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楕円体パラメータを測定する電磁探査法

国内特許コード P04A004974
掲載日 2004年12月7日
出願番号 特願平09-140988
公開番号 特開平10-319136
登録番号 特許第3041415号
出願日 平成9年5月15日(1997.5.15)
公開日 平成10年12月4日(1998.12.4)
登録日 平成12年3月10日(2000.3.10)
発明者
  • 中里 裕臣
  • 竹内 睦雄
出願人
  • 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 楕円体パラメータを測定する電磁探査法
発明の概要 本発明の楕円体パラメータを測定する電磁探査法は、送信器に電気的に接続された送信アンテナを地表の所定の場所に配置するとともに、受信器に電気的に接続された受信アンテナを上記送信アンテナと所定の距離を隔てた測定点に配置し、送信アンテナから所定の周波数の電磁波を発信させ、発信された電磁波による地下情報を含まない一次磁場と発信された電磁波により地中に生じる二次磁場との成分をそれぞれ測定して測定場所の地下の比抵抗を求めた後、これら送受信アンテナを所望の測定線に応じて移動させ、この移動と測定とを綴り返しつつ地下の比抵抗を解析する電磁探査法である。受信アンテナに上記一次磁場と二次磁場との合成磁場の直交2成分を検出させ、受信器によりこれら検出された2成分を測定し合成磁場のベクトルにより導かれる楕円体パラメータに基づいて合成磁場の直交2成分間の磁場強度比と位相差から楕円率と伏角を求め、この楕円率と伏角の比に基づいて送受信アンテナ間の距離と発信された電磁波の周波数とから地下の比抵抗を解析するようにしたものである。
従来技術、競合技術の概要 近年、ダム湖岸の地滑りや面積数km2 に及ぶ地滑りなど、比較的広い範囲に及ぶ地質的条件に起因する災害が増加しており、広域の地下構造を効率よくかつ正確に解明するための調査法が求められている。従来、このような地下構造の調査法として、信号源に潜水艦通信用の超長波(VLF送信局からの電磁波)を受動的に利用するVLF(Very Low Frequency)法や、電磁法(EM法)が知られている。VLF法では、受信器のみで測定が可能であり、作業性の面で優れているが、利用できる電磁波の周波数が限定されるため、深度方向の比抵抗変化に対する探査精度が低い。EM法には、時間領域で測定を行う方法と周波数領域で測定を行う方法とがある。時間領域測定法では、地下の情報を多く含んだ二次磁場のみを測定するようにしている。このため、強度の大きい一次磁場の影響を考慮する必要はないが、送信アンテナとして数10~数100mのループアンテナの敷設が必要となり、特に、地形の複雑な地域では、移動しながら測定する測定作業の能率が悪い。これに対し、周波数領域で測定を行う方法では一対の小型ループアンテナ(送信器と受信器)を携帯すればよく、複数の周波数の電磁波を使用することにより、深度方向の比抵抗変化を測定することができ、作業性および精度の点で有利である。従来の周波数領域のEM法は、図9に示すように、送信器3と電気的に接続された送信ループアンテナ2を地表の所定の位置に設置し、送信器3から送信ループアンテナ2に所定の周波数のサイン波交流電流を送信し、電磁波を発生させる。送信器3には送信ループアンテナ2により生じる一次磁場の誘導起電圧と位相を測定するリファレンスコイル4が設けられる。送信器3から所定の距離離れた測定位置には、受信ループアンテナ5が設置され、この受信ループアンテナ5は受信器6に電気的に接続される。受信ループアンテナ5は、地下の情報を含まない一次磁場と地中に誘起された渦電流による二次磁場の合成磁場によって誘導電流を生じるようになっている。そして、送信器3と受信器6との間はリファレンスケーブル7により接続され、リファレンスケーブル7はリファレンスコイル4により測定された誘導起電圧(一次磁場の強度)と位相とを受信器6に伝えるようになっている。受信器6は、リファレンスケーブル7によって伝えられる一次磁場の誘導電圧から受信電圧の同相成分の一次磁場の影響をキャンセルし、同相・離相成分の一次磁場と二次磁場の強度比を求めるようになっている。
産業上の利用分野 地下構造を探査する電磁探査法に関し、特に、楕円体パラメータを測定する電磁探査法
特許請求の範囲 【請求項1】 送信器に電気的に接続された送信アンテナを地表の所定の場所に配置するとともに、受信器に電気的に接続された受信アンテナを上記送信アンテナと所定の距離を隔てた測定点に配置し、送信アンテナから所定の周波数の電磁波を発信させ、発信された電磁波による地下情報を含まない一次磁場と発信された電磁波により地中に生じる二次磁場との各成分をそれぞれ測定して測定場所の地下の比抵抗を求めた後、これら送受信アンテナを所望の測定線に応じて移動させ、この移動と測定とを繰り返しつつ地下の比抵抗を解析する電磁探査法において、受信アンテナに、上記一次磁場と二次磁場との合成磁場の直交2成分を検出させ、受信器によりこれら検出された2成分を測定し合成磁場のベクトルにより導かれる楕円体パラメータに基づいて合成磁場の直交2成分間の磁場強度比と位相差とから楕円率と伏角とを求め、この楕円率と伏角の比に基づいて送受信アンテナ間の距離と発信された電磁波の周波数とから地下の比抵抗を解析するようにしたことを特徴とする楕円体パラメータを測定する電磁探査法。
【請求項2】 送信アンテナを水平に保持されるループアンテナから構成し、受信アンテナを互いに直交する2つのループアンテナから構成するとともに、測定時、これら受信側のループアンテナの一方を水平に、他方を送信ループアンテナの面に対して直角に保持することを特徴とする請求項1に記載の楕円体パラメータを測定する電磁探査法。
【請求項3】 送信アンテナを水平に保持されるループアンテナから構成し、受信アンテナを互いに直交する2つのループアンテナから構成するとともに、測定時、受信側の直交するループアンテナを水平面に対して所定角度傾斜させて配置し、解析時、この傾斜角度を補正することを特徴とする請求項1に記載の楕円体パラメータを測定する電磁探査法。
【請求項4】 測定時、送信器は深度に応じた異なる複数の周波数を送信アンテナに送信することを特徴とする請求項1に記載の楕円体パラメータを測定する電磁探査法。
産業区分
  • 測定
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
画像

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08507_15SUM.gif
出願権利状態 権利存続中


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