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ELECTROMAGNETIC SEARCH DEVICE AND ITS METHOD

Patent code P04A006059
File No. 測定・分析-54
Posted date Feb 16, 2005
Application number P2003-087942
Publication number P2004-294297A
Patent number P3740539
Date of filing Mar 27, 2003
Date of publication of application Oct 21, 2004
Date of registration Nov 18, 2005
Inventor
  • (In Japanese)中里 裕臣
  • (In Japanese)竹内 睦雄
  • (In Japanese)奥山 武彦
  • (In Japanese)黒田 清一郎
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人農業工学研究所
Title ELECTROMAGNETIC SEARCH DEVICE AND ITS METHOD
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently collect search data while saving labor for antenna attitude adjustment.

SOLUTION: This electromagnetic search device is equipped with a receiver 11 moved from measurement point to measurement point and a three-component antenna 12 electrically connected to the receiver 11 for receiving radiowave transmitted from a transmission source 2. A compact electronic computer 14 is electrically connected to the receiver 11. The antenna 12 is mounted with a triaxial electronic compass 13 to output data on displacement in attitude of the antenna 12 to the computer 14. An intensity ratio and a phase difference between different two components of the antenna 12 are transmitted from the receiver 11 to the computer 14 while the displacement in the attitude of the antenna 12 is transmitted thereto from the compass 13. In measurement, the displacement in the attitude of the antenna 12 is corrected on coordinates and put to analysis.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)
近年、面積数km2に及ぶ大規模地すべりや、豪雨時の多発的な斜面崩壊など比較的広い範囲に及ぶ地質条件に起因する地盤災害や、重金属や揮発性有機化合物等の汚染物質による地質汚染が増加しており、広域の地下構造を効率よく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であるVLF波(VLF:Very Low Frequency)を受動的に利用するVLF法電磁探査が知られている。VLF法は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は低いが、受信器のみで測定が可能であることから、送信源を用意する他の電磁探査法に比べて作業性及びコストの面で優れており、特に複数の受信器を使用することで広域を効率よく探査できる特徴がある。VLF法にはアンテナにより磁場のみを測定するVLF-EM法(VLF-EM:Very Low Frequency - Electromagnetic、VLF-電磁法)と、アンテナと1対の電極により磁場と電場を測定するVLF-MT法(VLF-MT:Very Low Frequency - Magnetotelluric、VLF-地磁気地電流法)とがあるが、VLF-EM法は大地と非接触で探査可能であることから特に探査能率が優れている。
【0003】
従来のVLF-EM法は、図5に示すように、送信源2から所定の距離を置いて配置された受信器4と、この受信器4に電気的に接続された受信アンテナ3とを備えた電磁探査装置1を用いて地下の比抵抗を解析するようになっている。送信源2は所定の周波数の電磁波(VLF波)を発信するようになっている。受信アンテナ3は、互いに直交する受信部3A、3Bを有する直交2成分アンテナである。この従来のVLF-EM法では、まず、受信アンテナ3が送信源2に対して最大結合となるように、直交2成分アンテナ3の一次磁場測定用アンテナ3Aを水平に、かつ、測定点と信号源2とを結ぶ線L1の直交方向Dcに合致するよう方位を調整するとともに、二次磁場測定用アンテナ3Bを鉛直方向Dvに保持する。そして、それぞれのアンテナ3A、3Bについて利用電波の周波数の同相・離相成分を測定し、一次磁場強度で正規化した二次磁場強度を求めるようになっている。二次磁場強度は地盤の比抵抗によって変化することから、一次磁場と二次磁場の強度比の場所による変化から、相対的な比抵抗の大きさを探査することができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特許3041415号公報(第3-5頁、図1、図3参照)
Field of industrial application (In Japanese)
本発明は地下構造を探査する電磁探査装置とその方法に関し、特に通信用のVLF波を利用し、受信器の移動のみで探査を行うVLF-EM法による電磁探査に関するものである。
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  受信器に電気的に接続された受信アンテナを測定点に配置し、この受信アンテナにより送信源から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地下の比抵抗を解析する電磁探査装置において、
受信アンテナを、互いに直交する3方向に延びる受信部を有する3成分アンテナにより構成するとともに、受信器を、上記3成分アンテナの各受信部に誘導される電気信号に基づいて3方向の各成分について所定の周波数信号の処理を行い、直交する各2成分間の磁場強度比と位相差とを測定して出力するように構成するとともに、3成分アンテナに3成分アンテナの姿勢を検知し検知信号を送出する姿勢検知手段を設け、解析時、姿勢検知手段からの検知信号に基づいて測定された値を水平面および北を基準とする座標上の値に補正することにより、3成分アンテナを任意の姿勢に設置して測定することを特徴とする電磁探査装置。
【請求項2】
  姿勢検知手段を、コンパス軸に対し3成分アンテナの一受信部の方位角、ピッチ角およびロール角を測定する3軸電子コンパスにより構成し、解析時、受信器より出力された値から一次磁場と二次磁場の合成磁場の楕円率と伏角とをアンテナ軸を基準とする座標上に求め、これら求められた値を3軸電子コンパスより出力された3成分アンテナの姿勢データに基づいて、水平面および北を基準とする座標上の値に補正することを特徴とする請求項1に記載の電磁探査装置。
【請求項3】
  受信側に測定地点の位置情報を入力する位置測定手段を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の電磁探査装置。
【請求項4】
  受信器に電気的に接続された受信アンテナを測定点に配置し、この受信アンテナにより送信源から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、受信器側を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方法において、
受信アンテナを、互いに直交する3方向に延びる受信部を有する3成分アンテナにより構成するとともに、受信器を、上記3成分アンテナの各受信部に誘導される電気信号に基づいて3方向の各成分について所定の周波数信号の処理を行い、直交する各2成分間の磁場強度比と位相差とを測定して出力するように構成し、これら磁場強度比と位相差とに基づいて一次磁場と二次磁場の合成磁場の楕円率と伏角とを求め、地下の比抵抗を解析するとともに、3成分アンテナに3成分アンテナの姿勢を検知し検知信号を送出する姿勢検知手段を設け、解析時、一次磁場と二次磁場の合成磁場の楕円率と伏角とをアンテナ軸を基準とする座標上に求め、これら求められた値を姿勢検知手段から出力された検知信号に基づいて水平面および北を基準とする座標上の値に補正して解析することを特徴とする電磁探査方法。
Industrial division
  • Measurement
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2003087942thum.jpg
State of application right Right is in force


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