JP3348766B2 - 金属物探知用電磁誘導センサ - Google Patents
金属物探知用電磁誘導センサInfo
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- JP3348766B2 JP3348766B2 JP24758296A JP24758296A JP3348766B2 JP 3348766 B2 JP3348766 B2 JP 3348766B2 JP 24758296 A JP24758296 A JP 24758296A JP 24758296 A JP24758296 A JP 24758296A JP 3348766 B2 JP3348766 B2 JP 3348766B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属物探知用電磁
誘導センサを一方向のみに移動させ、土あるいはコンク
リート等の内部に埋設されている地上から目視不可能な
金属管あるいは鉄筋、鉄骨等の埋設位置や埋設方向等を
的確に探知する作業に供される金属物探知用電磁誘導セ
ンサに関するものである。
誘導センサを一方向のみに移動させ、土あるいはコンク
リート等の内部に埋設されている地上から目視不可能な
金属管あるいは鉄筋、鉄骨等の埋設位置や埋設方向等を
的確に探知する作業に供される金属物探知用電磁誘導セ
ンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、地中に埋設された金属物を探知す
るセンサとして、電磁誘導を用いた金属物探知用電磁誘
導センサが本出願人により提案されている（特願平８−
７８０号）。図３はこの金属物探知用電磁誘導センサの
ブロック図、図４はこのセンサの送信用コイルおよび受
信用コイルの外観図である。１は交流磁界を送信する送
信用コイル、２ａ、２ｂは送信磁界の変化を受信する受
信用コイル、３は送信用コイル１のコア、４ａ、４ｂは
受信用コイル２ａ、２ｂのコア、５は送信用コイル１に
交流電流を供給する送信回路、６は受信用コイル２ａ、
２ｂに誘起された電圧を受信する受信回路、７は送信用
コイル１に送信回路５から交流電流を供給する送信用リ
ード線、８ａ、８ｂは受信用コイル２ａ、２ｂに誘起さ
れた電圧を受信回路６へ伝送する受信用リード線であ
る。
るセンサとして、電磁誘導を用いた金属物探知用電磁誘
導センサが本出願人により提案されている（特願平８−
７８０号）。図３はこの金属物探知用電磁誘導センサの
ブロック図、図４はこのセンサの送信用コイルおよび受
信用コイルの外観図である。１は交流磁界を送信する送
信用コイル、２ａ、２ｂは送信磁界の変化を受信する受
信用コイル、３は送信用コイル１のコア、４ａ、４ｂは
受信用コイル２ａ、２ｂのコア、５は送信用コイル１に
交流電流を供給する送信回路、６は受信用コイル２ａ、
２ｂに誘起された電圧を受信する受信回路、７は送信用
コイル１に送信回路５から交流電流を供給する送信用リ
ード線、８ａ、８ｂは受信用コイル２ａ、２ｂに誘起さ
れた電圧を受信回路６へ伝送する受信用リード線であ
る。
【０００３】受信用コイル２ａ、２ｂは、その中間点が
送信用コイル１のコア３の中央位置に一致するように配
置されている。このような配置により、近くに金属埋設
物がない場合には、受信用コイル２ａ、２ｂの各々にお
いて、その中間点の前側と後側にそれぞれ励起される電
圧が互いに逆位相となって打ち消し合うため、コイル２
ａ、２ｂの励起電圧は０となる。また、近くに金属埋設
物がある場合には、コイル２ａ、２ｂの各々において、
その中間点より探知前方側の磁束密度が金属物から誘起
される誘導磁界によって増加し、前側と後側のバランス
が崩れるので、コイル２ａ、２ｂに電圧が励起される。
こうして、金属管あるいは金属障害物等の金属埋設物を
探知することができる。
送信用コイル１のコア３の中央位置に一致するように配
置されている。このような配置により、近くに金属埋設
物がない場合には、受信用コイル２ａ、２ｂの各々にお
いて、その中間点の前側と後側にそれぞれ励起される電
圧が互いに逆位相となって打ち消し合うため、コイル２
ａ、２ｂの励起電圧は０となる。また、近くに金属埋設
物がある場合には、コイル２ａ、２ｂの各々において、
その中間点より探知前方側の磁束密度が金属物から誘起
される誘導磁界によって増加し、前側と後側のバランス
が崩れるので、コイル２ａ、２ｂに電圧が励起される。
こうして、金属管あるいは金属障害物等の金属埋設物を
探知することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
金属物探知用電磁誘導センサを推進機ヘッドに搭載し、
推進機の進行方向修正のために、推進機ヘッドの方向制
御を行うと、推進方向に金属物がないにも拘わらず金属
物が有ると誤探知してしまうという問題点があった。こ
れは、推進機ヘッドの方向制御を行うと、センサと推進
機との位置関係が変わるため、受信用コイルを通過する
交流磁界に変化が生じて、この変化を金属物と誤認識し
てしまうからである。本発明は、上記課題を解決するた
めになされたもので、推進機ヘッドの方向制御を行って
も金属物と誤探知することのない金属物探知用電磁誘導
センサを提供することを目的とする。
金属物探知用電磁誘導センサを推進機ヘッドに搭載し、
推進機の進行方向修正のために、推進機ヘッドの方向制
御を行うと、推進方向に金属物がないにも拘わらず金属
物が有ると誤探知してしまうという問題点があった。こ
れは、推進機ヘッドの方向制御を行うと、センサと推進
機との位置関係が変わるため、受信用コイルを通過する
交流磁界に変化が生じて、この変化を金属物と誤認識し
てしまうからである。本発明は、上記課題を解決するた
めになされたもので、推進機ヘッドの方向制御を行って
も金属物と誤探知することのない金属物探知用電磁誘導
センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の金属物探知用電
磁誘導センサは、請求項１に記載のように、推進機の先
端に、コアの軸方向が探知方向と直交する向きに配置さ
れ直交方向に交流磁界を送信する送信用コイルと、コア
の軸方向が探知方向に配置され送信磁界により金属物か
ら誘起される誘導磁界を受信する受信用コイルとを備
え、探知方向と逆方向に送出される送信磁界を遮蔽する
ように、探知方向と逆方向の送信用コイルの直後に磁性
体を配置したものである。このような構成により、探知
方向と逆方向の後方に送出される送信磁界を磁性体が吸
い寄せるため、磁性体よりも後方に送出される送信磁界
が弱くなり、推進機先端の方向制御によって送信用コイ
ル及び受信用コイルと推進機との位置関係が変化して
も、受信用コイルに励起される交流電圧ピーク値の変動
量が小さくなる。また、請求項２に記載のように、磁性
体は、推進機先端の方向制御時における交流電圧ピーク
値の変動量が金属物が存在するか否かを判定するための
所定値より小さくなるように配置されたものである。
磁誘導センサは、請求項１に記載のように、推進機の先
端に、コアの軸方向が探知方向と直交する向きに配置さ
れ直交方向に交流磁界を送信する送信用コイルと、コア
の軸方向が探知方向に配置され送信磁界により金属物か
ら誘起される誘導磁界を受信する受信用コイルとを備
え、探知方向と逆方向に送出される送信磁界を遮蔽する
ように、探知方向と逆方向の送信用コイルの直後に磁性
体を配置したものである。このような構成により、探知
方向と逆方向の後方に送出される送信磁界を磁性体が吸
い寄せるため、磁性体よりも後方に送出される送信磁界
が弱くなり、推進機先端の方向制御によって送信用コイ
ル及び受信用コイルと推進機との位置関係が変化して
も、受信用コイルに励起される交流電圧ピーク値の変動
量が小さくなる。また、請求項２に記載のように、磁性
体は、推進機先端の方向制御時における交流電圧ピーク
値の変動量が金属物が存在するか否かを判定するための
所定値より小さくなるように配置されたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す金属物探知用電磁誘導センサを搭載した推進機先
端の斜視図であり、図３、図４と同一の構成には同一の
符号を付してある。本実施の形態においても、センサ自
体の構成は図３、図４と同じである。すなわち、送信用
コイル１は、コア３の軸方向が探知方向と直交する向き
に配置され、受信用コイル２ａ、２ｂは、送信用コイル
１を間に挾み、かつコア４ａ、４ｂの軸方向が探知方向
を向くように配置される。
を示す金属物探知用電磁誘導センサを搭載した推進機先
端の斜視図であり、図３、図４と同一の構成には同一の
符号を付してある。本実施の形態においても、センサ自
体の構成は図３、図４と同じである。すなわち、送信用
コイル１は、コア３の軸方向が探知方向と直交する向き
に配置され、受信用コイル２ａ、２ｂは、送信用コイル
１を間に挾み、かつコア４ａ、４ｂの軸方向が探知方向
を向くように配置される。
【０００７】そして、受信用コイル２ａ、２ｂの中間点
が送信用コイル１のコア３の中央位置（図４一点鎖線）
に一致するように配置されている。この受信用コイル２
ａ、２ｂの中間点とは、コイル２ａ、２ｂの各々におい
て、その点から前方の巻数がＴ／２（Ｔはコイル２ａ、
２ｂの巻数）、同じく後方の巻数がＴ／２と等しくなる
位置のことである。
が送信用コイル１のコア３の中央位置（図４一点鎖線）
に一致するように配置されている。この受信用コイル２
ａ、２ｂの中間点とは、コイル２ａ、２ｂの各々におい
て、その点から前方の巻数がＴ／２（Ｔはコイル２ａ、
２ｂの巻数）、同じく後方の巻数がＴ／２と等しくなる
位置のことである。
【０００８】金属埋設物がない場合には、受信用コイル
２ａ、２ｂの各々において、その中間点の前側と後側に
それぞれ励起される電圧が互いに逆位相となって打ち消
し合うため、送信用コイル１から送出される交流磁界の
強度がいくら強くても、コイル２ａ、２ｂの励起電圧は
０となる。
２ａ、２ｂの各々において、その中間点の前側と後側に
それぞれ励起される電圧が互いに逆位相となって打ち消
し合うため、送信用コイル１から送出される交流磁界の
強度がいくら強くても、コイル２ａ、２ｂの励起電圧は
０となる。
【０００９】また、探知方向に金属埋設物がある場合に
は、コイル２ａ、２ｂの各々において、その中間点より
探知前方側の磁束密度が金属物から誘起される誘導磁界
によって増加し、前側と後側のバランスが崩れるので、
受信用コイル２ａ、２ｂに電圧が励起される。こうし
て、金属管あるいは金属障害物等の金属埋設物を探知す
ることができる。
は、コイル２ａ、２ｂの各々において、その中間点より
探知前方側の磁束密度が金属物から誘起される誘導磁界
によって増加し、前側と後側のバランスが崩れるので、
受信用コイル２ａ、２ｂに電圧が励起される。こうし
て、金属管あるいは金属障害物等の金属埋設物を探知す
ることができる。
【００１０】このような構成の金属物探知用電磁誘導セ
ンサを、図１に示すように地下を掘削推進する掘削機械
やボーリング機械等の推進機１０の先端に搭載する。送
信用コイル１、受信用コイル２ａ、２ｂは、推進機先端
の推進機ヘッド１１に搭載されている。そして、推進機
ヘッド１１は、推進機首部１２を介して推進機ヘッド後
続部１３に取り付けられている。
ンサを、図１に示すように地下を掘削推進する掘削機械
やボーリング機械等の推進機１０の先端に搭載する。送
信用コイル１、受信用コイル２ａ、２ｂは、推進機先端
の推進機ヘッド１１に搭載されている。そして、推進機
ヘッド１１は、推進機首部１２を介して推進機ヘッド後
続部１３に取り付けられている。
【００１１】ここで、推進機首部１２の根本（図１右
側）には図示しない支持機構が設けられており、推進機
ヘッド１１及び推進機首部１２は、この機構を支点とす
る首振り運動が可能なように支持される。推進機１０の
進行方向を修正する場合には、上記支持機構により推進
機ヘッド１１を修正すべき方向に向けて、その方向に金
属埋設物がないかどうかを調べ、推進機が金属埋設物と
衝突することを防止している。
側）には図示しない支持機構が設けられており、推進機
ヘッド１１及び推進機首部１２は、この機構を支点とす
る首振り運動が可能なように支持される。推進機１０の
進行方向を修正する場合には、上記支持機構により推進
機ヘッド１１を修正すべき方向に向けて、その方向に金
属埋設物がないかどうかを調べ、推進機が金属埋設物と
衝突することを防止している。
【００１２】よって、このような推進機ヘッド１１の方
向制御を行うと、コイル１、２ａ、２ｂと金属製の推進
機ヘッド後続部１３との位置関係が変わるため、ヘッド
１１を向けた方向に金属埋設物がないにも拘わらず金属
物が存在すると誤検出してしてしまう。そこで、本実施
の形態では、推進機ヘッド１１の直後、すなわち送信用
コイル１の直後に磁界を遮蔽するための磁性体１４を配
置した。
向制御を行うと、コイル１、２ａ、２ｂと金属製の推進
機ヘッド後続部１３との位置関係が変わるため、ヘッド
１１を向けた方向に金属埋設物がないにも拘わらず金属
物が存在すると誤検出してしてしまう。そこで、本実施
の形態では、推進機ヘッド１１の直後、すなわち送信用
コイル１の直後に磁界を遮蔽するための磁性体１４を配
置した。
【００１３】図２は送信用コイル１から送出される磁界
の様子を示す図である。磁性体１４を送信用コイル１の
直後に配置すると、コイル１から送出される交流磁界１
５のうち、探知方向と逆方向の後方に送出される交流磁
界を磁性体１４が吸い寄せるため、磁性体１４よりも後
方に送出される交流磁界が弱くなる。その結果、推進機
ヘッド後続部１３に到達する交流磁界が弱くなるため、
上記方向制御によってセンサと推進機ヘッド後続部１３
との位置関係が変化しても、２つの受信用コイル２ａ、
２ｂに励起される交流電圧ピーク値の差の変動量が従来
よりも小さくなる。
の様子を示す図である。磁性体１４を送信用コイル１の
直後に配置すると、コイル１から送出される交流磁界１
５のうち、探知方向と逆方向の後方に送出される交流磁
界を磁性体１４が吸い寄せるため、磁性体１４よりも後
方に送出される交流磁界が弱くなる。その結果、推進機
ヘッド後続部１３に到達する交流磁界が弱くなるため、
上記方向制御によってセンサと推進機ヘッド後続部１３
との位置関係が変化しても、２つの受信用コイル２ａ、
２ｂに励起される交流電圧ピーク値の差の変動量が従来
よりも小さくなる。
【００１４】つまり、受信用コイル２ａ、２ｂにそれぞ
れ励起される交流電圧ピーク値の差を求める受信回路６
が金属埋設物有りと認識する所定値をＶTHとし、従来の
センサにおいて推進機ヘッドの方向制御を行ったときコ
イル２ａ、２ｂに励起される交流電圧ピーク値の差の変
動量をＶ１、磁性体１４を設けた本実施形態のセンサに
おいて同様に方向制御を行ったときコイル２ａ、２ｂに
励起される交流電圧ピーク値の差の変動量をＶ２とする
と、Ｖ２＜ＶTH＜Ｖ１という関係となる。
れ励起される交流電圧ピーク値の差を求める受信回路６
が金属埋設物有りと認識する所定値をＶTHとし、従来の
センサにおいて推進機ヘッドの方向制御を行ったときコ
イル２ａ、２ｂに励起される交流電圧ピーク値の差の変
動量をＶ１、磁性体１４を設けた本実施形態のセンサに
おいて同様に方向制御を行ったときコイル２ａ、２ｂに
励起される交流電圧ピーク値の差の変動量をＶ２とする
と、Ｖ２＜ＶTH＜Ｖ１という関係となる。
【００１５】したがって、推進機ヘッド１１の方向制御
時における交流電圧ピーク値の差の変動量Ｖ２を所定値
（しきい値）ＶTHより小さくすることができるので、方
向制御を行ったときに金属物が存在すると誤検出するこ
とはなく、金属物探知に支障をきたさずに推進すること
が可能となる。なお、本実施の形態では、２つの受信用
コイルに励起される交流電圧ピーク値の差の変動量を用
いて金属物探知を行っているが、１つの受信用コイルに
励起される交流電圧ピーク値の変動量を用いてもよい。
時における交流電圧ピーク値の差の変動量Ｖ２を所定値
（しきい値）ＶTHより小さくすることができるので、方
向制御を行ったときに金属物が存在すると誤検出するこ
とはなく、金属物探知に支障をきたさずに推進すること
が可能となる。なお、本実施の形態では、２つの受信用
コイルに励起される交流電圧ピーク値の差の変動量を用
いて金属物探知を行っているが、１つの受信用コイルに
励起される交流電圧ピーク値の変動量を用いてもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、探知方向と逆方向の送
信用コイルの直後に磁性体を配置することにより、推進
機の進行方向修正のために推進機先端の方向制御を行っ
ても、受信用コイルに励起される交流電圧ピーク値の変
動量が従来よりも小さくなるので、金属物探知に支障を
きたすことがなくなり、誤探知することなく推進方向の
金属物を探知することが可能となり、金属物に衝突する
ことなく推進することが可能となる。その結果、センサ
より後方の推進機本体の金属の影響を受けることなく掘
削方向の金属物探知が可能となる。
信用コイルの直後に磁性体を配置することにより、推進
機の進行方向修正のために推進機先端の方向制御を行っ
ても、受信用コイルに励起される交流電圧ピーク値の変
動量が従来よりも小さくなるので、金属物探知に支障を
きたすことがなくなり、誤探知することなく推進方向の
金属物を探知することが可能となり、金属物に衝突する
ことなく推進することが可能となる。その結果、センサ
より後方の推進機本体の金属の影響を受けることなく掘
削方向の金属物探知が可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す金属物探知
用電磁誘導センサを搭載した推進機先端の斜視図であ
る。
用電磁誘導センサを搭載した推進機先端の斜視図であ
る。
【図２】 送信用コイルから送出される磁界の様子を示
す図である。
す図である。
【図３】 従来の金属物探知用電磁誘導センサのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】 図３の金属物探知用電磁誘導センサの送信用
コイル及び受信用コイルの外観図である。
コイル及び受信用コイルの外観図である。
１…送信用コイル、２ａ、２ｂ…受信用コイル、３、４
ａ、４ｂ…コア、５…送信回路、６…受信回路、７…送
信用リード線、８ａ、８ｂ…受信用リード線、１０…推
進機、１１…推進機ヘッド、１２…推進機首部、１３…
推進機ヘッド後続部、１４…磁性体。
ａ、４ｂ…コア、５…送信回路、６…受信回路、７…送
信用リード線、８ａ、８ｂ…受信用リード線、１０…推
進機、１１…推進機ヘッド、１２…推進機首部、１３…
推進機ヘッド後続部、１４…磁性体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−269688（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−260706（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233392（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−189772（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−7082（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−36386（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−113651（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 3/10 G01R 33/02
Claims (2)
- 【請求項１】 推進機の先端に、コアの軸方向が探知方
向と直交する向きに配置され前記直交方向に交流磁界を
送信する送信用コイルと、コアの軸方向が探知方向に配
置され前記送信磁界により金属物から誘起される誘導磁
界を受信する受信用コイルとを備え、受信用コイルに励
起される交流電圧ピーク値を検出することにより金属物
を探知する金属物探知用電磁誘導センサにおいて、 前記探知方向と逆方向に送出される送信磁界を遮蔽する
ように、探知方向と逆方向の送信用コイルの直後に磁性
体を配置したことを特徴とする金属物探知用電磁誘導セ
ンサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の金属物探知用電磁誘導セ
ンサにおいて、 前記磁性体は、推進機先端の方向制御時における前記交
流電圧ピーク値の変動量が金属物が存在するか否かを判
定するための所定値より小さくなるように配置されたも
のであることを特徴とする金属物探知用電磁誘導セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24758296A JP3348766B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 金属物探知用電磁誘導センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24758296A JP3348766B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 金属物探知用電磁誘導センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090432A JPH1090432A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3348766B2 true JP3348766B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=17165656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24758296A Expired - Fee Related JP3348766B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 金属物探知用電磁誘導センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348766B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565862A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-07-11 | 朱德兵 | 一种瞬变电磁响应信号梯度测量方法及观测装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003016952A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | The Johns Hopkins University | Portable metal detection and classification system |
| JP2008039394A (ja) * | 2004-11-29 | 2008-02-21 | Univ Nihon | 金属検知装置の電磁誘導センサ |
| DE102005061868A1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung eines Gegenstands, insbesondere Ortungsgerät und Materialerkennungsgerät |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP24758296A patent/JP3348766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565862A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-07-11 | 朱德兵 | 一种瞬变电磁响应信号梯度测量方法及观测装置 |
| CN102565862B (zh) * | 2011-12-16 | 2013-11-20 | 朱德兵 | 一种瞬变电磁响应信号梯度测量方法及观测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1090432A (ja) | 1998-04-10 |
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