JPS6022310B2 - 地中埋設物探知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ガス管、水道管等の地中埋設物が幅湊して埋設されてい
る道路等をボーリングする場合に、従釆では、これらの
地中埋設配置地図を参照して埋設場所を避けてボーリン
グするようにしていたが、工事によっては埋設個所に接
近してボーリングをしなければならないことが多く、し
かも埋設配魔地図で示された場所と実際の地中埋設物の
埋設場所とに大きなずれがあり、ボーリング中にボーリ
ング装置のビットが地中埋設物に接触して、大きな事故
を発生することが屡々あった。

本発明はこのような事故を未然に防止する地中埋設物探
知装置の発明に係り、第１図の本発明に係るクレーム対
応図に示すようにボーリング装置Ａの接地部分およびこ
れにより所定距離離れた個所に埋設されたアース綾Ｂに
より形成される接地抵抗Ｃと、同接地抵抗Ｃと逆比例関
係にある１定抵抗Ｄおよび比例関係にある２可変抵抗Ｅ
およびＦより構成されるブリッジ回路Ｇと、前記ボーリ
ング装置Ａの接地部分にダミー切替スイッチ日を介し前
記接地抵抗Ｃに対して並列的に切替接続されるダミー可
変抵抗１と、前記アース捧Ｂを基準とする同アース榛Ｂ
と接続された前記可変抵抗Ｅの他端の電位および同じく
前記アース榛Ｂを基準とする前記接地抵抗Ｃのボーリン
グ装置Ａの接地部分または同アース綾Ｂと接続されたダ
ミー可変抵抗１の池端の電位の電位差を検出する零点検
出メータＪと、前記ダミー切替スイッチ日部分にブリッ
ジ切替スイッチＫを介し前記零点検出メータに対して並
列的に切替接続される比較回路Ｌと、同比較回路Ｌの出
力により動作するりレーＭとよりなり、前記比較回路Ｌ
は前記２電位の一方の電位を可変抵抗Ｅで所定値に設定
しておき、他方の電位変化がその所定値に達した場合を
検出するように構成されたこと特徴とするものである。

本発明は前記したように構成されているため、前記ブリ
ッジ切替スイッチＫを前記ブリッジ回路Ｇの零点検出メ
ータＪに切替接続した状態において、まず前記ダミー切
替スイッチ日をボーリング装置Ａに接続し、前記可変抵
抗ＥおよびＦを適宜調節して前記零点検出メータＪが零
目盛を示す状態に設定し、次に前記ダミー切替スイッチ
日をダミー可変抵抗１側に接続し、前記零点検出メー夕
Ｊがやはり零目盛を示すようにダミー可変抵抗１を調節
することで初期における接地抵抗Ｃの抵抗値をダミー可
変抵抗１に置き替えることができ、その抵抗値に基づい
てボーリング装置が埋設物に接近したときの抵抗値を決
定する。次にブリッジ切替スッチＫを比較回路Ｌ側に接
続し「 ダミー切替スイッチ印まダミー可変抵抗１側に
接続された状態でダミー可変抵抗を前記のように決定し
た抵抗値に設定し、ＩＪレーＭが動作を開始する状態に
可変抵抗Ｅを適宜調節する。

このようにして準備を完了し、ブリッジ切替スイッチＫ
はそのままに、ダミー切替スイッチ日をボーリング装置
Ａ側に切替えると「アース榛Ｂを基準とするボーリング
装置Ａの接地部分の電位が減少して前記調節した可変抵
抗Ｅの一端の電位を下回ったときを比較回路Ｊが検出し
て、その検出信号によりリレーＭを動作することができ
る。同リレーの動作で警報装置を動作させるようにすれ
ば、前記ボーリング装置の先端ビットが地中埋設物に接
近したことが分る。このように本発明によれば、ボーリ
ング装置の接地部分およびこれにより所定距離離れた個
所に埋設されたアース棒により形成された接地抵抗の変
化を検出対象としているので地下に存在する導電性埋設
物の一部に直接端子を接続する必要はなく、初期の接続
に手間がかからない。

また、上記接地抵抗と逆比例関係にある１定抵抗および
比例関係にある２可変抵抗より構成されるブリッジ回路
と、前記ボーリング装置の接地部分にダミー切替スイッ
チを介して前記接地抵抗に対して並列的に切替接続され
るダミー可変抵抗と、前記アース榛を基準とする同アー
ス棒に接続された前記可変抵抗の他端の電位および同じ
く前記アース棒を基準とする前記接地抵抗のボーリング
装置の接地部分または同アース機と接続された前記ダミ
ー可変抵抗の他端の電位の電位差を検出する零点検出メ
ータとよりなる接地抵抗測定回路を有しているので初期
においてボーリング装置の接地部分とアース榛との間の
土壌の性質および埋設物の状態をも含めた接地抵抗をブ
リッジ回路の計算をせずにダミー可変抵抗に置き替えて
直接測定できるのでボーリングをしようとする土地の状
態を考慮し、それに対処することができるものとしてい
る。

さらに前記ダミー切替スイッチ部分にブリッジ切替スイ
ッチを介し前記零点検出メータに対して並列的に切替接
続される比較回路と、同比較回路の出力により動作され
るリレーとが備えられており、比較回路は２入力電位の
一方の電位を前記アース棒に接続された可変抵抗により
前記測定された初期接地抵抗の値に基づいて一定の値に
設定しておき、ボーリングを開始することによる接地抵
抗の変化を他方の電位変化で把え、前記一定値と比較し
てその電位差が零になった場合を検出するように構成さ
れているので、ボーリング装置の駆動によりロッドが進
行し、地下埋設物に接近する前の安全な位置において接
地抵抗の減少が一定値に達するように比較回路を設定す
ることで一定値に達したときにリレーを動作させること
ができる。

このリレー動作でボーリング装置の駆動を停止し、警報
を発することによってボーリング作業を安全に遂行する
ことができる。

またボーリングをする士地の±穣の性質は前記したよう
に場所によってその接地抵抗が大幅に異なるが本発明は
初めて接地抵抗を測定し、その値に基づいて比較回路を
設定しているので、場所が異なることによる条件の違い
を克服して信頼性の高い探知装置を供することができる
。

さらにボーリング装置が駆動し、ロッドが地下埋設物に
接近する状態変化をダミー抵抗を用いて模擬的に再現す
ることができるので実際所定の動作がなされるか否かを
試験することで信頼性をさらに高めることができる。

以下図面に図示された本発明の一実施例について説明す
ると、１は図示されないボーリング装置の掘削管に接続
された一方のセンサー入力端子で、同掘削管より水平距
離で約１０肌離れた個所にて地中へ約１仇打込まれたア
ース棒（図示されず）に他方のセンサー入力端子２が接
続されている。

またブリッジ回路３は、１皿０、２０００の可変抵抗４
，５と６．郷０の固定抵抗６と、ＩＫＱ、２０００の可
変抵抗７ａ，７ｂを直列に、接続した可変抵抗７と、零
点検出メータ８とよりなり、可変抵抗４の入力端子には
、前記センサー入力端子１と可変抵抗５の入力端子との
いずれかに選択的に接続されるダミー切替スイッチ９と
、前記零点検出メータ８の入力端子と５０ＫＱの抵抗１
２を介して演算増幅器１３の他方の入力端子のいずれか
に選択的に接続されるブリッジ切替スイツ１０とを備え
ている。

さらにブリッジ回路３の出力端子たる抵抗６，７の結線
部は１００ＫＱの抵抗１ １を介して演算増幅器１３の
一方の入力端子に接続されている。

なお零点検出メータ８の両端子および演算増幅器１３の
両入力端子には、相互に向きが逆方向に並列に結線され
た１対のダイオードよりなる保護回路１４，１５が接続
されている。また演算増幅器１３の一方の入力端子に接
続された１０眺○の固定抵抗１６と演算増幅器１３の出
力端子に接続された３５０ＫＯの固定抵抗１７とアース
端子２に接続されたが○の可変抵抗１８とで感度調整回
路１９が形成されている。

さらに演算増幅器１３の出力端子は１皿Ｑの抵抗２０と
ダイオード２１を介してリレー駆動用トランジスタ２２
のベースに接続され、同リレー駆動用トランジスタ２２
はリレー２３に直列に接続されている。

さらにまたリレー２３およびリレー駆道用トランジスタ
２２と並列に電源表示ランプ２４が接続されている。

しかしてブリッジ回路３およびリレー２３の電源は、２
個のトランジスタ２５，２６、ダイオード２７および弧
○の抵抗２８よりなる定電圧電源回路２９と電源スイッ
チ３０とヒューズ３１とを介して直流１２Ｖの図示され
ないバツテ川こ接続されている。

また直流１２Ｖの図示されないバッテリに、警報ブザー
３２と警報表示灯３３がブザー解除スイッチ３４、リレ
ー２３のａ接続２３ａおよび電源スイッチ３０を介して
接続され、演算増幅器１３には２４Ｖの直流が印加され
るようになっている。

なお、３４′，３５はバツテリ電圧検出用メータおよび
その押釘スイッチである。図示の実施例は前記したよう
に構成されているので、ダミー切替スイッチ９を一方の
センサー入力端子１に接続すると）もに、ブリッジ切替
スイッチ１０を零点検出メータ８に接続し、零点検出メ
ータ８の目盛が０となるように、可変抵抗７ａ，７ｂを
適宜操作する。

この操作が終了した状態では、接地抵抗の抵抗値ＹＥは
ＹＥ＝ヱ土ム Ｙ６ たゞしＹ４、Ｙ８「Ｙ７はそれぞれ抵抗４，６，７の抵
抗値となる。

次にダミー切替スイッチ９を可変抵抗５の入力端子に切
替接続した後、前記したと同様に零点検出メータ８の目
盛が０となるように、可変抵抗５を適宜操作し、同可変
抵抗５の抵抗目盛を議取れば、前記接地抵抗の抵抗値Ｙ
Ｅを知ることができる。

通常の土質の地盤における接地抵抗は約３００である。

そしてダミー切替スイッチ９を可変抵抗５の入力端子に
接続した状態で、ブリッジ切替スイッチ１０を零点検出
メータ８より演算増幅器１３の他方の入力端子に切替接
続した後、今知ることができた抵抗値Ｙ８に基づいてそ
の７０％ないし８０％程度の値にダミー可変抵抗を設定
し、次に演算増幅器１３の一方の基準となる入力電位を
可変抵抗７を適宜調節することで前記抵抗値ＹＥの７０
％ないし８０％程度の設定した値で１」レー２３が動作
するようにする。このようにして可変抵抗７を設定すれ
ば準備は完了するが、実際抵抗値Ｙｏの７０％ないし８
０％程度の設定した値でリレーが動作し、さらに警報が
駆動するかをダミー可変抵抗５を最大値から徐々に減少
させて、警報が鳴つたときのダミー可変抵抗５の抵抗値
を見て、確かめておけば万全である。

このような探知準備が完了した後、ブリッジ切替スイッ
チ１０を増中回路１３の他方の入力端子に接続したま）
、グミ一切替スイッチ９を可変抵抗５の入力端子より一
方のセンサー入力端子１に切替接続し、図示されないボ
ーリング装置を運転し、掘削管を地中に買入すればよい
。

そして万一、掘削管の先端が地中埋設物に接近した場合
には、接地抵抗の抵抗値ＹＥが急激に低下し、設定した
接地抵抗値を下回ったときは演算増幅器１３の出力は負
電位から正電位に変化し、リレー駆動用トランジスタ２
２が導適状態となり、リレー２３が動作され、同リレー
２３の動作でリレーａ接点２３ａが閉成され、警報ブザ
ー３２が鳴り、警報表示灯３３が点灯し、かくして危険
状態を知ることができる。

このような警報が発せられた時に、図示されないボーリ
ング装置の運転を直ちに停止すれば、地中埋設物の損傷
が未然に防止される。

従って前記実施例を使用すれば、各種地中埋設物が額湊
して埋設されている場所でも、前記地中埋設物を損傷す
ることなく、確実にボーリング作業を遂行することがで
きる。

通常、掘削管が地中に深く貫入されるに従い接地抵抗の
抵抗値Ｙ８が漸次低下するので、可変抵抗４の抵抗値Ｙ
Ｅが接地抵抗値ＹＥと平衡するように、可変抵抗４を掘
削深度の変化に連動して可変抵抗４の抵抗値ＹＥを変え
るように構成すれば、地中埋設物が深く埋設されていて
も、掘削管の先端が同地中埋設物に接近したことを確実
に検知することができる。

またリレー２３が動作した時に、図示されないボーリン
グ装置の運転を自動的に停止するように構成すれば、地
中埋設物への損傷をより一層確実に防止することができ
る。

以上本発明を前記した実施例について具体的に説明した
が、本発明はこのような実施例に限定されることなく、
必要に応じて自由に設計変更をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る地中埋設物探知装置の−実施例を図示した回路図であ
る。 １・・・・・・一方のセンサー入力端子、２…・・・他
方のセンサー入力端子、３…・・・ブリッジ回路、４，
５・・・・・・可変抵抗、６・…・・固定抵抗、７・・
・・・・可変抵抗、８・・・・・・零点検出メータ、９
・・・・・・ダミー切替スイッチ、１０・…・・ブリッ
ジ切替スイッチ、１１，１２・・・・・・抵抗、１３・
・・・・・演算増幅器、１４，１５・…・・保護回路、
１６，１７・・・・・・固定抵抗、１８・・・・・・可
変抵抗、１９・…・・感度調整回路、２０・・・・・・
抵抗、２１・・・・・・ダイオード、２２・・・・・・
リレー駆動用トランジスタ、２３・…・・リレー、２４
・・・・・・電源表示ランプ、２５，２６……トランジ
スタ、２７…・・・ダイオード、２８・・・・・・抵抗
、２９・・・・・・定電圧電源回路、３０・・・・・・
電源スイッチ、３１・・・・．・ヒューズ、３２・・・
・・・警報ブザー、３３・・・・・・警報表示灯、３４
・・・・・・ブザー解除スイッチ、３４′……バッテリ
電圧検出用メータ、３５・・・・・・押釘スイッチ。 第１図第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボーリング装置の接地部分およびこれにより所定距
   離離れた個所に埋設されたアース棒により形成される接
   地抵抗と、同接地抵抗と逆比例関係にある１定抵抗およ
   び比例関係にある２可変抵抗より構成されるブリツジ回
   路と、前記ボーリング装置の接地部分にダミー切替スイ
   ツチを介し前記接地抵抗に対して並列的に切替接続され
   るダミー可変抵抗と、前記アース棒を基準とする同アー
   ス棒と接続された前記可変抵抗の他端の電位および同じ
   く前記アース棒を基準とする前記接地抵抗のボーリング
   装置の接地部分または同アース棒と接続された前記ダミ
   ー可変抵抗の他端の電位の電位差を検出する零点検出メ
   ータと、前記ダミー切替スイツチ部分にブリツジ切替ス
   イツチを介し前記零点検出メータに対して並列的に切替
   接続される比較回路と、同比較回路の出力により動作さ
   れるリレーとよりなり、前記比較回路は２入力電位の一
   方の電位を前記アース棒に接続された可変抵抗により所
   定値に設定しておき、他方の電位変化がその所定値に達
   した場合を検出するように構成されたことを特徴とする
   地中埋設物探知装置。