JP3689879B2 - アンテナカップリングによるデジタル信号伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
この発明は，人が近づけない場所に設置した測定装置から受信装置にデジタル信号を伝送する方法に関わる．この方法は，特に，地中に埋設して長期間使用する測定装置のデータ伝送方法に関わり，測定装置を落雷から保護する構成であるし，測定装置のケーブルを少なくできる構成である．
【従来の技術】
地中に埋設したひずみ計や傾斜計の場合，測定装置の信号線や電源線は装置と一体となっており，これらのケーブルは埋設した測定装置と地表の測定装置との間で，直接接続されている．このため，測定装置のケーブルが長くなると重量が増加し測定装置を埋設しにくい．また，この信号線が長くなると誘導電圧の影響で測定結果が乱れるし，落雷によって生じる高い誘導電圧で，埋設した測定装置の電子回路が故障する．電子回路が故障した場合，経費をかけて測定装置を再設置せねばならない．
【発明が解決しようとする課題】
この発明では，測定装置に信号線を取り付けることなくデジタル信号を受信装置に伝送する方法を提供する．また，測定装置に電力を送る同軸ケーブルを介して信号を伝送し，ケーブルの重量を減らす方法を提供する．
【課題を解決するための手段】
人が近づけない場所に設置した測定装置のデジタル信号を受信装置に伝送する方式において，本発明で講じた手段は，図１で示したように測定装置近傍にカップリングさせたアンテナ１００を設け，電波を介して同軸ケーブルで信号を伝送するようにしたことである．
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図２で示した．図２において，地中に埋設した測定装置２００にデジタル値を電波に変換するユニット２０１を設け，その２０１にアンテナ２０２を設ける．この２０２より電波を送出し，カップリングさせたアンテナ２０３で受信する．２０３は地表の受信装置２０５に取り付けた同軸ケーブル２０４の先端に設ける．アンテナ２０２と２０３のカップリングは２００の内部か近傍で行う．２０５では伝送された電波による信号をデジタル信号に変換する．２０１で微弱電波で信号を送出したとしても２０２と２０３を２から３ｃｍの距離でカップリングさせれば電界強度は十分大きく，同軸ケーブルであれば１Ｋｍ程度の距離まで信号の伝送ができる．カップリングの距離を短くすれば電界強度はより大きくなって，信号の伝送距離を長くできる．
図３は埋設した測定装置の電源線に同軸ケーブルを使用し，この同軸ケーブルと信号線を兼用する実施例である．図２と同様に，埋設した測定装置３００にデジタル信号を電波に変換するユニット３０１を設け，その３０１にアンテナ３０２を設ける．この３０２とカップリングさせたアンテナ３０３を，コンデンサー３０６を介して地表の受信装置３０５に取り付けた同軸ケーブル３０４の先端に取り付ける．アンテナのカップリングは３００の内部か近傍で行う．３０５の直流電源用の電源線としての３０４と３０３を，３０６を使用して接続しても，インピーダンスをマッチングさせればデータ伝送は可能である．必要であればマッチングに複数の３０６を使用する．
図４は，図２や図３とは信号の伝送方向が逆になった構成の実施例である．この実施例では，地表の送信装置４０５より埋設した測定装置の制御信号等のデジタル信号を電波に変換し，その変換された電波を同軸ケーブル４０４で送信し，カップリングされたアンテナ４０３，４０２を介してその電波を受信ユニット４０１で受信し，埋設した測定装置４００でデジタル信号に変換する．４０５で微弱電波で信号を送出したとしても４０２と４０３を２から３ｃｍの距離でカップリングさせれば電界強度は十分大きく，同軸ケーブルであれば１Ｋｍ程度の距離まで信号の伝送ができる．前述の場合と同様に，カップリングの距離を短くすれば電界強度を大きくできるため，信号の伝送距離が長くなる．
図２から図４の実施例で記述した信号の伝送方法は，測定装置を地中に埋設して使用する場合についてである．測定装置を海底や水中に設置しても前述した方法で信号の伝送ができるし，人が近づくと危険である地滑り地帯や建造物内部に測定装置を設置した場合でも前記した方法で信号の伝送ができる．
【発明の効果】
この発明では，人が近づけない場所に設置した測定装置の信号線をなくする方法を提供した．この方法であれば，１）測定装置は信号線を介して進入する誘導電圧の影響を受けなくなり，測定結果が乱れない．また，２）故障の原因である落雷の影響による誘導電圧が，設置した測定装置の電子回路に加わらなくなる．電子回路が故障しなければ測定装置を再設置する経費を削減できる．一方，設置した測定装置の電源線と信号線を兼用すれば，測定装置に取り付けるケーブルの重量を減らすことができ，測定装置を設置しやすくする．
ファイバー線を用いて光によってデータの伝送を行えば，上記した１），２）の問題は解決できる．けれども，現時点では，ファイバー線をステンレスパイプに入れる必要がある．このため，ケーブルを簡単に曲げることができず，測定装置が設置しにくい．また，光を用いた信号の伝送方法は消費電流が多く，微弱電波により信号を伝送する場合の約１０倍になる．したがって，測定装置を離れた地点に設置したり，深い地点に埋設するには，電源線による電圧降下が小さい微弱電波による方法が優れている．しかも，周波数の違う電波を使用すれば，同じ同軸ケーブルで複数の地点から，同時に，データ伝送することが可能である．
【図面の簡単な説明】
【図１】 カップリングさせたアンテナの概念図．
【図２】 本発明による実施例のブロック図．
【図３】 本発明による他の実施例のブロック図．
【図４】 本発明による他の実施例のブロック図．
【符号の説明】
１００ ‥‥ カップリングさせたアンテナ，
２００ ‥‥ 埋設した測定装置， ２０１ ‥‥ 電波の送信ユニット，
２０２ ‥‥ アンテナ， ２０３ ‥‥ アンテナ，
２０４ ‥‥ 同軸ケーブル， ２０５ ‥‥ 地表の受信装置，
３００ ‥‥ 埋設した測定装置， ３０１ ‥‥ 電波の送信ユニット，
３０２ ‥‥ アンテナ， ３０３ ‥‥ アンテナ，
３０４ ‥‥ 同軸ケーブル， ３０５ ‥‥ 地表の受信装置，
３０６ ‥‥ コンデンサー，
４００ ‥‥ 埋設した測定装置， ４０１ ‥‥ 電波の受信ユニット，
４０２ ‥‥ アンテナ， ４０３ ‥‥ アンテナ，
４０４ ‥‥ 同軸ケーブル， ４０５ ‥‥ 地表の受信装置，

Claims (3)

1. ボーリング孔に埋設して長期間使用するボアホール用の歪計や傾斜計よりデジタルデータを地表の受信装置に伝送する方法において，長い信号線や電源線がボアホール用の歪計や傾斜計と一体となり地表の受信装置と接続されている構成のボアホール用の歪計や傾斜計で，
   デジタル化した信号を電波に変換する手段と，
   落雷によって歪計や傾斜計と一体となっている長い信号線や電源線に生じる誘導電圧から，歪計や傾斜計内部の電子回路を保護するために，前記手段により変換した電波を，
   歪計や傾斜計内部において２〜３ｃｍの距離でカップリングさせた同軸ケーブルの先端に付けたアンテナを介して同軸ケーブルで送出する手段と，
   前記手段により送出された電波を，ボーリング孔に埋設した歪計や傾斜計と一体となっている長い信号線や電源線と接続されている受信装置で，
   デジタル信号に変換する手段，
   を有することを特徴とするアンテナカップリングによるデジタル信号伝送方法．
2. ボーリング孔に埋設して長期間使用するボアホール用の歪計や傾斜計より，デジタルデータを地表に設置した受信装置に伝送する方法において，
   長い同軸ケーブルが信号線と電源線を兼ねていること，
   を特徴とする請求項１記載のアンテナカップリングによるデジタル信号伝送方法．
3. ボーリング孔に埋設して長期間使用するボアホール用の歪針や傾斜計より，デジタルデータを地表に設置した受信装置に伝送する方法において，請求項１記載の方法により，
   地表に設置したデータ送信装置から，ボーリング孔に埋設して長期間使用するボアホール用の歪計や傾斜計にデジタル信号を送ること，
   を特徴とするアンテナカップリングによるデジタル信号伝送方法．

Images