の組成を変化させることにより タグパターン中へ追加の情報を符号化して組み込むことができる。さらに、細長 い粒子は、長くて薄いアモルファス磁性金属ワイヤよりもパイプ又は容器、或い は他のポリマー構造体の壁中への埋め込みが比較的容易である。 タグのターゲットを形成するアモルファス磁性金属をポリマー構造体の壁にテ ープ状に取付け又は接着しても良いが、これをポリマー構造体を形成するポリマ ー材料中へ直接個別的に又は離散状態で埋め込むのが好ましい。変形例として、 アモルファス磁性金属を、同時押出し加工されるか、或いは検出されるべきポリ マー構造体の壁上に独立して融着された別のポリマー材料中に予め埋め込んでも 良い。好ましくは、アモルファス磁性金属を当初において埋め込むポリマー材料 を色分けして、ポリマー構造体上におけるその位置を容易に視認できるようにす る。かかる色分けをすると有利には、ポリマー構造体の設置者が、タグを地面又 は他のコントロール面に最も近接するようポリマー構造体を差し向けることがで きるようになる。 アモルファス磁性金属を入れることに加え、本発明のシステムの他の各々は、 アモルファス磁性金属を包囲するフェライト粒子を更に含むのが良い。磁化可能 なフェライト粒子とアモルファス磁性金属を組み合わせることにより結果的に、 符号化に関して別の多くの選択が得られる。図面の簡単な説明 図１は、本発明のシステムを使用状態で示す略図であり、本発明に従ってタギ ング又は標識付けされた地下のプラスチックパイプをどのようにして電子的に検 出できるかを示す図である。 図２は、本発明のシステムの各タグのアモルファス磁性金属ターゲットが変動 磁界中に置かれたとき、どのようにバルクハウゼン反応を発生するか、及びこの バルクハウゼン反応をどのように濾波してオシロスコープ上に表示するかを示す 略図である。 図３は、高いアスペクト比をもつワイヤ状のアモルファス磁性金属を有する細 長いタグが用いられている本発明のシステムの第２の実施例を示す略図である。 図４は、毒性廃棄物入りの地下埋設キャニスタ及びその内容物の正確な存在位 置を容易に突き止めるためにその成形プラスチック蓋内に本発明をどのように手 寄与するかを示す略図である。 図５は、個別の熱熱可融性タグをプラスチックパイプの外壁にどのように取り 付けるかを示す略図である。 図６は、単一の連続マトリックスにより相互に連結された多数のタグを得るた めにタグをどのようにプラスチックパイプと一緒に同時押出し加工するかを示す 略図である。 図７は、本発明のシステムのタグ内に使用できる多構成要素ターゲットの拡大 図であり、ターゲット構成要素が、長さと直径のアスペクト比が少なくとも３対 １のアモルファス磁性金属から成る細長い粒子から成ることを示す図である。 図８は、アモルファス磁性金属の細長い粒子のクラスタを同一の連続マトリッ クス中で互いに異なる向きに配向させた状態で同時押し出しすることによりタグ をどのように形成するかを示す略図である。 図９は、タグが連続マトリックス中に形成されている本発明のシステムのさら にもう一つの実施例であり、各タグは、アモルファス磁性金属の細長い粒子クラ スタと混ぜ合わされた複数のアモルファス磁性金属ファイバを含むことを示す図 である。 図１０は、互いに異なる磁力線の向きを有するフェライトのパッチを分散状態 で整列した細長いアモルファス磁性金属粒子上に重ね合わせることにより多数の タグが連続マトリックス中に形成されている本発明のシステムのさらにもう一つ の実施例を示す略図である。好ましい実施例の詳細な説明 図１を参照すると、本発明の電磁式タギングシステム１は大きくは３つの構成 要素から成り、これら構成要素は、変動する電磁界を生じさせる送信回路又は送 信機３、電磁界の作用を受けたときにバルクハウゼン反応(Barkhausen response )を生じさせる少なくとも一つのタグ又は標識１０、及びタグ１０により生じた バルクハウゼン反応を受け取って濾波する受信回路又は受信機１３である。 送信回路３は、周波数が好ましくは約５０Hzの変動する電流を発生するＡＣド ライバ５を含む。ＡＣドライバ５の出力は、ループ形送信アンテナ７に接続され 、この送信アンテナは、変動する電磁界９を発生する。送信回路３と受信回路１ ３は共に（それぞれのアンテナと一緒になって）、地面８（又は他の操作面）に 沿って移動でき、その目的は、地下の構造体、例えばプラスチックパイプ２６内 に存在している一または二以上のタグ１０の存在場所を突き止めることにある。 手車、モータビークル或いは低空飛行ヘリコプターを用いることにより、送信回 路３及び受信回路１３を地面に沿って移動させても良い。 図１及び図２を参照すると、本発明のシステム１で用いられるタグ１０は各々 、高分子材料又はポリマー材料のマトリックス（以下、「ポリマーマトリックス 」という場合がある）１２で囲まれたアモルファス（非晶質）磁性金属のターゲ ット（以下、「ターゲット」又は「金属ターゲット」という）１１を含む。ター ゲットに用いられるアモルファス磁性金属は例えば、ニュージャージー州パーシ ッパニー所在のメットグラス・プロダクツ社により販売されているメットグラス 合金(Metglas alloy)２７１４Ａとして公知の鉄−ニッケル−コバルト合金であ るのが良い。以下において細部が分かるように、かかるアモルファス合金の金属 組織又は冶金学的組織は大きな磁区によって決まり、これら磁区は処理により整 列させることができ、従って外部交番電磁界が磁区の同時且つ瞬時の再整列を開 始でき、かくしてバルクハウゼン反応として知られる独特の電磁信号を生じさせ ることができるようになる。タグのターゲット１１を形成する金属は、単一のア モルファス磁性金属片、或いはかかる金属から成る一群の細長い粒子であるのが 良い。ターゲット１１を包囲するポリマー材料マトリックス１２は、タグ１０を 取り付ける構造体を形成する同一のポリマー材料から作るのが良い。 受信回路１３は、送信アンテナ７により生じる変動磁界９に応答して、タグ１ ０の金属ターゲット１１の発生する信号１６を受け取る受信アンテナ１４を含む 。図２で最も良く分かるように、ターゲット１１により生じた信号１６は、バル クハウゼン反応２０が重畳してある正弦搬送波１８を含む。受信回路１３の一部 を構成する電子式フィルタ回路２２が搬送波１８を濾波して、オシロスコープ２ ４のスクリーン上に表示されるべきバルクハウゼン反応２０だけを残す。本発 明のシステム１に採用できる形式の送受信回路の特定の一例が、米国特許第４， ８５９，９９１号に開示されており、かかる米国特許明細書全体を本明細書の一 部を形成するものとして引用する。 特定のタグ１０の特定のバルクハウゼン反応は、種々の要因、例えばターゲッ トを構成するアモルファス磁性金属の特定の組成、ターゲットの向き、ターゲッ ト１１中の金属の量及びアスペクト比に大きく依存している。特定ターゲット１ １から得られた特定のバルクハウゼン反応が識別度及び個別度の高い性質を有す るので、システム１は、たとえプラスチックパイプ２６の両側にスチールパイプ （鋼管）２８や鉄筋コンクリート用鉄棒又は鋼棒３０があっても、プラスチック パイプ２６の互いに別個の小部分中に埋め込まれたタグ１０を容易に検知できる 。 システム１の好ましい実施例では、複数のタグ１０が、図示のプラスチックパ イプ２６の長手方向軸線に沿ってプラスチックパイプの別個の壁部分内に埋め込 まれている。パイプ２６の長手方向軸線に沿うタグ１０の間隔からシステム１の オペレータはパイプ２６の向きが分かる。さらに、システムオペレータにパイプ の機能（即ち、ガス管と水道管のいずれか）、パイプの製造業者、敷設工事日等 を知らせることができるコード（小売業者が用いるバーコードに良く似ている） に対応する選択された距離Ｌ１，Ｌ２の分、タグ１０を互いに離すのがよい。も し多数のタグ１０を検知されるべき構造体中に用いようとする場合、受信回路１ ３の検知範囲及びパイプ２６又は他の構造体上のタグ１０の離隔距離は、受信回 路１３がパイプ２６内の少なくとも２つのタグ１０を一度で同時に検知できるよ う定めるべきである。そうすると、システムオペレータはパイプ２６又は他の構 造体の向きを迅速に判定でき、更にパイプ２６内のタグ１０の特定の長手方向間 隔部分中に含まれる情報の復号を迅速に開始できる。 図３は、システム１が例えば地下の巻いた状態のプラスチックパイプ３２のよ うな構造体内の細長いタグ３４をどのように利用するかを図説している。細長い タグ３４ａ〜３４ｄは各々、アモルファス磁性金属のワイヤターゲット３６を含 み、このワイヤターゲットの直径と長さのアスペクト比は好ましくは少なくとも １〜５０００である。ワイヤターゲット３６は、上述のようにポリマーマトリッ クス１２内に埋め込まれている。かかるワイヤターゲット３６を例えば巻きパイ プ３２のような構造体に適用した場合に得られる利点は少なくとも２つある。第 １の利点として、タグ３４ｂ，３４ｃ内のワイヤターゲット３６はパイプ３２の エルボ又はジョイントの輪郭をたどることができるので、システムオペレータは パイプ３２の位置、向き及び精密な広がりについての正確な理解を得ることが出 来る。第２の利点として、本出願人の観察によれば、ターゲットを構成する金属 を高いアスペクト比をもつ形状にする場合、バルクハウゼン反応を運んでいる信 号の強度がかなり大きくなる。かくして、細長いタグ３４ａ〜３４ｄ内の長くて 薄いワイヤターゲット３６の使用により、検知信号の強度が最大になると共にタ ーゲット内に必要なアモルファス磁性金属の量が最小限に抑えられる。複数の長 くて薄いワイヤターゲット３６の使用状態を特に図３に示したが、変形例として 、構造体の長さを連続的にたどる単一の長くて薄いワイヤを用いても良い。 図４は、システム１をどのように用いると毒性廃棄物収納容器のありか又は存 在位置を正確に突き止めることができ、そして内容物を識別できるかを示してい る。本発明のこの特定の実施例では、パターン状に配置されたタグ１０が、毒性 廃棄物キャニスタ３８ａ〜３８ｃの頂部を覆うプラスチック蓋４０の周囲に沿っ てぐるりと埋め込まれている。各キャニスタ蓋４０中のタグ１０の数及び配列状 態は互いに異なっている。その目的は、キャニスタに関する互いに異なる情報（ 即ち、収納された毒性廃棄物の性状、埋設の日付、キャニスタの製造業者等）を 指示するためである。図面には示していないが、キャニスタの向き及び広がりに 関するより多くの情報を提供するために、追加のタグ１０をキャニスタ３８ａ〜 ３８ｃの壁又は底部に沿って配置するのが良い。 図５は、複数の別々の熱可融性タグ４２ａ〜４２ｃをポリマー材料パイプ又は 導管２６の壁にどのように適用すれば有利であるかを示している。タグ４２ａ〜 ４２ｃの各々のポリマーマトリックス４４は、加熱すると軟化する熱可塑性材料 から作られている。タグ４２ａ〜４２ｃは各々、単一のアモルファス磁性要素４ ６を取り付けた状態で示されているが、この要素を多数用いても良い。タグ４２ ａ〜４２ｃをポリマー材料パイプ２６の外壁に融着させるために、電気抵抗要素 （図示せず）及び加熱面５０を備えたアイロン４８が用いられる。好ましく は、アイロン４８の加熱面５０はパイプ２６の外周部と相補する湾曲した輪郭を 有し、熱をタグ４２ａ〜４２ｃの上側表面全体に対して均一に及ぼすことが出来 るようにする。図５に示すシステムの実施例では、タグ４２ａ〜４２ｃは、例え ばパイプ２６を通して運ばれる物質の性状、パイプを地下に敷設した日付、パイ プの製造業者等のような情報を指示できる距離コードに従って距離Ｌ１，Ｌ２の 間隔を隔ててパイプ２６の長手方向軸線に沿って一直線上に配置されている。さ らに、タグ４２ａ〜４２ｃのターゲット要素４６を差し向ける方法は更に、パイ プ２６に関する情報を提供するのに役立つコードの基礎とすることができる。注 意することは例えば、熱可融性タグ４２ｂ中の単一アモルファス磁性ターゲット 要素４６をどのようにして、隣り合うタグ４２ａと４２ｃの中のターゲット要素 に対して直交方向に差し向けるかである。ターゲット要素４６からのバルクハウ ゼン反応の特定の性質は幾分かは、送受信回路３，４の送受信アンテナに対する これらターゲット要素の向きに依存するので、当然に、ターゲット要素の向きは 、パイプ２６の製造業者又は敷設者がタグ４２ａ〜４２ｃに適用したいと考えて いる符号化構想に有益な追加の変数を加えることができると推定される。さらに 、作業者がパイプ２６にタグ４２ａ〜４２ｃを融着させてこれらを所望の順序に 配列するのを助けるために、ポリマーマトリックス４４を着色して識別する又は 色分けするのが良い。また、かかる着色によりパイプ２６の敷設者がパイプを回 してタグ４２ａ〜４２ｃを上方へ差し向けやすくなるが、このようにするのは、 これらタグを地面８を横切って走査してパイプ２６の存在場所を突き止め、タグ ４２ａ〜４２ｂのパターン及び向きと関連した情報を復号する際における送信回 路３と受信回路１４のアンテナ間の距離を最小限に抑えるためである。 上述のシステム１の種々の実施例では、タグは、単一のターゲット要素を封入 した互いに別個のポリマーマトリックスを有するタグ１０，３４，４２の形態で あった。システム１の他の実施例として、タグは全て、同一で連続したマトリッ クスを共有し、単一の要素に代えてアモルファス金属材料の多数の要素、例えば 細長い粒子又はファイバから作られたターゲットを有していても良い。かかる連 続マトリックスは全て、比較的単純な同時押出し法によりポリマー構造体、例え ばパイプの側壁内へ容易に組み込めるという利点がある。その上、タグ全てに用 いる連続マトリックスをタグ４２ａ〜４２ｃから成る上述のマトリックスと同様 、別の色にしても良い。その目的は、パイプの敷設者がタグ側を上に向けやすい ようにすることにある。最後に、単一のターゲット要素に代えて多数のターゲッ ト要素を用いることは、パイプ又は他の構造体についての情報（例えば、寸法形 状、直径、製造業者、使用材料、バッチ番号等）の蓄積又は記憶のためにさらに 多くの符号化可能な変数が得られるだけでなく、所与の量のアモルファス磁性金 属に関して、バルクハウゼン反応信号の強度が一段と最高度に高くなる。 図６は、上述の利点を全て備えた連続マトリックスタグ５２ａ〜５２ｅを利用 するシステム１の実施例を示している。これらタグ５２ａ〜５２ｅは、好ましく はパイプ２６又は他の構造体の壁と一緒に同時押出し加工された連続ポリマーマ トリックス５３から作られている。タグ５２ａ〜５２ｅは、多数のターゲット要 素（この場合、アモルファス磁性金属から成る細長い粒子５６である）から作ら れたターゲット５４ａ〜５４ｅを含む。今、図６と図７を両方参照すると、細長 い粒子５６は各々、直径対長さについてアスペクト比が少なくとも１〜３である 。さらに、粒子５６は好ましくは、図示の長手方向軸線に関し互いに平行状態に 整列し、更に、個々の粒子５６が送信回路３により生じた変動磁界中に置かれた ときに互いに関して端と端において磁気的に相互作用するのに充分な密度で集め られている。かかる最小の密度に起因して生じる端と端との間隔により、細長い 粒子５６から成る不規則な各列は、あたかもそれがアモルファス磁性材料から成 る単一の連続ワイヤとまったく同一であるかのような挙動をすることができる。 かくして、最大のバルクハウゼン反応が生じ、その場合、最小量のアモルファス 磁性材料が細長い粒子５６を形成する。 連続マトリックスタグ５２ａ〜５２ｅの各々の個々のターゲット５４ａ〜５４ ｅ内に多数の細長い粒子５６を用いることにより、単一の磁性要素から作られた ターゲットの場合よりも一層多くの変数が得られ、有利にはこれらを符号化して パイプ２６に関する情報を提供できる。具体的には、個々のターゲット５４ａ〜 ５４ｅを大きくしたり、或いは小さくしても良く、また種々の密度のものであっ ても良い。互いに異なるターゲット５２ｃ〜５２ｅの各々を形成する細長い粒子 の組成を一段と異なるものにして異なるバルクハウゼン反応を生じさせても良い 。 当然のことながら、サイズ、密度、及び組成上の変数に加えて、隣り合うタグ５ ２ｃ〜５２ｅ間の異なる直線距離Ｌ３，Ｌ４を用い、それによりパイプ２６に関 する有益な情報を符号化しても良い。 図８は、上述の連続マトリックスタグ５２ａ〜５２ｅとは異なる態様で情報を 符号化できる連続マトリックスタグ６０ａ〜６０ｇを用いるシステム１の別の実 施例を示している。上述のタグと同様に、タグ６０ａ〜６０ｇは多数のターゲッ ト要素６２ａ〜６２ｇを埋め込んだ連続マトリックス６１から作られている。し かしながら、細長い粒子５６の密度を変えるのではなく、これら粒子５６の向き をパイプ２６の長手方向軸線に関して異なるものにしている。特に注意すべきこ とは、ターゲット６２ａ，６２ｃを形成する粒子はパイプ２６の長手方向軸線と 平行であり、これに対してターゲット６２ｄ，６２ｆを形成する粒子はこの長手 方向軸線と直交している。さらに、ターゲット６２ｂを形成する粒子はパイプ２ ６の長手方向軸線に関してランダムに配向し、ターゲット６２ｇを形成する粒子 はこの長手方向軸線に関し斜めになっている。当然のことながら、連続マトリッ クスタグ６０ａ〜６０ｇ中に存在する向き及び符号化の構想を連続マトリックス タグ５２ａ〜５２ｅで用いた密度及びサイズの符号化構想と結合できないという 理由はない。 図９は、さらにもう一つの符号化形態が与えられた連続マトリックスタグ６４ ａ，６４ｂを示している。これらタグ６４ａ，６４ｂの各々はこれ又、好ましく はパイプ２６の壁の中に同時押出しされた共通の連続マトリックス７１を含む。 しかしながら、この連続マトリックス７１は、図示のように永久的に磁化できる フェライト粒子７２を含む。アモルファス磁性金属から成る細長い粒子５６は、 一様な密度及びパイプ２６の長手方向軸線と平行な整列関係で連続マトリックス ７１内に埋め込まれている。上述のタグのいずれとも異なり、タグ７０ａ〜７０ ｅの個々のターゲット７３ａ〜７３ｅは、マトリックス７１中のフェライト粒子 ７２の個別的に磁化された領域７４ａ〜７４ｅから形成されている。個別領域又 は個別部分７４ａ〜７４ｅの各々の界磁特性は、隣接の磁界の各々の界磁特性と は異なる。磁束の各個別領域７４ａ〜７４ｅは、その中に入っているアモルファ ス磁性金属の細長い粒子５６と相互作用し、結果的に生じる粒子５６のバルクハ ウゼ ン反応に識別性のある又は特徴的な電子サインを付与する。システム１の種々の 実施例をそれぞれ地下構造体と関連して説明したが、システム１は接近困難な構 造体（即ち、壁内の配管、飛行機翼内の油圧流体ライン等）に適用できることは 注目されるべきである。さらに、システム１の種々の実施例の各々は、ポリマー 材料でできた構造体又は構成要素だけではなく、電子的に容易には検出できない 任意の材料（即ち、セラミックス、ガラス、木等）でできた構造体又は構成要素 にも適用できる。かくして、本発明は、明細書中の例示によって限定されるべき ではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載された技術的事項に基づいて定 められる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュンカー，ウォーレン，ロバート アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15668，モンロービル，リッジビュー・ド ライブ 135 (72)発明者 バイヤーズ，ウイリアム，アーサー アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15235，ピッツバーグ，ギルモア・アベニ ュー 3010 (72)発明者 ヘラルド，ジョン，ジョセフ アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15146，モンロービル，バーク・ドライブ 119 (72)発明者 サディーア，ラジェンダー，クマー アメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15239，ピッツバーグ，インパラ・ドライ ブ 5053

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コントロール面を備えた遮断物の後ろに位置する非導電性で非磁性の構造体 を遠隔的に検知してその存在位置を突き止める電磁式タギングシステムであって 、変動磁界を生じさせる手段と、前記構造体の壁の個別領域内に埋め込まれてい て、前記変動磁界の作用を受けるとバルクハウゼン反応を含む信号を発生させる アモルファス磁性金属ターゲットを含む少なくとも一つのタグ手段と、前記コン トロール面に対して可動であり、前記発生信号中のバルクハウゼン反応を遠隔的 に検出するポータブル検出回路手段とを有することを特徴とする電磁式タギング システム。 ２．電磁式タギングシステムは、前記構造体の壁内にパターンをなして配列され ていて、前記構造体の同一性、向き、又は広がりを表示する複数のタグ手段を含 むことを特徴とする請求項１の電磁式タギングシステム。 ３．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも一つは、アスペクト比が 少なくとも３対１のアモルファス磁性金属から成る複数の細長い粒子から作られ ていることを特徴とする請求項２の電磁式タギングシステム。 ４．前記タグの前記複数の細長い粒子の長手方向軸線は、互いに平行に整列し、 前記複数の細長い粒子の端と端が互いに磁気結合をするのに充分に近接している ことを特徴とする請求項３の電磁式タギングシステム。 ５．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、アモルファス磁 性金属から成る前記複数の細長い粒子から作られ、前記２つのターゲット中の粒 子の整列の向きは、前記構造体に関する情報を表示するために互いに異なってい ることを特徴とする請求項４の電磁式タギングシステム。 ６．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、アモルファス磁 性金属から成る前記複数の細長い粒子から作られ、前記２つのターゲットを形成 する粒子の密度は、前記構造体に関する情報を表示するために互いに異なってい ることを特徴とする請求項４の電磁式タギングシステム。 ７．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、アモルファス磁 性金属から成る前記複数の細長い粒子を含み、前記２つのターゲット中の粒子 の組成は、前記構造体に関する情報を表示するために互いに異なっていることを 特徴とする請求項４の電磁式タギングシステム。 ８．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも一つは、長さと最大幅の アスペクト比が少なくとも５０００：１のアモルファス磁性金属から成る単一の ワイヤで作られていることを特徴とする請求項２の電磁式タギングシステム。 ９．前記単一のワイヤは、長さが少なくとも１フィートであることを特徴とする 請求項８の電磁式タギングシステム。 10．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、単一のワイヤで 作られており、前記２つのターゲットの前記ワイヤの長さは、前記構造体に関す る情報を表示するために互いに異なっていることを特徴とする請求項８の電磁式 タギングシステム。 11．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、単一のワイヤで 作られており、前記２つのターゲットのワイヤに用いられるアモルファス磁性金 属の組成は、前記構造体に関する情報を表示するために互いに異なっていること を特徴とする請求項８の電磁式タギングシステム。 12．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも２つは、単一のワイヤで 作られており、前記２つのターゲットのワイヤのアスペクト比は、前記構造体に 関する情報を表示するために互いに異なっていることを特徴とする請求項８の電 磁式タギングシステム。 13．前記ポータブル検出回路手段は、コントロール面に沿って移動させていると きに、前記タグ手段のうちの少なくとも２つのバルクハウゼン反応を同時に検出 できることを特徴とする請求項２の電磁式タギングシステム。 14．前記複数のタグ手段のバルクハウゼン反応の特定の電子特性は、前記構造体 に関する情報を表示するサインコードをもたらし、前記ポータブル検出回路手段 は、前記サインコードを符号化するための手段を含むことを特徴とする請求項２ の電磁式タギングシステム。 15．前記タグ手段は、前記壁の長さに沿って実質的に同一直線上に互いに間隔を 置いて配置され、前記壁の広がり及び向きは前記ポータブル検出回路手段により 判定できるようになっていることを特徴とする請求項２の電磁式タギングシ ステム。 16．前記構造体は、細長いポリマー材料パイプであり、前記タグ手段は、前記ポ リマー材料パイプの長さ及び向きを判定できるよう前記ポリマー材料パイプの長 手方向軸線に沿って前記ポリマー材料パイプの壁上に間隔を置いて配置されてい ることを特徴とする請求項１５の電磁式タギングシステム。 17．前記構造体は、可融性のポリマー材料で作られ、前記タグ手段のアモルファ ス磁性金属ターゲットは、前構造体の壁の個別部分中に融着されていることを特 徴とする請求項１の電磁式タギングシステム。 18．前記構造体は、前記ポリマー材料を押出し加工することにより形成され、前 記タグ手段は、前記アモルファス磁性金属を含むポリマーテープを含み、前記ア モルファス磁性金属は、該アモルファス磁性金属を前記構造体の壁中に埋め込む ためにポリマー材料と一緒に同時押出し加工されていることを特徴とする請求項 １７の電磁式タギングシステム。 19．前記ポリマーテープは、前記構造体上におけるタグの配置場所を指示するよ う色分けされていて、前記構造体は埋設時にタグを地面に最も近接させた状態で 差し向けることが出来るようになっていることを特徴とする請求項１８の電磁式 タギングシステム。 20．前記構造体は、容器であり、前記複数のタグ手段は前記容器の蓋の周りに配 置されることを特徴とする請求項１７の電磁式タギングシステム。 21．埋設されたポリマー構造体を地面に対して遠隔的に検知してその存在位置を 突き止める電磁式タギングシステムであって、変動磁界を生じさせる手段と、各 々が前記構造体の壁の個別領域内に埋め込まれていて、前記変動磁界の作用を受 けるとバルクハウゼン反応を含む信号を発生させるアモルファス磁性金属ターゲ ットを含む複数のタグ手段とを有し、前記複数のタグ手段は前記構造体に関する 情報を表示するためにパターンをなして配列されており、更に、前記地面に沿っ て可動であり、前記発生信号中の前記バルクハウゼン反応を遠隔的に検出するポ ータブル検出回路手段を有することを特徴とする電磁式タギングシステム。 22．前記ポータブル検出回路手段は、前記地面に沿って移動させているときに、 前記タグ手段のうちの少なくとも２つのバルクハウゼン反応を同時に検出できる ことを特徴とする請求項２１の電磁式タギングシステム。 23．前記タグ手段のターゲットのうち少なくとも一つは、アスペクト比が少なく とも３対１のアモルファス磁性金属から成る複数の細長い粒子で作られ、前記タ グの前記複数の細長い粒子の長手方向軸線は、互いに平行に整列し、前記細長い 粒子は、それらの長手方向軸線に沿って互いに平行に整列すると共に互いに磁気 結合をするのに充分に端と端が近接していることを特徴とする請求項２１の電磁 式タギングシステム。 24．前記複数のタグ手段のターゲットのうち少なくとも一つは、長さと最大幅の アスペクト比が少なくとも５０００：１であり、長さが少なくとも６インチのア モルファス磁性金属から成る単一のワイヤで作られていることを特徴とする請求 項２１の電磁式タギングシステム。 25．前記構造体は、細長いポリマー材料パイプであり、前記タグ手段は、前記ポ リマー材料パイプの長さ及び向きを判定できるよう前記ポリマー材料パイプの長 手方向軸線に沿って前記ポリマー材料パイプの壁上に間隔を置いて配置されてい ることを特徴とする請求項２１の電磁式タギングシステム。