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JP2004212324A - Buried object detection device - Google Patents

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Publication number
JP2004212324A
JP2004212324A JP2003002019A JP2003002019A JP2004212324A JP 2004212324 A JP2004212324 A JP 2004212324A JP 2003002019 A JP2003002019 A JP 2003002019A JP 2003002019 A JP2003002019 A JP 2003002019A JP 2004212324 A JP2004212324 A JP 2004212324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
buried object
buried
receiving
transmitting
antennas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003002019A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruhisa Awata
輝久 粟田
Hidenori Hino
英則 日野
Ryosuke Arioka
良祐 有岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Airec Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Airec Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, Airec Engineering Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2003002019A priority Critical patent/JP2004212324A/en
Publication of JP2004212324A publication Critical patent/JP2004212324A/en
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Abstract

【課題】地中に埋設されている埋設物までの位置を適確に検知することを可能にする埋設物探査装置を提供する。
【解決手段】地下を掘削推進する推進装置の先導体の先端に、電磁波を送信する一つまたは複数の送信アンテナと、互いに異なる指向角を有し、埋設物から反射される反射電磁波をそれぞれ受信する複数の受信アンテナとを設ける。
【選択図】 図1
Provided is a buried object exploration device that can accurately detect a position up to a buried object buried in the ground.
One or a plurality of transmitting antennas for transmitting electromagnetic waves, and a reflected electromagnetic wave having a different directional angle from each other and receiving reflected electromagnetic waves reflected from a buried object are provided at a tip of a leading conductor of a propulsion device for excavating and propelling an underground. And a plurality of receiving antennas.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設され、地上からは目視することのできない埋設物を探査する埋設物探査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、通信ケーブル等を地下に収容する管を非開削工法によって建設する際に、地下を掘削推進する推進装置の先導体が近傍の埋設物へ衝突する事故を未然に防止するために、その先導体の先端に埋設物を探査するための埋設物探査装置を設けている。この埋設物探査装置はレーダの原理を応用したもので、電磁波を前方の地中に向けて照射する送信アンテナと、地中に埋設されている障害物としての埋設物から反射されてくる電磁波を受信する受信アンテナとを用いて埋設物の有無を検知する構成を有している。
【0003】
図8は、従来の埋設物探査装置先端部の表面を表す説明図である。同図に示す埋設物探査装置4の先端部は、地中に照射する電磁波を送信する送信アンテナ41と埋設物によって反射されてきた電磁波を受信する受信アンテナ43とから構成されている。図9は、地中に埋設された埋設物50を検知する埋設物探査装置4の側面図を表しており、二つの矢印は送信アンテナ41から送信される電磁波と、埋設物50から反射され、受信アンテナ43によって受信される電磁波をそれぞれ概念的に表している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の埋設物探査装置は、探査時に推進装置の先導体が推進する前方の埋設物の有無しか検知できないため、埋設物までの距離、方向等の位置を正確に検知することができなかった。したがって、埋設物までの正確な位置が不明なため、埋設物の存在を検知した時点で推進装置の稼動を停止せざるを得なかった。
【0005】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、地中に埋設されている埋設物までの位置を適確に検知することを可能にする埋設物探査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の本発明は、地下を掘削推進する推進装置の先導体の先端に設けられ、地中に埋設された埋設物を電磁波の送受信に基づいて探査する埋設物探査装置であって、電磁波を送信する一つまたは複数の送信アンテナと、互いに異なる指向角を有し、埋設物から反射される反射電磁波をそれぞれ受信する複数の受信アンテナとを備えることを要旨とする。
【0007】
請求項1記載の本発明によれば、推進装置の先導体の先端に搭載される一つまたは複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナの搭載位置や組合せを適宜調整し、複数の受信アンテナがそれぞれ受信した電磁波のデータを解析することにより、探査対象となる埋設物の存在の有無は勿論のこと、埋設物までの位置(距離、方向等)を適確に検知することが可能となる。
【0008】
なお、ここでいう「埋設物」とは、通信ケーブル、金属管やコンクリート管等の管路に加え、岩盤等の特異な地質をも含む推進装置にとっての障害物全般を意味する。
【0009】
請求項2記載の本発明は、請求項1記載の埋設物探査装置において、前記送信アンテナとして、偏波方向が互いに直交する二つの送信アンテナを設けるとともに、前記指向角が異なる複数の受信アンテナとして、反射電磁波を受信するときの偏波方向が互いに直交する受信アンテナを偏波方向ごとに少なくとも二つずつ設けることを要旨とする。
【0010】
請求項2記載の本発明によれば、偏波方向が互いに90度異なる(直交する)二つの送信アンテナと、互いに偏波方向が90度異なる二組の受信アンテナの対とを備えた埋設物探査装置を提供することにより、埋設物までの位置(距離、方向等)を適確に検知することが可能となる。
【0011】
請求項3記載の本発明は、請求項1記載の埋設物探査装置において、互いの近傍に配置されて対をなす送信アンテナと受信アンテナの組を複数設けることを要旨とする。
【0012】
請求項3記載の本発明によれば、互いの近傍に配置されて対をなす送信アンテナと受信アンテナの組が複数設けられた埋設物探査装置を提供することにより、埋設物までの位置(距離、方向等)を適確に検知することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0014】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面の構成を示す説明図である。同図に示す埋設物探査装置1先端部は、例えば推進装置の先導体の先端に装着されるものである。以後の説明においては、この埋設物探査装置の先端部を単に埋設物探査装置と称することもある。
【0015】
埋設物探査装置1は、その先端部に送信アンテナ11と二つの受信アンテナ13a、13bとが設けられている。受信アンテナ13aおよび13bは互いに指向角が異なっている。この指向角は、図2の埋設物探査装置1側面図に示すように、受信アンテナ13aの電磁波ビームを図で前方から上方をカバーするように、もう一方の受信アンテナ13bの電磁波ビームを図で前方から下方をカバーするように適宜調整されている。この結果、二つの受信アンテナのうちの少なくともいずれか一方が、前方にある埋設物から反射されてくる全ての反射電磁波を受信できるようになっている。より具体的には、電磁波ビームの角度が40度乃至50度程度(より好ましくは45度程度)で、このような指向性を有する電磁波ビームが重なり合って前方をカバーするように二つの受信アンテナ13aおよび13bを配置にする。なお、電磁波ビームの前方探査距離は、1.0m乃至2.0m程度(より好ましくは1.5m程度)である。
【0016】
本実施形態に係る埋設物探査装置1は、レーダの原理を応用したものであり、各送信および受信アンテナは、例えばティアドロップ形のエレメント形状を有するハーフピッチ36ピンのディジタル専用インタフェースである。送信アンテナ11から送信される電磁波は、送信パルス幅が1.0ns乃至1.5ns程度(中心周波数が660MHz乃至1GHz程度の電波に相当)、より好ましくは1.2ns程度(中心周波数830MHz程度の電波に相当)のレーダパルスであるが、本発明は必ずしもこれに限られるものではなく、電磁波として連続波を用いることもできる。各送信および受信アンテナは、埋設物探査装置1の本体部とデータの授受を行う機能をさらに備えている。
【0017】
埋設物探査装置1の本体部は、高出力を有するとともに低ノイズの回路から構成され、送信アンテナ11から送信される電磁波(以後、送信波と呼ぶ)を発生する送信波発生部、受信アンテナ13aおよび13bでそれぞれ受信する埋設物からの反射電磁波(以後、反射波と呼ぶ)をアナログ信号に変換するA/D変換部、アナログ変換された反射波を解析して埋設物の位置を検知するための演算処理を行う演算処理部、演算処理部で検知された埋設物の探査結果を出力するモニタを少なくとも有する。このうち、A/D変換部の分解能は16ビット程度(表示,保存時には8ビット程度)である。
【0018】
演算処理部における演算処理は、より具体的には、受信アンテナ13aおよび13bでそれぞれ受信した反射波の強度の差ならびに各受信アンテナが反射波を受信した時間の差等を計測し、この計測結果に探査場所の条件等に応じた補正を適宜加えることによって埋設物の位置を検知するものである。
【0019】
図3は、受信アンテナ13aが受信アンテナ13bよりも強い反射波を受信する場合を概念的に説明する説明図である。同図においては、送信波と二つの反射波を概念的に矢印で表している。図3に示すように、二つの受信アンテナ13aおよび13bでそれぞれ受信する反射波は、埋設物の位置によってその強度に差を生じるため(反射波の矢印の長さが概ね強度の差異を表しているものとする)、埋設物のZ方向(図3における鉛直下向き方向)の位置を適確に検知することができる。
【0020】
図3を用いて説明した場合以外にも、例えば受信アンテナ13aおよび13bが同時に同じ強度の反射波を受信したときには、推進装置前方の推進方向に埋設物が存在することを検知できる。
【0021】
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、送信アンテナと互いに異なる指向角を有する二つの受信アンテナが搭載された埋設物探査装置を推進装置の先導体の先端等に装着することにより、二つの受信アンテナがそれぞれ受信する反射波の強度、時間等の情報に基づいて推進方向の前方に存在する埋設物の位置を適確に検知することができる。この結果、推進装置の先導体が近傍の埋設物に衝突する事故を未然に防止することができる。
【0022】
地中を推進する既存管路(金属管やコンクリート管等)の近傍に、地上から掘削することなく新たな管路を設置する場合には、既存管路からある一定の離隔距離を確保しながら施工することが要求される。本実施形態の埋設物探査装置をそのような管路新設時に適用すれば、前方だけでなく、上下方向の埋設物間での位置を適確に検知することができるので、前述した要求を満たしながら管路新設工事を施工することが可能となる。
【0023】
図4は、本発明の第2の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面の構成を示す説明図である。同図に示す埋設物探査装置2の先端部には、上記第1の実施形態の送信アンテナ11、受信アンテナ13aおよび13bにそれぞれ対応する送信アンテナ21a、受信アンテナ23aおよび23bに加えて、送信アンテナ21aと偏波方向が90度異なる向きを有する送信アンテナ21b、ならびに受信アンテナ23aおよび23bと偏波方向が90度異なる向きを有する受信アンテナ23cおよび23dが設けられている。
【0024】
埋設物探査装置2の先端部中央に設けられ、推進方向に垂直な正方形状の平面には、二つの送信アンテナ21aおよび21bが、各アンテナの中心と前記平面の中心が一致するように配置される一方で、受信アンテナ23a、23b、23c、23dは、前記平面の周囲に、前記平面に対して対称な位置関係を生じるように配置されている。各受信アンテナは、上記第1の実施形態と同様に指向角が互いに異なっており、前記平面に対して所定の角度をなし、前記平面をなす正方形の各辺から放射状に対称な四つの斜面上にそれぞれ設けられている。したがって、埋設物探査装置2を側面から見ると、図2に示す埋設物探査装置1の側面図と同様の射影形状をなしている。
【0025】
図5は、以上説明した埋設物探査装置2の略前方からの斜視図である。なお、前述した受信アンテナ搭載用の斜面を設ける代わりに、先端部表面を一つの平面として、全ての送信アンテナおよび受信アンテナをその同一平面上に設けることも可能である。この場合にも、埋設物探査装置2を前方から見た先端部の表面が図4と同様になることはいうまでもない。
【0026】
四つの受信アンテナを上述したように搭載することにより、埋設物探査装置2前方の全天方向をそれら四つの受信アンテナによってカバーすることができ、前方に埋設物が検知された場合には、その埋設物の鉛直方向(図3のZ方向に相当)だけでなく、この鉛直方向と直交する水平方向の位置情報をも得ることが可能になる。
【0027】
なお、本実施形態に係る埋設物探査装置の送受信アンテナ以外の構成については、送信アンテナと受信アンテナの数の増加に応じた送信波発生部等が追加される点を除けば、上述した第1の実施形態と同じである。また、反射波に基づいた埋設物の位置の検知方法についても、演算処理自体に受信アンテナ数の増加に伴う処理、特に水平方向に関する処理を加えること以外には特段の相違を有するものではない。
【0028】
以上説明した本発明の第2の実施形態が、上記第1の実施形態と同様の効果を奏するものであることはいうまでもない。さらに、本実施形態によれば、推進装置の先導体先端に対する水平方向の位置情報も得ることができるため、より適確に埋設物の位置を検知することが可能となる。
【0029】
図6は、本発明の第3の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面の構成を表す説明図である。同図に示す埋設物探査装置3は、その先端部に二組の送受信アンテナ対(送信アンテナ31a、受信アンテナ33a)、および(送信アンテナ31b、受信アンテナ33b)が、図7の側面図に示すように互いに異なる方向を向くように配置されている。この結果、上記実施形態と同様に受信アンテナ33a、33bは互いに指向角が異なり、各受信アンテナが受信する反射波を解析することによって埋設物の位置を検知することが可能になる。なお、二組の送受信アンテナ対同士が先端部搭載時になす角度は、目的、用途に応じて適宜調整される。また、アンテナの性質に鑑みるならば、図6および図7に示した送信アンテナと受信アンテナの搭載位置を逆にしても得られる効果に相違が生じるものではない。
【0030】
図6および図7を参照して説明した本発明の第3の実施形態に係る埋設物探査装置においても、送受信アンテナ以外の構成ならびに埋設物を検知する際の作用は、上記二つの実施形態と本質的に同じである。したがって、本発明の第3の実施形態が、上記二つの実施形態と同様の効果を有するのは勿論である。
【0031】
なお、本発明に係る埋設物探査装置は、以上説明したように推進装置の先導体先端に装着される以外にも、地中の埋設物を探査する作業に供されるさまざまな装置に装着可能であり、それらの装置に装着される場合にも上記同様の効果を奏するものであることはいうまでもない。このように、本発明は、上記同様の効果を有するさまざまな実施の形態等を当然含みうるものである。
【0032】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、地中に埋設されている埋設物までの位置を適確に検知することを可能にする埋設物探査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面を表す説明図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の側面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る埋設物探査装置による探査を示す説明図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面を表す説明図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の側面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の表面を表す説明図である。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る埋設物探査装置先端部の略前方からの斜視図である。
【図8】従来の埋設物探査装置先端部の表面を表す説明図である。
【図9】従来の埋設物探査装置先端部の側面図である。
【符号の説明】
1、2、3、4 埋設物探査装置
11、21a、21b、31a、31b、41 送信アンテナ
13a、13b、23a、23b、23c、23d、33a、33b、43 受信アンテナ
50 埋設物
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a buried object exploration device for exploring a buried object that is buried underground and cannot be seen from the ground.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when constructing pipes for housing communication cables etc. underground by the non-drilling method, the leading conductor of the propulsion device that excavates and promotes underground works to prevent collisions with nearby buried objects. A buried object exploring device for exploring the buried object is provided at the tip of the body. This buried object detection device is based on the principle of radar.It transmits electromagnetic waves toward the ground in front and transmits electromagnetic waves reflected from buried objects as obstacles buried in the ground. It has a configuration for detecting the presence or absence of a buried object using a receiving antenna for receiving.
[0003]
FIG. 8 is an explanatory view showing a surface of a tip portion of a conventional buried object detection device. The tip of the embedded object exploration apparatus 4 shown in FIG. 1 includes a transmission antenna 41 for transmitting electromagnetic waves illuminating the ground and a reception antenna 43 for receiving electromagnetic waves reflected by the embedded object. FIG. 9 shows a side view of the buried object detection device 4 for detecting the buried object 50 buried in the ground, and two arrows indicate electromagnetic waves transmitted from the transmitting antenna 41 and reflected from the buried object 50, The electromagnetic waves received by the receiving antenna 43 are conceptually represented.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional buried object detection device can detect only the presence or absence of a buried object in front of the propulsion device at the time of the exploration, so that it can accurately detect the position of the distance to the buried object, direction, etc. could not. Therefore, since the exact position to the buried object is unknown, the operation of the propulsion device has to be stopped when the presence of the buried object is detected.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a buried object exploration device that can accurately detect a position of a buried object buried underground.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is provided at the tip of a leading conductor of a propulsion device for excavating and propelling an underground, and searches for a buried object buried in the ground based on transmission and reception of electromagnetic waves. An embedded object exploration apparatus, comprising one or more transmitting antennas for transmitting electromagnetic waves, and a plurality of receiving antennas having different directivity angles and receiving reflected electromagnetic waves reflected from the embedded object, respectively. Make a summary.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, the mounting positions and combinations of one or a plurality of transmitting antennas and a plurality of receiving antennas mounted on the tip of the leading conductor of the propulsion device are appropriately adjusted, and the plurality of receiving antennas By analyzing the received electromagnetic wave data, it is possible to accurately detect not only the presence or absence of a buried object to be searched but also the position (distance, direction, etc.) to the buried object.
[0008]
The term "buried object" as used herein means not only communication cables, metal pipes, concrete pipes, and other conduits, but also all obstacles to the propulsion system including peculiar geology, such as bedrock.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the buried object exploration apparatus according to the first aspect, two transmitting antennas whose polarization directions are orthogonal to each other are provided as the transmitting antennas, and the plurality of receiving antennas having different directivity angles are provided. The point is that at least two receiving antennas whose polarization directions when receiving reflected electromagnetic waves are orthogonal to each other are provided for each polarization direction.
[0010]
According to the second aspect of the present invention, a buried object including two transmitting antennas whose polarization directions are different from each other by 90 degrees (orthogonal to each other) and two pairs of receiving antennas whose polarization directions are different from each other by 90 degrees. Providing the exploration device makes it possible to accurately detect the position (distance, direction, etc.) to the buried object.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a buried object exploration apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of pairs of a transmitting antenna and a receiving antenna are provided near each other and form a pair.
[0012]
According to the third aspect of the present invention, a position (distance to an embedded object) is provided by providing an embedded object detection device provided with a plurality of pairs of a transmitting antenna and a receiving antenna arranged near each other and forming a pair. , Direction, etc.) can be accurately detected.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the surface of the tip of the buried object search device according to the first embodiment of the present invention. The tip of the embedded object detection device 1 shown in FIG. 1 is attached to, for example, the tip of the leading conductor of the propulsion device. In the following description, the distal end of the buried object detection device may be simply referred to as the buried object detection device.
[0015]
The buried object detection device 1 is provided with a transmitting antenna 11 and two receiving antennas 13a and 13b at its tip. The receiving antennas 13a and 13b have different directivity angles. As shown in the side view of the buried object exploration apparatus 1 in FIG. 2, the directional angle is such that the electromagnetic wave beam of the receiving antenna 13a covers the electromagnetic wave beam of the other receiving antenna 13b from the front to the upper side in the drawing. It is appropriately adjusted to cover the lower part from the front. As a result, at least one of the two receiving antennas can receive all reflected electromagnetic waves reflected from the buried object in front. More specifically, the angle of the electromagnetic wave beam is about 40 to 50 degrees (more preferably, about 45 degrees), and the two receiving antennas 13a are arranged so that the electromagnetic wave beams having such directivity overlap and cover the front. And 13b are arranged. The forward search distance of the electromagnetic wave beam is about 1.0 m to 2.0 m (more preferably, about 1.5 m).
[0016]
The embedded object exploration apparatus 1 according to the present embodiment applies the principle of radar, and each transmission and reception antenna is a half-pitch 36-pin digital-only interface having, for example, a teardrop element shape. The electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna 11 has a transmission pulse width of about 1.0 ns to 1.5 ns (corresponding to a radio wave having a center frequency of about 660 MHz to 1 GHz), more preferably about 1.2 ns (a radio wave having a center frequency of about 830 MHz). The present invention is not necessarily limited to this, and a continuous wave may be used as an electromagnetic wave. Each of the transmitting and receiving antennas further has a function of transmitting and receiving data to and from the main body of the buried object search device 1.
[0017]
The main body of the buried object exploration apparatus 1 is composed of a circuit having a high output and a low noise, a transmission wave generator for generating an electromagnetic wave (hereinafter referred to as a transmission wave) transmitted from the transmission antenna 11, and a reception antenna 13a. A / D converter for converting the reflected electromagnetic wave (hereinafter referred to as a reflected wave) from the buried object received at each of 13b and 13b into an analog signal, for analyzing the analog-converted reflected wave to detect the position of the buried object And at least a monitor that outputs a search result of the buried object detected by the arithmetic processing unit. Among these, the resolution of the A / D converter is about 16 bits (about 8 bits for display and storage).
[0018]
More specifically, the arithmetic processing in the arithmetic processing unit measures the difference in the intensity of the reflected waves received by the receiving antennas 13a and 13b, the difference in the time in which each receiving antenna receives the reflected waves, and the like. The position of the buried object is detected by appropriately adding a correction according to the conditions of the exploration place.
[0019]
FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually illustrating a case where the receiving antenna 13a receives a reflected wave stronger than the receiving antenna 13b. In the figure, a transmission wave and two reflected waves are conceptually represented by arrows. As shown in FIG. 3, the reflected waves received by the two receiving antennas 13a and 13b each have a difference in intensity depending on the position of the buried object (the length of the arrow of the reflected wave generally indicates the difference in intensity). It is possible to accurately detect the position of the buried object in the Z direction (vertically downward direction in FIG. 3).
[0020]
In addition to the case described with reference to FIG. 3, for example, when the receiving antennas 13a and 13b simultaneously receive reflected waves of the same intensity, it is possible to detect the presence of an embedded object in the propulsion direction in front of the propulsion device.
[0021]
According to the first embodiment of the present invention described above, a buried object exploration device equipped with a transmitting antenna and two receiving antennas having different directivity angles is mounted on the tip of the leading conductor of the propulsion device or the like. The position of the buried object existing ahead in the propulsion direction can be accurately detected based on information such as the intensity and time of the reflected waves received by the two receiving antennas. As a result, it is possible to prevent an accident in which the leading conductor of the propulsion device collides with a nearby buried object.
[0022]
When installing a new pipeline near the existing pipeline (metal pipe, concrete pipe, etc.) that is propelled underground without excavating from the ground, ensure a certain distance from the existing pipeline. Construction is required. If the buried object detection device of the present embodiment is applied to such a new pipeline, not only the front, but also the position between the buried objects in the vertical direction can be accurately detected, so that the above-described requirement is satisfied. It will be possible to construct new pipeline construction.
[0023]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the surface of the distal end portion of the buried object search device according to the second embodiment of the present invention. In addition to the transmitting antenna 21a and the receiving antennas 23a and 23b corresponding to the transmitting antenna 11 and the receiving antennas 13a and 13b of the first embodiment, the transmitting antenna A transmitting antenna 21b whose polarization direction is different from that of 21a by 90 degrees, and receiving antennas 23c and 23d whose directions of polarization are different from those of the receiving antennas 23a and 23b by 90 degrees are provided.
[0024]
The two transmitting antennas 21a and 21b are arranged on a square plane perpendicular to the propulsion direction provided at the center of the tip of the buried object detection device 2 such that the center of each antenna coincides with the center of the plane. On the other hand, the receiving antennas 23a, 23b, 23c and 23d are arranged around the plane so as to generate a symmetrical positional relationship with the plane. Each receiving antenna has a different directional angle from each other similarly to the first embodiment, forms a predetermined angle with respect to the plane, and radiates symmetrically on four slopes from each side of the square forming the plane. Respectively. Therefore, when the buried object detection device 2 is viewed from the side, it has the same projected shape as the side view of the buried object detection device 1 shown in FIG.
[0025]
FIG. 5 is a perspective view of the above-described buried object inspection device 2 as viewed from substantially the front. Instead of providing the inclined surface for mounting the receiving antenna described above, it is also possible to provide all the transmitting antennas and the receiving antennas on the same plane with the front end surface as one plane. Also in this case, it is needless to say that the surface of the distal end portion when the embedded object exploration apparatus 2 is viewed from the front is the same as that in FIG.
[0026]
By mounting the four receiving antennas as described above, the all-sky direction in front of the buried object detection device 2 can be covered by the four receiving antennas, and when the buried object is detected ahead, It is possible to obtain not only the vertical direction (corresponding to the Z direction in FIG. 3) of the buried object, but also horizontal position information orthogonal to the vertical direction.
[0027]
The configuration of the buried object exploration apparatus according to the present embodiment other than the transmitting and receiving antennas is the same as that of the above-described first embodiment except that a transmission wave generation unit and the like according to the increase in the number of transmitting antennas and receiving antennas are added. This is the same as the embodiment. Also, the method of detecting the position of the buried object based on the reflected wave does not have any particular difference other than adding a process associated with an increase in the number of receiving antennas, particularly a process in the horizontal direction, to the arithmetic process itself.
[0028]
It goes without saying that the second embodiment of the present invention described above has the same effects as the first embodiment. Further, according to the present embodiment, it is also possible to obtain horizontal position information with respect to the tip of the leading conductor of the propulsion device, so that it is possible to more accurately detect the position of the buried object.
[0029]
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a surface of a tip portion of a buried object search device according to a third embodiment of the present invention. In the embedded object exploration apparatus 3 shown in FIG. 7, two pairs of transmitting and receiving antennas (transmitting antenna 31a and receiving antenna 33a) and (transmitting antenna 31b and receiving antenna 33b) are shown in the side view of FIG. So as to face different directions from each other. As a result, similarly to the above embodiment, the receiving antennas 33a and 33b have different directivity angles, and it is possible to detect the position of the buried object by analyzing the reflected waves received by each receiving antenna. The angle formed between the two transmitting / receiving antenna pairs when the distal end is mounted is appropriately adjusted according to the purpose and application. In view of the properties of the antenna, even if the mounting positions of the transmitting antenna and the receiving antenna shown in FIGS. 6 and 7 are reversed, there is no difference in the obtained effects.
[0030]
In the embedded object exploration apparatus according to the third embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 6 and 7, the configuration other than the transmitting / receiving antenna and the operation when detecting an embedded object are the same as those of the above two embodiments. Essentially the same. Therefore, it goes without saying that the third embodiment of the present invention has the same effect as the above two embodiments.
[0031]
It should be noted that the buried object exploration apparatus according to the present invention can be mounted on various devices used for exploring underground buried objects in addition to being mounted on the tip of the leading conductor of the propulsion device as described above. Needless to say, the same effects as described above can be obtained when the device is mounted on such a device. As described above, the present invention can naturally include various embodiments having the same effects as described above.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, it is possible to provide a buried object exploration device that can accurately detect a position up to a buried object buried underground.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a surface of a tip portion of a buried object search device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a distal end portion of the buried object search device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a search by the buried object search device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a surface of a tip portion of an embedded object search device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view of a tip of a buried object search device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a surface of a tip end portion of a buried object search device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a distal end portion of a buried object detection device according to a second embodiment of the present invention as viewed from substantially the front.
FIG. 8 is an explanatory view showing a surface of a tip portion of a conventional embedded object search device.
FIG. 9 is a side view of a tip portion of a conventional embedded object detection device.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4 buried object detection device 11, 21a, 21b, 31a, 31b, 41 transmitting antennas 13a, 13b, 23a, 23b, 23c, 23d, 33a, 33b, 43 receiving antenna 50 buried object

Claims (3)

地下を掘削推進する推進装置の先導体の先端に設けられ、地中に埋設された埋設物を電磁波の送受信に基づいて探査する埋設物探査装置であって、
電磁波を送信する一つまたは複数の送信アンテナと、
互いに異なる指向角を有し、埋設物から反射される反射電磁波をそれぞれ受信する複数の受信アンテナと
を備えることを特徴とする埋設物探査装置。
A buried object exploration device that is provided at the tip of the leading conductor of a propulsion device that excavates and promotes underground, and that searches for buried objects buried in the ground based on transmission and reception of electromagnetic waves,
One or more transmitting antennas for transmitting electromagnetic waves,
A buried object exploration apparatus, comprising: a plurality of receiving antennas having different directivity angles and receiving reflected electromagnetic waves reflected from the buried object.
前記送信アンテナとして、偏波方向が互いに直交する二つの送信アンテナを設けるとともに、
前記指向角が異なる複数の受信アンテナとして、反射電磁波を受信するときの偏波方向が互いに直交する受信アンテナを偏波方向ごとに少なくとも二つずつ設けること
を特徴とする請求項1記載の埋設物探査装置。
As the transmission antenna, while providing two transmission antennas whose polarization directions are orthogonal to each other,
2. The buried object according to claim 1, wherein at least two reception antennas whose polarization directions when receiving reflected electromagnetic waves are orthogonal to each other are provided for each polarization direction as the plurality of reception antennas having different directivity angles. 3. Exploration equipment.
互いの近傍に配置されて対をなす送信アンテナと受信アンテナの組を複数設けることを特徴とする請求項1記載の埋設物探査装置。2. The buried object exploration apparatus according to claim 1, wherein a plurality of pairs of a transmitting antenna and a receiving antenna are provided near each other and form a pair.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012251932A (en) * 2011-06-06 2012-12-20 Yasuda Engineering Kk Obstacle exploration device of excavator and obstacle exploration method of excavator
JP2013092531A (en) * 2012-12-28 2013-05-16 Yasuda Engineering Kk Obstruction probing apparatus and obstruction probing method for boring machine

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