JPS63285463A - 超音波式ガス管水道管判別器 - 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） 本発明は、各種工事においで地中埋設管の一部を露出さ
せた際、その露出管がガス管であるか水道管であるかを
判別する必要が生じた場合、それらを正確に判別ことに
よって工事を安全に施工するための超音波式ガス管水道
管判別器に関するものである。

（従来の技術） 従来、地中埋設された各種管のうち水道管とガス管は口
径及び材質が近似して、しかも隣接状態で埋設されるこ
とが多く、各種工事において地中埋設管を露出さき、管
の交換もしくは連結工事などを行う際、ベテラン作業員
が勘でそれぞれの管を判別したり、接手部まで掘削して
その接手の形状によって判別していた。そのため誤判別
をすることがあり、工事目的と異なる管を開栓して重大
事故につながることがあった。

そのため、露出された管の表面に超音波の発信及び受信
をさせるための探触子を取付け、この探触子から発信さ
、れた超音波が管内を透過し、反射した反射波を受信す
ることにより減衰率を求めて管内を流れる流体の種類が
ガスか水かを識別することにより、露出された管がガス
管ぐあるか水道管であるかを判別するという手段が特開
昭６２−３６５９号公報に開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の超音波式ガス管水道管判別手段によりガス管
と水道管とを判別する場合、管体内の流体がガスであれ
ば超音波が管内を透過しないため、管体底面からの反射
波が受信できなければガス管と判断する一方、管体内の
流体が水であれば超音波は約６％の透過率となるため、
管体底面からの反射波を受信できたときは水道管と判断
するものであった。

しかしなから、一般に水道管内部にはいわゆる錆が発生
し、水道管内径部が閉塞されそうになるまで錆が成長し
ている場合がある。この錆表面に超音波が投射されると
、錆表面での乱反射のため、あるいは錆内部の多孔性構
造により、超音波が減衰してしまうため、管体底面部か
らの反射波が受信できなくなって、例えば水道管であっ
たとしてもガス管と判断してしまうという問題があった
。

そこで本発明においては、パルス状の超音波を探査管体
に発信して、管内底面からの反射波の有無と、管体Ｅ部
における多重反射波の減衰率とを４測し、管内流体を確
実に判別するとともに、錆付水道管でも判別できるよう
にすることによって前記従来の問題を解決することを技
術的課題とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記課題解決のための技術的手段は、超音波式ガス管水
道管判別器を、流体を導通させる被探査管体の上部表面
に取付けられて超音波を発信させる一方、発信された超
音波が前記管体の上部及び底面部で反射されたときの反
射波を受信し、受信された反射波のレベルに対応した電
気信号を出力させるための探触子と、前記探触子に対し
て所要の超音波を発信させるための発信電力を供給する
発信回路と、前記探触子から出力された前記電気信号を
入力して所定の増幅をしたうえ所要の信号形態に変換す
る受信回路と、前記発信回路に対して、前記探触子から
調整用超音波を発信させるための信号を出力する第１の
信号出力手段と、前記調整用超音波が発信されたときに
前記管体の前記探触子取付部における管壁からの一定時
間模の多重反射超音波の受信レベルに基づいた前記受信
回路からの出力信号に従って、前記管体がガス管である
か水道管であるかを判別さ眩るときに発信させる判別用
超音波の出力レベルを調整したうえ、同調整出力レベル
で上記判別用超音波を発信させるための信号を前記発信
回路に出力する第２の信号出力手段と、前記探触子から
前記判別用超音波が発信され、前記管体の管径に対応し
て予め設定されたタイミングで管体からの多重反射波の
受信状態を認識し、最初のステップにおいて、同管体底
面からの反射波が受信されたと判断したときには前記管
体が水道管であると判別する一方、上記管体底面からの
反射波が受信されないと判断した場合は、管体上部にお
ける前記多重反射波の減衰パターンから超音波の減衰率
を演算し、ｖＪ算された減衰率が予め設定された減衰率
以上であれば、前記管体は内径部に錆が発生した水道管
であると判断し、ざらに上記演算された減衰率が上記設
定された減衰率に達していなければ前記管体はガス管で
あると判断する判別手段と、この判別手段により判別さ
れた前記管体の種類を表示する表示手段とを備えた構成
にすることＣある。

（作　用） 上記構成の超音波式ガス管水道管判別器に依れば、被探
査管の管体表面に探触子が固定された状態において、第
１の信号出力手段は発信回路に対して信号を出力し、探
触子から調整用超音波を発信させる。この調整用超音波
が発信され、一定時間後に管体の探触子取付部における
管壁からの多重反射超音波、即ち、探触子から発信され
た超音波が被探査管の上部管壁ｒ複数回反射する反射超
音波が探触子で受信される毎に、それぞれの反射エコー
の受信レベルに応じた信号が受信回路から第２の信号出
力手段に出力される。第２の信号出力手段は、一定時間
後における上記信号を入力すると、前記被探査管の管種
、例えばねずみ鋳鉄、あるいはダクタイル鋳鉄等の管種
に応じた出力レベルの判別用超音波を発信ざＵるため、
判別用超音波の出力レベルを自動的に所要のレベルに調
整し、自動調整された出力レベルで判別用超音波を発信
させるための信号を前記発信回路に出力する。

発信回路は上記信号に対応した発信電力を探触子に出力
し、判別用超音波を発信さける。前記探触子から前記判
別用超音波が発信されると前記判別手段は、前記管体の
管径に対応して予め設定されたタイミングで管体からの
多重反射波の受信状態を認識し、最初のステップにおい
て管体底面からの反射波が受信されたか否かを判断し、
同管体底面からの反射波が受信されたと判断したとぎに
は、管体内部に水が存在していると判断し、（水の超音
波透過率がほぼ６％であるため）前記管体が水道管であ
ると判別する一方、上記管体底面からの反射波が受信さ
れない場合は、管体がガス管、あるいは内径部に錆が発
生した水道管であると判断し、（ガスは超音波透過率が
ほぼＯであり、また錆が発生した水道管は超音波が減衰
するため）次のステップで、管体上部における前記多重
反射波の減衰パターンに基づき、多重反射波の減衰パタ
ーンから減衰率を演算し、演算された減衰率が予め設定
された減衰率以上であれば、前記管体内部に水が存在す
るとともに内径部−に錆が発生した水道管であると判断
し、さらに上記演算された減衰率が上記設定された減衰
率に達していなければ前記管体は内部にガスが存在する
ガス管であると判断する。判別手段により判別された上
記ガス管、水道管は表示手段により表示される。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を、図面に従って詳細に説明す
る。本発明の一実施例の超音波式ガス管水道管判別器は
、第１図に示すように、例えばセラミック系の圧電素子
で形成された探触子１を、地中埋設された状態から露出
された被探査管２の表面にカップリングペースト３等を
用いて固定させたうえ、リード１４により判別器本体５
とプローブ４Ｐのコネクターを介して接続されている。

判別器本体５は、口■撮影に構成され、パネル面には、
被探査管２の管径を設定するための管径選択操作部（テ
ンキー）７、および被探査管２がガス管であるか水道管
であるかが判別されたときに表示する液晶表示部９が取
付けられている。パネル面には、その他電源スイッチＰ
ｓが取付けられている。

第２図は本実施例の電気系統ブロック図である。

図に示すように判別器本体５にはマイクロコンピュータ
１１が内蔵されており、マイクロコンピュータ１１には
ランダムアクセスメ七りＲＡＭ、リードオンリメモリＲ
ＯＭ、マイクロプロセラ号ユニットＣＰＬＪ、及び入出
力インターフェース■１０などが設けられている。上記
ランダムアクセスメモリＲＡＭには測定データ等が一時
的に記憶され、リードオンリメモリＲＯＭには、設定デ
ータをはじめ、本発明に関する計測、制御、演算等のプ
ログラムが格納されている。

マイクロコンピュータ１１には、前記探触子１から所要
の超音波を発信さけるための発信電力を出力する発信回
路１２と、前記探触子１から発信された超音波が前記被
探査管２Ｃ反射し、戻ってきた反ｌ１８超音波が探触子
１で受信されたときに、探触子１から出力された電気信
号を増幅し、さらにＡ／Ｄ変換したあと、デジタル信号
に変換された受信信号をマイクロコンピュータ１１に出
力する受信回路１３どが接続される。上記発信回路１２
は、探触子１から発信される超音波の振動数に対応した
周波数の正弦波等を発振する発振回路１２Ａと、同正弦
波を電力増幅する増幅回路１２１３と、マイクロコンピ
ュータ１１からの発信指令信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ
コンバータ１２Ｃとを内蔵し、また、受信回路１３は、
探触子１から出力された電気信号を増幅する増幅回路１
３Ａと、増幅回路１３Ａで増幅された信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄコンバータ１３Ｂなどを内蔵している。

さらに、マイク［１コンピユータ１１には管径選択操作
部７が接続され、前記被探査管２の管径が管径選択操作
部７で設定される毎に設定管径に対応した信号がマイク
［１コンピユータ１１に入力される。その他、マイクロ
コンピュータ１１には前記液晶表示部９が接続され、マ
イクロコンピュータ１１が管体を判別したとぎ、ガス管
、あるいは水道管の表示を行う。

判別器本体５には電池Ｂと、所要の直流安定化電圧を出
力する電源装置１４とが内蔵され、前記電源スィッチＰ
Ｓがオンされると、電池Ｂから電源装置１４に電源が供
給され、前記マイクロコンピュータ１１、発信回路１２
、受信回路１３等において必要とされる直流電圧が生成
される。

以上のように構成した超音波式ガス清水Ｍ管判別器によ
り被探査管２をガス管であるか、あるいは水道管である
かを判別するための作用を第３図のフローチャートに従
って説明する。

探触子１が被探査管２の上面に固定されたあと、電源ス
ィッチＰＳがオンされ、電源装置１４から所要電圧がマ
イクロコンピュータ１１、発信回路１２、受信回路１３
等に印加され、かつ被探査管２の管径が管径選択操作部
７により設定され、さらにマイク［１コンピユータ１１
がイニシャライズされた状態で、自動で測定を開始し、
フローチャートのステップＳ１において、マイクロコン
ピュータ１１は発信回路１２に対して、探触子１から所
定レベルの調整用超音波を発信させるための信号を出力
し、探触子１から被探査管２に対してパルス状の所定レ
ベルの調整用超音波を発信させる。

ステップＳ２において、被探査管２の材質等による超音
波の減衰レベルの違いを補正するため、被探査管２から
の一定時間後の多重反射波の受信レベルを測定し、この
受信レベルに基づいて次のステップＳ３で発信される判
別用超音波の出力レベルを設定するという自動ゲイン調
整を行う。ステップＳ３において、ゲインが自動的に調
整された上記判別用超音波を発信させ、予め設定された
管径に対応したタイミングで被探査管２からの多重反射
波の反射エコーを受信する。ステップＳ４において、被
探査管２の底面からの反射波が受信されたか否かを判断
する。ステップＳ４の判断結果がＹＥＳの場合は、ステ
ップ５５ｔ−被探査管２は内部の流体８が水であると認
識し、水道管であると判別する一方、ステップＳ４の判
断結果がＮＯの場合は、被探査管２はガス管か、あるい
は錆が内径部に付着した水道管であると判断し、ステッ
プＳ６において被探査管２からの上部管壁における多重
反射波の減衰率を例えば第１番目の反射エコーと第６番
目の反射エコーの受信レベルに基づいて計測する。ステ
ップＳ７において、上記ステップＳ６で計測された多重
反射波の減衰率が、被探査管２内の流体８が水である場
合とガスである場合とで異なる多重反射波の減衰率に基
づいて設定された設定減衰率以上であるか否かを判１！
Ｆｉする。

ステップＳ７の判断結果がＹＥＳの場合、即ち、多重反
射波の減衰率が設定値以上の場合は、被探査管２の内部
に水が存在するものと判断し、スデップＳ已において、
被探査管２は第４図に示すような内径部に錆の付いた水
道管であると判別する。

一方、ステップＳ７の判断結果がＮＯの場合、即ち、多
重反射波の減衰率が設定値に達していなければ、被探査
管２の内部はガス体であると判断し、ステップＳ９にお
いて、被探査管２はガス管であると判別する。

以上のように判別されたガス管、水道管は、判別器本体
５の液晶表示部９−Ｑ表示される。

（発明の効果） 以上のように本発明に依れば、インパルス状の超音波を
被探査管体に発信させ、管内底面からの反射波の有無と
、管体上部にお（プる多垂反射波の減資率とを計測する
ことによって、被探査管が錆のはとｌνど発生していな
い水道管であるか、内径部に錆の発生した水道管である
か、あるいはガス管であるかを正確に判別することが可
能になり、地中埋設管工事を安全に施エリ°ることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体システム図、第２図は
電気系統ブロック図、第３図は実施例の作用を説明する
）［Ｉ−ヂセート図、ＷＸＪ図は内径部に錆が発生した
状態の水道管断面図である。 １・・・探触子 ２・・・被探査管 ７・・・管径選択操作部 ８・・・流体 ９・・・液晶表示部 １１・・・マイク１］コンビ−Ｌ−タ １２・・・発信回路 １３・・・受信回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体を導通させる管体の上部表面に取付けられて超音波
   を発信させる一方、発信された超音波が前記管体の上部
   及び底面部で反射されたときの反射波を受信し、受信さ
   れた反射波のレベルに対応した電気信号を出力させるた
   めの探触子と、前記探触子に対して所要の超音波を発信
   させるための発信電力を供給する発信回路と、前記探触
   子から出力された前記電気信号を入力して所定の増幅を
   したうえ所要の信号形態に変換する受信回路と、前記発
   信回路に対して、前記探触子から調整用超音波を発信さ
   せるための信号を出力する第１の信号出力手段と、前記
   調整用超音波が発信されたときに前記管体の前記探触子
   取付部における管壁からの一定時間後の多重反射超音波
   の受信レベルに基づいた前記受信回路からの出力信号に
   従って、前記管体がガス管であるか水道管であるかを判
   別させるときに発信させる判別用超音波の出力レベルを
   調整したうえ、同調整出力レベルで上記判別用超音波を
   、発信させるための信号を前記発信回路に出力する第２
   の信号出力手段と、前記探触子から前記判別用超音波が
   発信され、前記管体の管径に対応して予め設定されたタ
   イミングで管体からの多重反射波の受信状態を認識し、
   最初のステップにおいて、同管体底面からの反射波が受
   信されたと判断したときには前記管体が水道管であると
   判別する一方、上記管体底面からの反射波が受信されな
   いと判断した場合は、管体上部における前記多重反射波
   の減衰パターンから超音波の減衰率を演算し、演算され
   た減衰率が予め設定された減衰率以上であれば、前記管
   体は内径部に錆が発生した水道管であると判断し、ざら
   に上記演算された減衰率が上記設定された減衰率に達し
   ていなければ前記管体はガス管であると判断する判別手
   段と、この判別手段により判別された前記管体の種類を
   表示する表示手段とを備えたことを特徴とする超音波式
   ガス管水道管判別器。