コンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法
【課題】コンクリート体のインピーダンスの変化の大小に関わらず、高い精度で埋設物を検知することができる埋設物検知システム及び埋設物検知方法を提供すること。
【解決手段】埋設物検知システム１０は、コンクリート体１の表面に接触するように配置された第１電極群２３と、コンクリート体１の表面に接触するように配置された電極群であって第１電極群２３に対して絶縁されると共に並設された第２電極群２４と、第１電極群２３と第２電極群２４の相互間の主インピーダンスを測定し、第１電極群２３の電極の相互間の第１副インピーダンスを測定するか、あるいは第２電極群２４の電極の相互間の第２副インピーダンスを測定する測定手段と、主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスのとの差分に基づいて埋設物２を検知する検知手段を備える。
【解決手段】埋設物検知システム１０は、コンクリート体１の表面に接触するように配置された第１電極群２３と、コンクリート体１の表面に接触するように配置された電極群であって第１電極群２３に対して絶縁されると共に並設された第２電極群２４と、第１電極群２３と第２電極群２４の相互間の主インピーダンスを測定し、第１電極群２３の電極の相互間の第１副インピーダンスを測定するか、あるいは第２電極群２４の電極の相互間の第２副インピーダンスを測定する測定手段と、主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスのとの差分に基づいて埋設物２を検知する検知手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート体の埋設物を検知するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な目的で埋設物検知（あるいは非破壊検査）が行われている。例えば、建築構造物の壁や床を構成するコンクリート体に埋設された排水管、電線、又は鉄筋等の存在を調べるための埋設物検知がある。このような埋設物検知を行うための一つの原理として、静電容量方式が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電極支持体に支持された第１電極体と第２電極体、及び当該第１電極体と当該第２電極体に接続されたものであって、当該第１電極体と当該第２電極体の間のキャパシタンスを計測する計測器を備えて構成された埋設物検知システムが開示されている。この埋設物検知システムを用いた検査方法では、第１電極体と第２電極体を建築構造物の壁の表面上で移動させながら、第１電極体と第２電極体のどちらか一方に電圧を印加して、当該第１電極体と当該第２電極体との間に電気力線を生じさせ、計測器によって当該壁のキャパシタンスを計測する。この方法によれば、各測定位置のキャパシタンスの変化に基づいて排水管の有無を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７-２１８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の埋設物検知システムでは、特に壁のインピーダンスの変化が非常に大きい場合に、壁の内部の排水管の有無を検知することが困難であった。すなわち、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅ、及び壁のインピーダンスＺｃｏｎとすると、全体のインピーダンスＺは、以下の式（１）に基づいて表わされる。
【０００６】
【数１】
【０００７】
この式（１）から判るように、壁のインピーダンスＺｃｏｎの変化が非常に大きい場合に、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅが全体のインピーダンスＺに与える影響は少なく、壁の内部に排水管が存在する場合のインピーダンスＺと排水管が存在しない場合のインピーダンスＺとの差異が小さくなるため、排水管を検知することが困難であった。また、この埋設物検知システムは、壁の内部に存在する排水管に加えて、壁の表面付近に石や空洞等の異物が存在する場合に、排水管及び異物を含めたインピーダンスＺｐｉｐｅを計測するため、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅのみを検知することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することにより、コンクリート体のインピーダンスの変化の大小に関わらず、高い精度で埋設物を検知することができる、コンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された第１電極と、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極に対して絶縁されると共に、前記第１電極に対して並設された第２電極群と、前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段とを備える。
【００１０】
請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第１電極を含んで構成される第１電極群と、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極群に対して絶縁されると共に、前記第１電極群に対して並設された第２電極群と、前記第１電極群の少なくとも一部の第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第１電極群の複数の第１電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと、前記測定手段にて測定された前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段とを備える。
【００１１】
また、請求項３に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記第１電極群の複数の第１電極と、前記第２電極群の複数の第２電極の各々は、相互に並設された一対の大電極と、前記一対の大電極の相互間に配置されたものであって、当該一対の大電極に対して絶縁されると共に、当該一対の大電極の並設方向に直交する方向に沿って並設された複数の小電極とを備え、前記測定手段は、前記第１電極における前記一対の大電極及び前記複数の小電極と、前記第２電極における前記一対の大電極び前記複数の小電極と、の相互間に電流を流すことにより前記主インピーダンスを測定し、前記第１電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第１副インピーダンスを測定し、あるいは、前記第２電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第２副インピーダンスを測定する。
【００１２】
また、請求項４に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２又は３に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記第１電極群と前記第２電極群を、前記コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設し、前記測定手段は、前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、かつ、前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、前記検知手段は、前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第２方向に沿って埋設された前記埋設物を検知し、かつ、前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第１方向に沿って埋設された前記埋設物を検知する。
【００１３】
また、請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２から４のいずれか一項に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記測定手段は、前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記主インピーダンスを複数測定し、前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第２副インピーダンスを複数測定し、前記検知手段は、前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する。
【００１４】
また、請求項６に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記測定手段は、前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記主インピーダンスを複数測定し、前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第２副インピーダンスを複数測定し、前記検知手段は、前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する。
【００１５】
また、請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法は、コンクリート体における埋設物を検知するための方法であって、第１電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する第１配置工程と、第２電極群を構成する複数の第２電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する工程であって、前記第２電極群を、前記第１電極に対して絶縁すると共に、前記第１電極に対して並設する第２配置工程と、前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定工程と、前記測定工程において測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知工程とを含む。
【００１６】
また、請求項８に記載のコンクリート体の埋設物検知方法は、請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法であって、前記第１配置工程及び前記第２配置工程の前において、前記コンクリート体に導電性溶液を浸透させる浸透工程を含む。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の埋設物検知システム及び請求項７に記載の埋設物検知方法によれば、主インピーダンスと副インピーダンスとの差分に基づいて埋設物を検知することにより、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００１８】
請求項２に記載の埋設物検知システムによれば、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて埋設物を検知することにより、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群や第２電極群を、大きさの異なる複数の第１電極や複数の第２電極から構成することで、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が、広い範囲である場合には大電極を使用し、狭い範囲である場合には小電極を使用する等、状況に合致した大きさの電極を用いることができ、一層高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群と前第２電極群を、第１方向と第２方向にそれぞれ沿うように並設したので、複数の方向に沿った測定を同時に行うことができ、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００２１】
また、請求項５に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群の複数の第１電極と第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより測定を行うので、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が不明な場合であっても、様々な組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群の複数の第１電極と第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにより測定を行うので、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が不明な場合であっても、全ての組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、最も高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の埋設物検知方法によれば、コンクリート体に導電性溶液を浸透させることにより、コンクリート体のインピーダンス（誘電率、導電率）を高めることができ、異物としてのＣＤ管等の内部に含まれる空気のインピーダンス（誘電率、導電率）との差異を一層明確化できるので、一層高い精度で埋設物を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る埋設物検知システムを測定対象と共に示す模式図である。
【図２】図１のセンサの分解斜視図である。
【図３】図１のセンサの底面図である。
【図４】データロガーの構成を機能概念的に示すブロック図である。
【図５】主インピーダンスの測定方法を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】第２副インピーダンスの測定方法を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】補正係数が静電容量に与える影響を示すグラフである。
【図８】インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分を求める意義を概念的に示した図であり、（ａ）は第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示す縦断面図、（ｂ）は主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスを概念的に示した図である。
【図９】実験に使用したコンクリート体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１０】（ａ）は実験に使用した第１電極群と第２電極群の平面図、（ｂ）は第１電極群と第２電極群の組み合わせを示す図である。
【図１１】コンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１２】コンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１３】ＣＤ管入りコンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１４】３種類のコンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は本実施の形態２に係るセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断断面図である。
【図１６】（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、この発明の本実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係るコンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法は、コンクリート体の埋設物を検知するものである。
【００２７】
コンクリート体の設置目的や構造は任意であり、例えば、建築構造物や土木構造物の壁、床、柱、又は天井を構成するコンクリート体を含む。埋設物の設置目的や構造も任意であり、コンクリート体と異なるインピーダンスを持ち得る全ての材質及び形状の埋設物を含み、例えば、金属配管、塩化ビニール製配管、合成樹脂製可とう電線管（ＣＤ管）を含む。
【００２８】
各実施の形態に係るコンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法の特徴の一つは、概略的に、コンクリート体の表面に第１電極群と第２電極群を絶縁状に並設し、第１電極群と第２電極群の相互間にコンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、第１電極群にコンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは、第２電極群にコンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定し、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分に基づいて、コンクリート体の埋設物を検知する点にある。このように、主インピーダンスから第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを差し引くことで、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２９】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、コンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３０】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、一対の第１電極群と第２電極群を並設した形態である。最初に、実施の形態１に係る埋設物検知システムの構成について説明した後、埋設物検知方法について説明する。
【００３１】
（構成）
図１は、実施の形態１に係る埋設物検知システムを測定対象と共に示す模式図である。測定対象となるコンクリート体１には埋設物２（図１には配管として示す）と異物３（図１には石として示す）が埋設されており、このコンクリート体１の近傍に埋設物検知システム１０が配置されている。この埋設物検知システム１０は、センサ２０、発振器３０、アンプ４０、及びデータロガー５０を備え、これらを図示の如く電線６０にて電気的に接続して構成されている。
【００３２】
（構成−センサ）
図２は、図１のセンサ２０の分解斜視図である。このセンサ２０は、支持体２１、固定板２２、一対の第１電極群２３と第２電極群２４、及び補助電極２５を備えて構成されている。
【００３３】
支持体２１は、センサ２０の各部を支持する支持手段であり、例えば中空円筒状に形成されている。この支持体２１の底面に固定板２２を介して一対の第１電極群２３と第２電極群２４が固定されており、これら第１電極群２３と第２電極群２４から引き出された電線６０が、支持体２１の内部又は外部を通ってセンサ２０の外部に引き出されている。
【００３４】
固定板２２は、一対の第１電極群２３と第２電極群２４を固定するための固定ベースであり、例えば方形板状体として形成されている。この固定板２２の一方の側面は支持体２１に溶接等により固定されており、他方の側面には一対の第１電極群２３と第２電極群２４が固定されている。この固定板２２の材質は任意であるが、第１電極群２３と第２電極群２４を相互に絶縁するために絶縁材料であることが望ましく、例えば、ガラス材や樹脂材等が用いられる。
【００３５】
図３は、図１のセンサ２０の底面図である。第１電極群２３は、コンクリート体１の表面に配置された状態で、このコンクリート体１に電流を流すことにより、このコンクリート体１のインピーダンスを測定するための電極手段であり、複数の第１電極を含んで構成されている。複数の第１電極とは、具体的には、一対の大電極２３ａ、２３ｂと、複数（ここでは５枚）の小電極２３ｃ〜２３ｇである。一対の大電極２３ａ、２３ｂは、相互にほぼ同じ面積の方形板状電極であり、相互に並設されている（図３におけるＸ方向に沿って並設されている）。また、複数の小電極２３ｃ〜２３ｇは、大電極より小さな面積の方形板状電極であり、一対の大電極２３ａ、２３ｂの並設方向に直交する方向（図３におけるＹ方向）に沿って並設されている。以下では、これら大電極２３ａ、２３ｂや小電極２３ｃ〜２３ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には「第１電極２３ａ〜２３ｇ」と称する。これら第１電極２３ａ〜２３ｇは、相互に絶縁されている。この絶縁構造は任意であり、例えば、第１電極２３ａ〜２３ｇを単に間隔を隔てて配置してもよく、あるいは第１電極２３ａ〜２３ｇの相互間に絶縁部材を配置してもよい。第１電極２３ａ〜２３ｇの材質は任意であるが、導電性の高いものが望ましく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、パラジウム、プラチナ等の金属材料等を採用することができる。
【００３６】
第２電極群２４は、コンクリート体１の表面に配置された状態で、このコンクリート体１に電流を流すことにより、このコンクリート体１のインピーダンスを測定するための電極手段であり、複数の第２電極を含んで構成されている。複数の第２電極とは、具体的には、一対の大電極２４ａ、２４ｂと、複数の小電極２４ｃ〜２４ｇである。大電極２４ａ、２４ｂは大電極２３ａ、２３ｂ、小電極２４ｃ〜２４ｇは小電極２３ｃ〜２３ｇと、それぞれ同様に構成することができるので、その詳細な説明は省略する。以下では、大電極２４ａ、２４ｂや小電極２４ｃ〜２４ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には「第２電極２４ａ〜２３ｇ」と称する。さらに、第１電極２３ａ〜２３ｇと第２電極２４ａ〜２３ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には単に「電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇ」と称する。
【００３７】
ここで、第１電極群２３と第２電極群２４は、コンクリート体１の表面に接触するように、相互に並設される。すなわち、これら第１電極群２３と第２電極群２４は、方形板状体である固定板２２の一方の側面（支持体２１と反対側の側面）において非重合状に配置されることで、相互に並設されて測定平面を構成し、この測定平面をコンクリート体１の表面に沿って配置することで、第１電極群２３と第２電極群２４をコンクリート体１の表面に接触させることができる。なお、コンクリート体１の表面が非平面状である場合には、当該表面に応じて測定平面を非平面状としてもよく、例えばコンクリート体１が円柱状である場合には、このコンクリート体１の表面に沿って固定板２２を円弧状に形成し、この固定板２２の側面に第１電極群２３と第２電極群２４を配置してもよい。また、第１電極群２３と第２電極群２４は、相互に絶縁されている。この絶縁構造は任意であり、例えば、第１電極群２３と第２電極群２４を単に間隔を隔てて配置してもよく、あるいは第１電極群２３と第２電極群２４の相互間に絶縁部材を配置してもよい。
【００３８】
図２において、補助電極２５は、一対の第１電極群２３と第２電極群２４の相互間における空気中のインピーダンスを低減するためのインピーダンス低減手段である。この補助電極２５は、例えば方形板状体として形成されており、固定板２２と支持体２１との間に挟持され、当該固定板２２及び当該支持体２１に対して溶接等により接続されている。補助電極２５の大きさは任意であるが、インピーダンスを効果的に低減するためには第１電極群２３と第２電極群２４を平面的に完全に覆うことができる面積であることが好ましく、第１電極群２３と第２電極群２４を合わせた面積又はそれ以上の面積の方形板状体として形成される。補助電極２５の材質は任意であるが、インピーダンスの低いものが望ましく、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、パラジウム、プラチナ等の金属材料等を採用することができる。
【００３９】
（構成−発振器）
図１に戻り、発振器３０は、所定周波数（例えば１ＫＨｚから数ＭＨｚ）の信号を出力する基準信号源である。この発振器３０は、コンクリート体１の周辺に配置されており、電線を介してアンプ４０に接続されている。また、発振器３０の具体的構成は任意であり、例えば、この発振器３０は、周波数が段階的に切り替えられる図示しない切替部を備える。
【００４０】
（構成−アンプ）
アンプ４０は、発振器３０から出力された信号に基づいて、所定周波数の所望の電圧を電線を介して第１電極群２３及び第２電極群２４に印加するものである。この電圧印加の具体的内容については後述するが、第１電極群２３や第２電極群２４に対して０Ｖや１Ｖの電圧を印加し、あるいは第１電極群２３や第２電極群２４を接地する。このアンプ４０の具体的構成は任意であり、例えば、このアンプ４０は、電圧の増幅量が段階的に切り替えられる図示しない切替部を備える。
【００４１】
（構成−データロガー）
データロガー５０は、センサ２０によって測定されたインピーダンスを記録したり処理するものである。図４は、データロガー５０の構成を機能概念的に示すブロック図である。このデータロガー５０は、機能概念的に、入力部５１、出力部５２、測定処理部５３、検知処理部５４、及び記録部５５を備えて構成されている。
【００４２】
入力部５１は、各種の処理に必要な情報を入力するための入力手段である。例えば、入力部５１は、入力ボタン群、キーボード、又はマウスのような入力機器や、センサ２０からの入力を受信する入力端子として構成されている。
【００４３】
出力部５２は、各種の処理に必要な情報を出力する出力手段である。例えば、出力部５２は、記録部５５に記録された測定結果をグラフで表示する液晶モニタや、アンプ４０やセンサ２０への出力を行う出力端子として構成されている。
【００４４】
測定処理部５３は、第１電極群２３及び第２電極群２４を用いてコンクリート体１のインピーダンスを測定する測定手段である。ここで、測定されるインピーダンスとしては、「主インピーダンス」、「第１副インピーダンス」、「第２副インピーダンス（又は副インピーダンス）」がある。「主インピーダンス」とは、第１電極群２３と第２電極群２４との相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性があるため、埋設物２による影響を受けたインピーダンスが主インピーダンスとして計測される。「第１副インピーダンス」とは、第１電極群２３における複数の第１電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性がないため、埋設物２による影響を受けることなく、コンクリート体１のみのインピーダンスが第１副インピーダンスとして計測される。「第２副インピーダンス（又は副インピーダンス）」とは、第２電極群２４における複数の第２電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性がないため、埋設物２による影響を受けることなく、コンクリート体１のみのインピーダンスが第２副インピーダンスとして計測される。なお、測定処理部５３は、第１電極群２３及び第２電極群２４の各電極を任意の組み合わせで切り替えて通電する切り替え機能を有する。この切り替え機能は、例えば各電極に至る図示しない線路を切り替える公知の図示しないスイッチ素子により構成できる。
【００４５】
検知処理部５４は、測定処理部５３にて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を算定することにより、コンクリート体１の埋設物２を検知する検知手段である。この算定のための式（２）〜（４）を以下に示す。
【００４６】
【数２】
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
ここで、「差分」とは、上記の式（２）〜（４）のいずれかによって算定されるものを意味する（式（２）〜（４）において、１／Ｃは主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分、１／ＣＭは主インピーダンス、１／ＣＳ１は第１副インピーダンス、１／ＣＳ２は第２副インピーダンス、α１は第１副インピーダンスの補正係数、α２は第２副インピーダンスの補正係数）。すなわち、「差分」とは、主インピーダンスから、補正係数による補正後の第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを減算した値を意味する。ただし、補正係数は、後述するように異物の種類等に応じて異なる可能性があり、「１」である可能性もあるため、結果として、「差分」とは、補正係数を考慮することなく、主インピーダンスから、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを減算した値と同一になることがある。
【００５０】
また、「第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方」としているのは以下の理由による。すなわち、第１電極群２３における複数の第１電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第１副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。また、第２電極群２４における複数の第２電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第２副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。あるいは、これら両方の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第１副インピーダンス及び第２副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。従って、状況に応じて、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスのいずれか又は両方の測定を行い、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスのいずれか又は両方を主インピーダンスから減算する。
【００５１】
このような測定処理部５３及び検知処理部５４の具体的構成は任意であるが、例えば、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラム、所要データを格納するための内部メモリ、及び、これらのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えて構成される。
【００５２】
記録部５５は、埋設物検知システム１０によって実行される処理に必要なデータを記録する記録手段である。例えば、記録部５５は、補正テーブル５６を記録している。この補正テーブル５６は、上述した式（２）〜（４）の補正係数を管理するテーブルであり、例えば「補正番号」及び「補正係数」の項目と、各項目に対応する情報を対応付けて構成されている。項目「補正番号」に対応する情報は、補正係数を一意に識別する番号である。また、項目「補正係数」に対応する情報は、補正係数である。なお、記録部５５の具体的な構成は任意であり、例えばＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）の如き書き換え可能な記録手段を用いて構成することができる。
【００５３】
（方法）
次に、このように構成された埋設物検知システム１０を用いて行われる埋設物検知方法について説明する。
【００５４】
（方法−浸透工程）
この方法では、最初に、コンクリート体１の導電性を向上させるため、コンクリート体１に導電性溶液を浸透させる（浸透工程）。導電性溶液の具体的種類は任意であるが、例えば水（純水や超純水を除く）、食塩水、塩水、塩素水、あるいは水道水を用いることができる。浸透方法としては、例えばコンクリート体１が小形状で移動可能な場合には、導電性溶液を満たした槽の内部にコンクリート体１を所定時間配置する。あるいは、コンクリート体１が移動不能な場合には、コンクリート体１の表面に導電性溶液をスプレー等で撒いたり、導電性溶液に浸した雑巾等でコンクリート体１の表面を濡らしてもよい。
【００５５】
（方法−第１配置工程及び第２配置工程）
次に、コンクリート体１の表面に、センサ２０を載置することにより、第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇと及び第２電極群２４の全ての第２電極２４ａ〜２４ｇをコンクリート体１の表面に接触させる（第１配置工程及び第２配置工程）。この際、第１電極群２３及び第２電極群２４は、上述したように固定板２２に並設されていると共に相互に絶縁されているので、固定板２２を、コンクリート体１の表面に沿うような方向で、第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１に向けた状態で、コンクリート体１の表面に押し当てることで、第１電極群２３及び第２電極群２４を所望の状態で一括して配置することができる。なお、コンクリート体１の表面と各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇとの相互の隙間を無くすことが好ましく、例えばこれら相互間に導電性ジェルを介在させたり、センサ２０に重りを載せて各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇをコンクリート体１に圧接させてもよい。
【００５６】
（方法−ゼロ調整）
その後、測定処理部５３は、データロガー５０の出力のゼロ調整を行う。このゼロ調整は、使用者によって発振器３０、アンプ４０、及びデータロガー５０が起動された後に、所定のタイミングで開始される。例えば、測定処理部５３は、各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇをアースに接地させ、この状態において、各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇの相互間のインピーダンスを、これら各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇの組み合わせを自動的に切り替えることにより測定し、各インピーダンスがゼロになるように、データロガー５０の出力を調整する。
【００５７】
（方法−主インピーダンスの測定工程）
ゼロ調整が終了した後、測定処理部５３は、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定を行う（測定工程）。図５は、主インピーダンスの測定状態を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第１電極群２３の第１電極２３ａ〜２３ｇ又は第２電極群２４の第２電極２４ａ〜２４ｇの中で、いずれか一方の少なくとも一部をプラス電位とし、いずれか他方の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これらプラス電位とした電極とマイナス電位とした電極との相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路（図５（ｂ）に矢印で示す部分）における主インピーダンスを測定する。
【００５８】
この際、電圧を印加する電極、電圧の電位、あるいは電流の方向や、印加する電圧の周波数は、状況に応じて任意に変えることができ、またこれらを変えて複数通りの組み合わせで測定を行うことで、主インピーダンスを複数取得することができる。例えば、測定処理部５３は、図５に示すように、第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇに「１Ｖ」を印加し、第２電極群２４の一部の小電極２４ｄ〜２４ｆに「０Ｖ」を印加し、第２電極群２４の他の小電極２４ｃ、２４ｇ及び大電極２４ａ、２４ｂを「接地」して測定を行う。その後、電流方向を入れ替えるため、第２電極群２４の全ての第２電極２４ａ〜２３ｇに「１Ｖ」を印加し、第１電極群２３の一部の小電極２３ｄ〜２３ｆに「０Ｖ」を印加し、第１電極群２３の他の小電極２３ｃ、２３ｇ及び大電極２３ａ、２３ｂを「接地（ＧＮＤ）」して測定を行う。あるいは、電圧の電位を変更し、プラス電位を「１Ｖ」ではなく「２Ｖ」として測定を行う（ただし、電位の値は１Ｖや２Ｖに限定されず、例えば１Ｖ〜１０Ｖの間で設定することができる）。また、測定処理部５３は、測定結果の再現性を確認するために、電圧を印加する電極、電圧の電位、あるいは電流の方向に関して、同一の組み合わせで複数回繰返し測定する。そして、測定処理部５３は、このように複数の測定を行った結果を記憶部５５に逐次記憶する。
【００５９】
そして、測定処理部５３は、記憶部５５に記憶された測定結果を用いて、所定基準に基づいて、埋設物２の検知に使用する一つの主インピーダンスを最終的に特定する。この所定基準としては、例えば、測定された各インピーダンスの平均値、最大値、又は最小値を最終の主インピーダンスとする基準や、測定された各インピーダンスの中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残った測定結果の平均値、最大値、又は最小値を最終の主インピーダンスとする基準を挙げることができる。
【００６０】
このように主インピーダンスを測定する際には、補助電極２５により空気のインピーダンスの影響が自動的に除去される。すなわち、補助電極２５を設けていない場合には、第１電極群２３と第２電極群２４の相互間のインピーダンスとして、コンクリート体１を通る通電経路のインピーダンスのみならず、コンクリート体１と反対方向の空気中を通る空気経路のインピーダンスを含んだものが測定される。そのため、この全体のインピーダンスは、下記の式（５）のように表わされる（ここで、Ｚは全体のインピーダンス、Ｚｐｉｐｅは埋設物２のインピーダンス、Ｚｃｏｎはコンクリート体１のインピーダンス、及びＺairは空気のインピーダンス。なお、後述する式（６）に示す同一の名称又は符号も同様とする）。一方、補助電極２５を設けた場合には、空気経路のインピーダンスに代えて、補助電極２５のインピーダンスが測定されるため、全体のインピーダンスは、式（６）に基づいて表わされる（ここで、Ｚhojoは補助電極２５のインピーダンス）。従って、補助電極２５をインピーダンスの低い材質によって形成しておくことで、補助電極２５のインピーダンスを実質的に無視することが可能となる。あるいは、補助電極２５のインピーダンスを予め測定して、主インピーダンスから減算してもよい。このような工夫を施すことで、補助電極２５を有するセンサ２０は、補助電極２５を有さないセンサ２０に比べて、インピーダンスを低減させると共に、埋設物２の検知精度を向上できる。
【００６１】
【数５】
【００６２】
【数６】
【００６３】
（方法−第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定工程）
主インピーダンスの測定を行った後、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定を行う。第１副インピーダンスの測定に関して、具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第１電極群２３の第１電極２３ａ〜２３ｇの少なくとも一部をプラス電位とし、第１電極２３ａ〜２３ｇの他の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これら第１電極２３ａ〜２３ｇの相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路における第１副インピーダンスを測定する。あるいは、第２副インピーダンスの測定に関して、具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第２電極群２４の第２電極２４ａ〜２４ｇの少なくとも一部をプラス電位とし、第２電極２４ａ〜２４ｇの他の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これら第２電極２４ａ〜２４ｇの相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路（後述する図６（ｂ）に矢印で示す部分）における第２副インピーダンスを測定する。
【００６４】
図６は、第２副インピーダンスの測定状態を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。例えば、測定処理部５３は、図６に示すように、第２電極群２４の小電極２４ｆに「１Ｖ」を印加すると共に、他の小電極２４ｄに「０Ｖ」を印加し、その他の全ての小電極２４ｃ、２４ｅ、２４ｇと大電極２４ａ、２４ｂ、及び第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇを「接地（ＧＮＤ）」して測定を行う。
【００６５】
この第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定に際し、測定処理部５３は、主インピーダンスの測定時と同様に、第１電極２３ａ〜２３ｇや第２電極２４ａ〜２４ｇの中で電圧を印加する電極、電圧の電位、若しくは電流の方向、あるいは印加する電圧の周波数は、状況に応じて任意に変えることができ、またこれらを変えて複数通りの組み合わせで測定を行い、あるいは、これらに関して同一の組み合わせで複数回繰返して測定を行い、このように測定された第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを用いて、主インピーダンスの場合と同様の所定基準に基づいて、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを最終的に特定する。
【００６６】
（方法−検知工程）
次いで、検知処理部５４は、測定処理部５３にて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を求め、この差分に基づいて埋設物２を検知する（検知工程）。具体的には、検知処理部５４は、補正テーブル５６を参照して、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスに最適な補正係数を乗じることで、これら第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの補正を行う。この補正係数の決定方法は任意であるが、例えば、最適な補正係数は、コンクリート体１に埋設された異物の大きさや種類毎、あるいはコンクリート体１における異物の埋設深さ毎に異なり得ることから、コンクリート体１に埋設される可能性がある異物の大きさ、種類、あるいは埋設深さ毎に補正係数を数値計算や実験等により求めて補正テーブル５６に予め格納しておき、測定対象となるコンクリート体１に埋設されている可能性が高い異物の条件に合致する補正係数を、測定時に使用者が補正テーブル５６から任意の方法で選択し、当該選択された補正係数を使用して補正を行う。あるいは、全ての補正係数を用いた補正を行い、この補正結果に基づいて、第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを算定してもよい。例えば、補正結果の中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残った補正結果の平均値を最終の第１副インピーダンスや第２副インピーダンスとする。あるいは、補正結果の中の最大値又は最小値を、最終の第１副インピーダンスや第２副インピーダンスとする。
【００６７】
図７は、補正係数が静電容量に与える影響を示すグラフであり、横軸はコンクリート体１の表面における測定位置（単位：ｍｍ）（埋設物２の上方位置を原点として、２０〜４０ｍｍ付近に異物（石）を配置）、縦軸は静電容量（単位：ｐＦ）を示し、補正係数を「０．０１」、「０．０１５」、「０．０２」、「０．０３」、「０．０４」に変えた場合をプロットしている。このグラフから明らかなように、補正係数＝「０．０１」、「０．０１５」、又は「０．０２」である場合には、静電容量に顕著な変化はないが、補正係数＝「０．０３」又は「０．０４」とした場合には、異物がある範囲の静電容量に顕著な変化が見られる。このように、補正係数を用いて補正を行うことで、異物がある範囲に対応する静電容量の変化を明確化できる。なお、ここでは静電容量を示しているが、静電容量の逆数であるインピーダンスについても同様に変化を明確化でき、異物の影響を測定結果から効果的に除去することができる。
【００６８】
次に、検知処理部５４は、上述した式（２）〜（４）に基づいて、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を算定することで、最終的なインピーダンスを求める。ここで、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスの選択基準は以下の通りである。すなわち、第１電極群２３の配置位置の近傍のみに異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（２）に基づいて求めた主インピーダンスと第１副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。また、第２電極群２４の配置位置の近傍のみに異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（３）に基づいて求めた主インピーダンスと第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。あるいは、第１電極群２３の配置位置の近傍と第２電極群２４の配置位置の近傍の両方に異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（４）に基づいて求めた主インピーダンスと第１副インピーダンス及び第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。例えば、図５（ｂ）及び図６（ｂ）の例では、コンクリート体１の左右中央よりも図示左側の位置（第２電極群２４の配置位置）に異物があるため、主インピーダンスと第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。なお当然のことながら、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスのいずれか一方を使用しないことが測定時に判っている場合には、当該一方の測定自体を省略することができる。
【００６９】
この他、式（２）〜（４）の各々に基づくインピーダンスをそれぞれ求めた後、これら複数のインピーダンスに基づいて、最終的なインピーダンスを算定してもよい。例えば、複数のインピーダンスの中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残ったインピーダンスの平均値を最終のインピーダンスとする。あるいは、複数のインピーダンスの中の最大値又は最小値を、最終のインピーダンスとしてもよい。
【００７０】
図８は、主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分を求める意義を概念的に示した図であり、（ａ）は第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示す縦断面図、（ｂ）は主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスを概念的に示した図である。図８（ａ）のようにコンクリート体１に埋設物２（図８には配管として示す）や異物３（図８には石として示す）が埋設されている場合において、図８（ｂ）のように、減算前のインピーダンスＺAは、主インピーダンスＺM、第１副インピーダンスＺS１、及び第２副インピーダンスＺS２の和となる。ここから、第１副インピーダンスＺS１及び第２副インピーダンスＺS２を減算することにより、減算後のインピーダンスＺBは、主インピーダンスＺMとなり、コンクリート体１のインピーダンス変化や異物３の影響が除去されるので、埋設物２の検知精度が向上する。
【００７１】
このように、主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスの測定や、これらの相互間の差分の算定を、コンクリート体１の表面における任意の方向に沿ってセンサ２０の位置を変えながら、所定の間隔毎に行う。そして、検知処理部５４は、差分の算定を行うことで得られた最終のインピーダンスを各測定の位置毎に記憶部５５に格納し、全ての位置における最終のインピーダンスの取得後、それまでに取得した最終のインピーダンスに基づいて、コンクリート体１における埋設物２の有無及び位置を判定する。
【００７２】
例えば、検知処理部５４は、取得した最終のインピーダンスの中で所定の閾値を超え得るインピーダンスが存在する場合には、当該インピーダンスが測定された際のセンサ２０の直下に埋設物２が存在すると判定し、埋設物２が存在すると判定した旨や当該埋設物２の位置を出力部５２を介して表示する。この閾値の設定方法は任意であるが、例えば、補正係数の大きさに応じて設定してもよい。また、出力部５２による表示方法は任意であるが、例えば、検知処理部５４は、測定を行う毎に測定累積回数をカウントし、当該インピーダンスが測定された際の測定累積回数を表示したり、測定を行う毎にコンクリート体１の位置を記録し、当該インピーダンスが測定された際の位置を表示する。あるいは、検知処理部５４は、取得した全ての最終のインピーダンスを出力部５２を介してグラフ表示させて、使用者に埋設物２の有無及び位置を判定させてもよい。
【００７３】
なお、これまで説明した埋設物検知方法における各工程は、順序を変更することも可能であり、例えば、各測定位置の主インピーダンスのみを測定した後、異物が存在し得る特定の測定位置（例えば、主インピーダンスが顕著に大きかった測定位置又は小さかった測定位置）において第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定し、これら第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定した位置に関しては主インピーダンスとの差分を求めて最終のインピーダンスとし、第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定しなかった位置に関しては主インピーダンスをそのまま最終のインピーダンスとしてもよい。
【００７４】
（実験結果）
以下、本願発明者等による実験結果を示す。図９は、実験に使用したコンクリート体１を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。ここでは、コンクリート体１（モルタル）を、長さ４００ｍｍ×幅４００ｍｍ×厚さ８０ｍｍとして形成した。このコンクリート体１（モルタル）としては、ＣＤ管を埋設していないものを２種類（以下、「コンクリート体１Ａ」と「コンクリート体１Ｂ」と称する）と、表面から２０ｍｍの深さに直径１０ｍｍのＣＤ管をコンクリート体１の左右中心線に沿って埋設したものを１種類（以下、「ＣＤ管入りコンクリート体１Ａ」と称する）を用意した。そして、これら各コンクリート体１の左右中心線をＹ軸、図９（ａ）におけるコンクリート体１の下側から上方に１５０ｍｍの位置の水平線をＸ軸、これらＸ−Ｙ軸の交点を原点とし、センサ２０の下端をＸ軸上に配置し、センサ２０を原点から左右にそれぞれ５０ｍｍの範囲で移動させながら測定を行った。また、センサ２０における第１電極群２３と第２電極群２４の並設方向をＹ軸に沿うようにした。
【００７５】
第１電極群２３及び第２電極群２４としては、図１０（ａ）に示すものを使用した。この例では、主インピーダンス及び第２副インピーダンスのみを測定し、第１副インピーダンスは測定しないことを前提としているため、第１電極群２３については、小電極を設けることなく、１枚の平板状の第１電極２３ｈにて形成されている。そして、これら第１電極群２３及び第２電極群２４の組み合わせとしては、図１０（ｂ）に示すように、第１電極群２３の第１電極２３ｈから第２電極群２４の異なる小電極２４ｄ〜２４ｆのいずれかに至る３通りの組み合わせ（以下、これら各組み合わせを「ｍ１」、「ｍ２」、「ｍ３」と称し、各組み合わせにおいて測定された静電容量を「Ｃｍ１」、「Ｃｍ２」、「Ｃｍ３」と称する）と、第２電極群２４の小電極２４ｄと小電極２４ｆの相互間の組み合わせ（以下、この組み合わせを「ｍ４」と称し、この組み合わせにおいて測定された静電容量を「Ｃｍ４」と称する）で測定を行った。なお、基準周波数は５ｋＨｚとした。
【００７６】
図１１〜１４は測定結果を示すグラフであり、横軸は図９（ａ）のＸ軸上のセンサ２０の配置位置（単位：ｃｍ）、縦軸は静電容量（単位：ｐＦ又はｆＦ）である。図１１にはコンクリート体１Ａ、図１２にはコンクリート体１Ｂ、図１３にはＣＤ管入りコンクリート体１Ａ、図１４にはこれら３種類のコンクリート体１の測定結果を示す。また、図１１〜１３では、複数回の測定により取得した静電容量＝Ｃｍ１＋Ｃｍ２＋Ｃｍ３と静電容量＝Ｃｍ４を示し、静電容量＝Ｃｍ１＋Ｃｍ２＋Ｃｍ３を左側の縦軸（単位：ｐＦ）、静電容量＝Ｃｍ４を右側の縦軸（単位：ｆＦ）を基準にプロットしている。図１４では、複数回の測定により取得した静電容量＝Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３、及びＣｍ４と、補正係数＝０．０１により、以下の式（７）を用いて算定した結果を示す。なお、これら図１１〜１４には静電容量を示すが、インピーダンス（導電容量）とした場合にも実質的に同様の傾向を得られることは明らかである。
【００７７】
【数７】
【００７８】
図１１に示した測定結果においては、ＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、異物やコンクリート体１Ａの表面の凹凸の影響により、「配置位置＝０」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっている。また、図１２に示した測定結果は、やはりＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、異物やコンクリート体１Ｂの表面の凹凸の影響により、「配置位置＝３ｃｍ」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっている。従って、これらの測定結果では、ＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、静電容量の分布が大きく変化するので、この変化した位置にＣＤ管が埋設されているものと誤検知される可能性がある。一方、図１３に示した測定結果は、「配置位置＝０」の付近のみならず、「配置位置＝−３ｃｍ」の付近でも静電容量が変動しているため、実際には「配置位置＝０」の付近にＣＤ管が埋設されていると断定することが困難である。
【００７９】
これに対して、図１４に示した測定結果は、コンクリート体１Ａ及びコンクリート体１Ｂの測定時には静電容量に顕著な変動がなくほぼ全域で一定値となっているのに対して、ＣＤ管入りコンクリート体１Ａの測定時には「配置位置＝０」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっっており、その他の範囲では一定値となっているため、ＳＮ比の高いＣＤ管検知を行うことがきる。例えばこの場合には、静電容量ベースで閾値を−1５ｐＦとしておくことで、検知処理部５４がＣＤ管の位置を自動的に検知できる。
【００８０】
（実施の形態１の効果）
このように本実施の形態によれば、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて埋設物２を検知することにより、測定対象となるコンクリート体１のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体１のインピーダンスの変化が異物３の存在等により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８１】
また、第１電極群２３や第２電極群２４を、大きさの異なる複数の第１電極２３ａ〜２３ｇや複数の第２電極２４ａ〜２４ｇから構成することで、例えば、コンクリート体１において異物が存在し得る範囲が、広い範囲である場合には大電極２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂを使用し、狭い範囲である場合には小電極２３ｃ〜２３ｇ、２４ｃ〜２４ｇを使用する等、状況に合致した大きさの電極を用いることができ、一層高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８２】
また、第１電極群２３の複数の第１電極２３ａ〜２３ｇと第２電極群２４の複数の第２電極２４ａ〜２４ｇの相互の組み合わせを代えることにより測定を行うので、例えば、コンクリート体１において異物が存在し得る範囲が不明は場合であっても、様々な組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８３】
また、コンクリート体１に導電性溶液を浸透させることにより、コンクリート体１のインピーダンス（誘電率、導電率）を高めることができ、異物としてのＣＤ管等の内部に含まれる空気のインピーダンス（誘電率、導電率）との差異を一層明確化できるので、一層高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８４】
〔実施の形態２〕
まず、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、第１電極群と第２電極群を、コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設した形態である。ただし、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の名称又は符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。
【００８５】
（構成）
実施の形態２に係る埋設物検知システムは、図１に示した実施の形態１の埋設物検知システム１０とほぼ同様に構成されているが、センサ２０における第１電極群２３又は第２電極群２４の配置と、データロガー５０の測定処理部５３及び検知処理部５４による処理内容が異なる。
【００８６】
図１５、１６において、（ａ）は本実施の形態２に係るセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。センサ２０は、第１電極群と第２電極群を、コンクリート体１の表面における第１方向（図１５（ａ）のＹ方向）に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向（図１５（ａ）のＸ方向）に沿って並設して構成されている。具体的には、相互に間隔を隔てて配置された同一形状の４枚の大電極２６ａ〜２６ｄと、大電極２６ａ、２６ｂの相互間及び大電極２６ｃ、２６ｄの相互間において第１方向に沿って並設された小電極２７ａ〜２７ｍと、大電極２６a、２６ｃの相互間及び大電極２６ｂ、２６ｄの相互間において第２方向に沿って並設された小電極２８ａ〜２８ｍを備える。
【００８７】
この構成では、大電極２６ａ、２６ｂと小電極２７ａ〜２７ｆによって構成される第１電極群と、大電極２６ｃ、２６ｄと小電極２７ｈ〜２７ｍによって構成される第２電極群が、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群であり、大電極２６ａ、２６ｃと小電極２８ａ〜２８ｆによって構成される第１電極群と、大電極２６ｂ、２６ｄと小電極２８ｈ〜２８ｍによって構成される第２電極群が、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群に相当する。すなわち、概念的に、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群と、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とが、相互にその一部を共有して（重合させて）存在している。ただし、これらを相互に完全に分離して構成してもよい。
【００８８】
なお、平面中央位置に配置された小電極２７ｇ、２８ｇは、各方向の第１電極群又は第２電極群のいずれにも属する共通の電極であり、ここでは説明の便宜上、ひとつの電極に２つの符号２７ｇ、２８ｇを付する。なお、この小電極２７ｇ、２８ｇは、第１方向及び第２方向に沿った平面十字形状としてもよい。
【００８９】
（処理）
このような構成において、センサ２０をコンクリート体１の表面の１箇所の位置に配置した後、データロガー５０の測定処理部５３は、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて、第１方向に沿った主インピーダンスと、第１方向に沿った第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定する。図１５（ａ）（ｂ）には第１方向に沿った主インピーダンスの測定状態を示す。また、センサ２０を同一位置に維持したまま、測定処理部５３は、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて、第２方向に沿った主インピーダンスと、第２方向に沿った第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定する。図１６（ａ）（ｂ）には第２方向に沿った主インピーダンスの測定状態を示す。すなわち、実施の形態１のように第１方向のみに第１電極群と第２電極群を並設して測定を行う場合に比べて、センサ２０を移動させることなく、広い範囲におけるインピーダンスの測定を行うことができる。
【００９０】
そして、検知処理部５４は、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、第２方向に沿って埋設された埋設物２を検知する（以下、この検知結果を「第１検知結果」と称する）。また、検知処理部５４は、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、第１方向に沿って埋設された埋設物２を検知する（以下、この検知結果を「第２検知結果」と称する）。例えば、コンクリート体１の表面における１箇所で検知された第１検知結果と第２検知結果を比較し、第１検知結果のインピーダンスが第２検知結果のインピーダンスより大きい場合には、第２方向に沿って埋設物２が埋設されている可能性が大きくことが判るため、次いで、第１方向に沿った位置にセンサ２０を移動させて再度の検知を行うことによって最初の位置とのインピーダンスの差異を確認したり、第２方向に沿った位置にセンサ２０を移動させて再度の検知を行うことによって最初の位置とのインピーダンスの同一性を確認し、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００９１】
このように、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを測定する際、測定可能な全てのインピーダンスを自動的に測定し、当該測定結果の中から、所定基準に基づいて、埋設物検知に使用する最終的な主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを選択してもよい。例えば、図１５において、小電極２７ａから小電極２７ｈへ電圧印加を行い、小電極２７ａから小電極２７ｉへ電圧印加を行い、以降同様に、小電極２７ａから小電極２７ｊ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、次に、小電極２７ｂから小電極２７ｈ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、以降同様に、小電極２７ｃ〜２７ｆの各々から小電極２７ｈ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、さらに、小電極２７ａ、２７ｂから小電極２７ｈへ電圧印加を行い、小電極２７ａ、２７ｂから小電極２７ｉへ電圧印加を行い、以降同様に、小電極を単独又は複数で使用する際の全ての組み合わせによって第１副インピーダンスを測定する。そして、例えば、これら測定結果をグラフ等にて表示し、測定結果の中の最大値（あるいは最小値）の第１副インピーダンスを、最終的な第１副インピーダンスとして選択してもよい。このような電極の組み合わせは、電極を相互に接続する回線を電気的なスイッチングにて切り替えることで容易に行うことができる。
【００９２】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果に加えて、第１電極群と第２電極群を、第１方向と第２方向にそれぞれ沿うように並設したので、複数の方向に沿った測定を同時に行うことができ、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００９３】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００９４】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。さらに、本発明によって、上述していない課題を解決したり、上述していない効果を奏することもある。
【００９５】
（電極の形状や配置について）
例えば、主インピーダンスと副インピーダンスを計測できる限りにおいて、電極の形状や配置は任意に変更でき、各電極を平面円盤状に形成したり、大電極と小電極の数や面積の比率を変更してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１ コンクリート体
２ 埋設物
３ 異物
１０ 埋設物検知システム
２０ センサ
２１ 支持体
２２ 固定板
２３ 第１電極群
２３ａ、２３ｂ 大電極
２３ｃ〜２３ｇ 小電極
（２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇ 電極）
（２３ａ〜２３ｇ、２３ｈ 第１電極）
２４ 第２電極群
２４ａ、２４ｂ、２６ａ〜２６ｄ 大電極
２４ｃ〜２４ｇ、２７ａ〜２７ｍ、２８ａ〜２８ｍ 小電極
（２４ａ〜２４ｇ 第２電極）
２５ 補助電極
３０ 発振器
４０ アンプ
５０ データロガー
５１ 入力部
５２ 出力部
５３ 測定処理部
５４ 検知処理部
５５ 記録部
５６ 補正テーブル
６０ 電線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート体の埋設物を検知するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な目的で埋設物検知（あるいは非破壊検査）が行われている。例えば、建築構造物の壁や床を構成するコンクリート体に埋設された排水管、電線、又は鉄筋等の存在を調べるための埋設物検知がある。このような埋設物検知を行うための一つの原理として、静電容量方式が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電極支持体に支持された第１電極体と第２電極体、及び当該第１電極体と当該第２電極体に接続されたものであって、当該第１電極体と当該第２電極体の間のキャパシタンスを計測する計測器を備えて構成された埋設物検知システムが開示されている。この埋設物検知システムを用いた検査方法では、第１電極体と第２電極体を建築構造物の壁の表面上で移動させながら、第１電極体と第２電極体のどちらか一方に電圧を印加して、当該第１電極体と当該第２電極体との間に電気力線を生じさせ、計測器によって当該壁のキャパシタンスを計測する。この方法によれば、各測定位置のキャパシタンスの変化に基づいて排水管の有無を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７-２１８８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の埋設物検知システムでは、特に壁のインピーダンスの変化が非常に大きい場合に、壁の内部の排水管の有無を検知することが困難であった。すなわち、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅ、及び壁のインピーダンスＺｃｏｎとすると、全体のインピーダンスＺは、以下の式（１）に基づいて表わされる。
【０００６】
【数１】
【０００７】
この式（１）から判るように、壁のインピーダンスＺｃｏｎの変化が非常に大きい場合に、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅが全体のインピーダンスＺに与える影響は少なく、壁の内部に排水管が存在する場合のインピーダンスＺと排水管が存在しない場合のインピーダンスＺとの差異が小さくなるため、排水管を検知することが困難であった。また、この埋設物検知システムは、壁の内部に存在する排水管に加えて、壁の表面付近に石や空洞等の異物が存在する場合に、排水管及び異物を含めたインピーダンスＺｐｉｐｅを計測するため、排水管のインピーダンスＺｐｉｐｅのみを検知することが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することにより、コンクリート体のインピーダンスの変化の大小に関わらず、高い精度で埋設物を検知することができる、コンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された第１電極と、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極に対して絶縁されると共に、前記第１電極に対して並設された第２電極群と、前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段とを備える。
【００１０】
請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第１電極を含んで構成される第１電極群と、前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極群に対して絶縁されると共に、前記第１電極群に対して並設された第２電極群と、前記第１電極群の少なくとも一部の第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第１電極群の複数の第１電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定する測定手段と、前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと、前記測定手段にて測定された前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段とを備える。
【００１１】
また、請求項３に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記第１電極群の複数の第１電極と、前記第２電極群の複数の第２電極の各々は、相互に並設された一対の大電極と、前記一対の大電極の相互間に配置されたものであって、当該一対の大電極に対して絶縁されると共に、当該一対の大電極の並設方向に直交する方向に沿って並設された複数の小電極とを備え、前記測定手段は、前記第１電極における前記一対の大電極及び前記複数の小電極と、前記第２電極における前記一対の大電極び前記複数の小電極と、の相互間に電流を流すことにより前記主インピーダンスを測定し、前記第１電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第１副インピーダンスを測定し、あるいは、前記第２電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第２副インピーダンスを測定する。
【００１２】
また、請求項４に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２又は３に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記第１電極群と前記第２電極群を、前記コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設し、前記測定手段は、前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、かつ、前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、前記検知手段は、前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第２方向に沿って埋設された前記埋設物を検知し、かつ、前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第１方向に沿って埋設された前記埋設物を検知する。
【００１３】
また、請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項２から４のいずれか一項に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記測定手段は、前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記主インピーダンスを複数測定し、前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第２副インピーダンスを複数測定し、前記検知手段は、前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する。
【００１４】
また、請求項６に記載のコンクリート体の埋設物検知システムは、請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システムにおいて、前記測定手段は、前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記主インピーダンスを複数測定し、前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第２副インピーダンスを複数測定し、前記検知手段は、前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する。
【００１５】
また、請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法は、コンクリート体における埋設物を検知するための方法であって、第１電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する第１配置工程と、第２電極群を構成する複数の第２電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する工程であって、前記第２電極群を、前記第１電極に対して絶縁すると共に、前記第１電極に対して並設する第２配置工程と、前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定工程と、前記測定工程において測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知工程とを含む。
【００１６】
また、請求項８に記載のコンクリート体の埋設物検知方法は、請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法であって、前記第１配置工程及び前記第２配置工程の前において、前記コンクリート体に導電性溶液を浸透させる浸透工程を含む。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の埋設物検知システム及び請求項７に記載の埋設物検知方法によれば、主インピーダンスと副インピーダンスとの差分に基づいて埋設物を検知することにより、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００１８】
請求項２に記載の埋設物検知システムによれば、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて埋設物を検知することにより、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群や第２電極群を、大きさの異なる複数の第１電極や複数の第２電極から構成することで、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が、広い範囲である場合には大電極を使用し、狭い範囲である場合には小電極を使用する等、状況に合致した大きさの電極を用いることができ、一層高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群と前第２電極群を、第１方向と第２方向にそれぞれ沿うように並設したので、複数の方向に沿った測定を同時に行うことができ、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００２１】
また、請求項５に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群の複数の第１電極と第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより測定を行うので、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が不明な場合であっても、様々な組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の埋設物検知システムによれば、第１電極群の複数の第１電極と第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにより測定を行うので、例えば、コンクリート体において異物等が存在し得る範囲が不明な場合であっても、全ての組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、最も高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の埋設物検知方法によれば、コンクリート体に導電性溶液を浸透させることにより、コンクリート体のインピーダンス（誘電率、導電率）を高めることができ、異物としてのＣＤ管等の内部に含まれる空気のインピーダンス（誘電率、導電率）との差異を一層明確化できるので、一層高い精度で埋設物を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る埋設物検知システムを測定対象と共に示す模式図である。
【図２】図１のセンサの分解斜視図である。
【図３】図１のセンサの底面図である。
【図４】データロガーの構成を機能概念的に示すブロック図である。
【図５】主インピーダンスの測定方法を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】第２副インピーダンスの測定方法を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】補正係数が静電容量に与える影響を示すグラフである。
【図８】インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分を求める意義を概念的に示した図であり、（ａ）は第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示す縦断面図、（ｂ）は主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスを概念的に示した図である。
【図９】実験に使用したコンクリート体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図１０】（ａ）は実験に使用した第１電極群と第２電極群の平面図、（ｂ）は第１電極群と第２電極群の組み合わせを示す図である。
【図１１】コンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１２】コンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１３】ＣＤ管入りコンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１４】３種類のコンクリート体の測定結果を示すグラフである。
【図１５】（ａ）は本実施の形態２に係るセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断断面図である。
【図１６】（ａ）はセンサの底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体と共に示すＡ−Ａ矢視断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、この発明の本実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
〔I〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係るコンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法は、コンクリート体の埋設物を検知するものである。
【００２７】
コンクリート体の設置目的や構造は任意であり、例えば、建築構造物や土木構造物の壁、床、柱、又は天井を構成するコンクリート体を含む。埋設物の設置目的や構造も任意であり、コンクリート体と異なるインピーダンスを持ち得る全ての材質及び形状の埋設物を含み、例えば、金属配管、塩化ビニール製配管、合成樹脂製可とう電線管（ＣＤ管）を含む。
【００２８】
各実施の形態に係るコンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法の特徴の一つは、概略的に、コンクリート体の表面に第１電極群と第２電極群を絶縁状に並設し、第１電極群と第２電極群の相互間にコンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、第１電極群にコンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは、第２電極群にコンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定し、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分に基づいて、コンクリート体の埋設物を検知する点にある。このように、主インピーダンスから第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを差し引くことで、測定対象となるコンクリート体のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体のインピーダンスの変化が異物等の影響により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物を検知することができる。
【００２９】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、コンクリート体の埋設物検知システム及び埋設物検知方法の各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００３０】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、一対の第１電極群と第２電極群を並設した形態である。最初に、実施の形態１に係る埋設物検知システムの構成について説明した後、埋設物検知方法について説明する。
【００３１】
（構成）
図１は、実施の形態１に係る埋設物検知システムを測定対象と共に示す模式図である。測定対象となるコンクリート体１には埋設物２（図１には配管として示す）と異物３（図１には石として示す）が埋設されており、このコンクリート体１の近傍に埋設物検知システム１０が配置されている。この埋設物検知システム１０は、センサ２０、発振器３０、アンプ４０、及びデータロガー５０を備え、これらを図示の如く電線６０にて電気的に接続して構成されている。
【００３２】
（構成−センサ）
図２は、図１のセンサ２０の分解斜視図である。このセンサ２０は、支持体２１、固定板２２、一対の第１電極群２３と第２電極群２４、及び補助電極２５を備えて構成されている。
【００３３】
支持体２１は、センサ２０の各部を支持する支持手段であり、例えば中空円筒状に形成されている。この支持体２１の底面に固定板２２を介して一対の第１電極群２３と第２電極群２４が固定されており、これら第１電極群２３と第２電極群２４から引き出された電線６０が、支持体２１の内部又は外部を通ってセンサ２０の外部に引き出されている。
【００３４】
固定板２２は、一対の第１電極群２３と第２電極群２４を固定するための固定ベースであり、例えば方形板状体として形成されている。この固定板２２の一方の側面は支持体２１に溶接等により固定されており、他方の側面には一対の第１電極群２３と第２電極群２４が固定されている。この固定板２２の材質は任意であるが、第１電極群２３と第２電極群２４を相互に絶縁するために絶縁材料であることが望ましく、例えば、ガラス材や樹脂材等が用いられる。
【００３５】
図３は、図１のセンサ２０の底面図である。第１電極群２３は、コンクリート体１の表面に配置された状態で、このコンクリート体１に電流を流すことにより、このコンクリート体１のインピーダンスを測定するための電極手段であり、複数の第１電極を含んで構成されている。複数の第１電極とは、具体的には、一対の大電極２３ａ、２３ｂと、複数（ここでは５枚）の小電極２３ｃ〜２３ｇである。一対の大電極２３ａ、２３ｂは、相互にほぼ同じ面積の方形板状電極であり、相互に並設されている（図３におけるＸ方向に沿って並設されている）。また、複数の小電極２３ｃ〜２３ｇは、大電極より小さな面積の方形板状電極であり、一対の大電極２３ａ、２３ｂの並設方向に直交する方向（図３におけるＹ方向）に沿って並設されている。以下では、これら大電極２３ａ、２３ｂや小電極２３ｃ〜２３ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には「第１電極２３ａ〜２３ｇ」と称する。これら第１電極２３ａ〜２３ｇは、相互に絶縁されている。この絶縁構造は任意であり、例えば、第１電極２３ａ〜２３ｇを単に間隔を隔てて配置してもよく、あるいは第１電極２３ａ〜２３ｇの相互間に絶縁部材を配置してもよい。第１電極２３ａ〜２３ｇの材質は任意であるが、導電性の高いものが望ましく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、パラジウム、プラチナ等の金属材料等を採用することができる。
【００３６】
第２電極群２４は、コンクリート体１の表面に配置された状態で、このコンクリート体１に電流を流すことにより、このコンクリート体１のインピーダンスを測定するための電極手段であり、複数の第２電極を含んで構成されている。複数の第２電極とは、具体的には、一対の大電極２４ａ、２４ｂと、複数の小電極２４ｃ〜２４ｇである。大電極２４ａ、２４ｂは大電極２３ａ、２３ｂ、小電極２４ｃ〜２４ｇは小電極２３ｃ〜２３ｇと、それぞれ同様に構成することができるので、その詳細な説明は省略する。以下では、大電極２４ａ、２４ｂや小電極２４ｃ〜２４ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には「第２電極２４ａ〜２３ｇ」と称する。さらに、第１電極２３ａ〜２３ｇと第２電極２４ａ〜２３ｇを、特に相互に区別する必要がない場合には単に「電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇ」と称する。
【００３７】
ここで、第１電極群２３と第２電極群２４は、コンクリート体１の表面に接触するように、相互に並設される。すなわち、これら第１電極群２３と第２電極群２４は、方形板状体である固定板２２の一方の側面（支持体２１と反対側の側面）において非重合状に配置されることで、相互に並設されて測定平面を構成し、この測定平面をコンクリート体１の表面に沿って配置することで、第１電極群２３と第２電極群２４をコンクリート体１の表面に接触させることができる。なお、コンクリート体１の表面が非平面状である場合には、当該表面に応じて測定平面を非平面状としてもよく、例えばコンクリート体１が円柱状である場合には、このコンクリート体１の表面に沿って固定板２２を円弧状に形成し、この固定板２２の側面に第１電極群２３と第２電極群２４を配置してもよい。また、第１電極群２３と第２電極群２４は、相互に絶縁されている。この絶縁構造は任意であり、例えば、第１電極群２３と第２電極群２４を単に間隔を隔てて配置してもよく、あるいは第１電極群２３と第２電極群２４の相互間に絶縁部材を配置してもよい。
【００３８】
図２において、補助電極２５は、一対の第１電極群２３と第２電極群２４の相互間における空気中のインピーダンスを低減するためのインピーダンス低減手段である。この補助電極２５は、例えば方形板状体として形成されており、固定板２２と支持体２１との間に挟持され、当該固定板２２及び当該支持体２１に対して溶接等により接続されている。補助電極２５の大きさは任意であるが、インピーダンスを効果的に低減するためには第１電極群２３と第２電極群２４を平面的に完全に覆うことができる面積であることが好ましく、第１電極群２３と第２電極群２４を合わせた面積又はそれ以上の面積の方形板状体として形成される。補助電極２５の材質は任意であるが、インピーダンスの低いものが望ましく、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、パラジウム、プラチナ等の金属材料等を採用することができる。
【００３９】
（構成−発振器）
図１に戻り、発振器３０は、所定周波数（例えば１ＫＨｚから数ＭＨｚ）の信号を出力する基準信号源である。この発振器３０は、コンクリート体１の周辺に配置されており、電線を介してアンプ４０に接続されている。また、発振器３０の具体的構成は任意であり、例えば、この発振器３０は、周波数が段階的に切り替えられる図示しない切替部を備える。
【００４０】
（構成−アンプ）
アンプ４０は、発振器３０から出力された信号に基づいて、所定周波数の所望の電圧を電線を介して第１電極群２３及び第２電極群２４に印加するものである。この電圧印加の具体的内容については後述するが、第１電極群２３や第２電極群２４に対して０Ｖや１Ｖの電圧を印加し、あるいは第１電極群２３や第２電極群２４を接地する。このアンプ４０の具体的構成は任意であり、例えば、このアンプ４０は、電圧の増幅量が段階的に切り替えられる図示しない切替部を備える。
【００４１】
（構成−データロガー）
データロガー５０は、センサ２０によって測定されたインピーダンスを記録したり処理するものである。図４は、データロガー５０の構成を機能概念的に示すブロック図である。このデータロガー５０は、機能概念的に、入力部５１、出力部５２、測定処理部５３、検知処理部５４、及び記録部５５を備えて構成されている。
【００４２】
入力部５１は、各種の処理に必要な情報を入力するための入力手段である。例えば、入力部５１は、入力ボタン群、キーボード、又はマウスのような入力機器や、センサ２０からの入力を受信する入力端子として構成されている。
【００４３】
出力部５２は、各種の処理に必要な情報を出力する出力手段である。例えば、出力部５２は、記録部５５に記録された測定結果をグラフで表示する液晶モニタや、アンプ４０やセンサ２０への出力を行う出力端子として構成されている。
【００４４】
測定処理部５３は、第１電極群２３及び第２電極群２４を用いてコンクリート体１のインピーダンスを測定する測定手段である。ここで、測定されるインピーダンスとしては、「主インピーダンス」、「第１副インピーダンス」、「第２副インピーダンス（又は副インピーダンス）」がある。「主インピーダンス」とは、第１電極群２３と第２電極群２４との相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性があるため、埋設物２による影響を受けたインピーダンスが主インピーダンスとして計測される。「第１副インピーダンス」とは、第１電極群２３における複数の第１電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性がないため、埋設物２による影響を受けることなく、コンクリート体１のみのインピーダンスが第１副インピーダンスとして計測される。「第２副インピーダンス（又は副インピーダンス）」とは、第２電極群２４における複数の第２電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際における、当該電流の通電経路のインピーダンスである。この通電経路には埋設物２が存在する可能性がないため、埋設物２による影響を受けることなく、コンクリート体１のみのインピーダンスが第２副インピーダンスとして計測される。なお、測定処理部５３は、第１電極群２３及び第２電極群２４の各電極を任意の組み合わせで切り替えて通電する切り替え機能を有する。この切り替え機能は、例えば各電極に至る図示しない線路を切り替える公知の図示しないスイッチ素子により構成できる。
【００４５】
検知処理部５４は、測定処理部５３にて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を算定することにより、コンクリート体１の埋設物２を検知する検知手段である。この算定のための式（２）〜（４）を以下に示す。
【００４６】
【数２】
【００４７】
【数３】
【００４８】
【数４】
【００４９】
ここで、「差分」とは、上記の式（２）〜（４）のいずれかによって算定されるものを意味する（式（２）〜（４）において、１／Ｃは主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分、１／ＣＭは主インピーダンス、１／ＣＳ１は第１副インピーダンス、１／ＣＳ２は第２副インピーダンス、α１は第１副インピーダンスの補正係数、α２は第２副インピーダンスの補正係数）。すなわち、「差分」とは、主インピーダンスから、補正係数による補正後の第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを減算した値を意味する。ただし、補正係数は、後述するように異物の種類等に応じて異なる可能性があり、「１」である可能性もあるため、結果として、「差分」とは、補正係数を考慮することなく、主インピーダンスから、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを減算した値と同一になることがある。
【００５０】
また、「第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方」としているのは以下の理由による。すなわち、第１電極群２３における複数の第１電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第１副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。また、第２電極群２４における複数の第２電極の相互間でコンクリート体１を介して電流を流した際の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第２副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。あるいは、これら両方の通電経路に、異物等が存在する可能性がある場合には、主インピーダンスから補正後の第１副インピーダンス及び第２副インピーダンスを減算することにより、当該異物等の影響を排除する。従って、状況に応じて、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスのいずれか又は両方の測定を行い、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスのいずれか又は両方を主インピーダンスから減算する。
【００５１】
このような測定処理部５３及び検知処理部５４の具体的構成は任意であるが、例えば、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラム、所要データを格納するための内部メモリ、及び、これらのプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を備えて構成される。
【００５２】
記録部５５は、埋設物検知システム１０によって実行される処理に必要なデータを記録する記録手段である。例えば、記録部５５は、補正テーブル５６を記録している。この補正テーブル５６は、上述した式（２）〜（４）の補正係数を管理するテーブルであり、例えば「補正番号」及び「補正係数」の項目と、各項目に対応する情報を対応付けて構成されている。項目「補正番号」に対応する情報は、補正係数を一意に識別する番号である。また、項目「補正係数」に対応する情報は、補正係数である。なお、記録部５５の具体的な構成は任意であり、例えばＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）の如き書き換え可能な記録手段を用いて構成することができる。
【００５３】
（方法）
次に、このように構成された埋設物検知システム１０を用いて行われる埋設物検知方法について説明する。
【００５４】
（方法−浸透工程）
この方法では、最初に、コンクリート体１の導電性を向上させるため、コンクリート体１に導電性溶液を浸透させる（浸透工程）。導電性溶液の具体的種類は任意であるが、例えば水（純水や超純水を除く）、食塩水、塩水、塩素水、あるいは水道水を用いることができる。浸透方法としては、例えばコンクリート体１が小形状で移動可能な場合には、導電性溶液を満たした槽の内部にコンクリート体１を所定時間配置する。あるいは、コンクリート体１が移動不能な場合には、コンクリート体１の表面に導電性溶液をスプレー等で撒いたり、導電性溶液に浸した雑巾等でコンクリート体１の表面を濡らしてもよい。
【００５５】
（方法−第１配置工程及び第２配置工程）
次に、コンクリート体１の表面に、センサ２０を載置することにより、第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇと及び第２電極群２４の全ての第２電極２４ａ〜２４ｇをコンクリート体１の表面に接触させる（第１配置工程及び第２配置工程）。この際、第１電極群２３及び第２電極群２４は、上述したように固定板２２に並設されていると共に相互に絶縁されているので、固定板２２を、コンクリート体１の表面に沿うような方向で、第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１に向けた状態で、コンクリート体１の表面に押し当てることで、第１電極群２３及び第２電極群２４を所望の状態で一括して配置することができる。なお、コンクリート体１の表面と各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇとの相互の隙間を無くすことが好ましく、例えばこれら相互間に導電性ジェルを介在させたり、センサ２０に重りを載せて各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇをコンクリート体１に圧接させてもよい。
【００５６】
（方法−ゼロ調整）
その後、測定処理部５３は、データロガー５０の出力のゼロ調整を行う。このゼロ調整は、使用者によって発振器３０、アンプ４０、及びデータロガー５０が起動された後に、所定のタイミングで開始される。例えば、測定処理部５３は、各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇをアースに接地させ、この状態において、各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇの相互間のインピーダンスを、これら各電極２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇの組み合わせを自動的に切り替えることにより測定し、各インピーダンスがゼロになるように、データロガー５０の出力を調整する。
【００５７】
（方法−主インピーダンスの測定工程）
ゼロ調整が終了した後、測定処理部５３は、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定を行う（測定工程）。図５は、主インピーダンスの測定状態を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第１電極群２３の第１電極２３ａ〜２３ｇ又は第２電極群２４の第２電極２４ａ〜２４ｇの中で、いずれか一方の少なくとも一部をプラス電位とし、いずれか他方の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これらプラス電位とした電極とマイナス電位とした電極との相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路（図５（ｂ）に矢印で示す部分）における主インピーダンスを測定する。
【００５８】
この際、電圧を印加する電極、電圧の電位、あるいは電流の方向や、印加する電圧の周波数は、状況に応じて任意に変えることができ、またこれらを変えて複数通りの組み合わせで測定を行うことで、主インピーダンスを複数取得することができる。例えば、測定処理部５３は、図５に示すように、第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇに「１Ｖ」を印加し、第２電極群２４の一部の小電極２４ｄ〜２４ｆに「０Ｖ」を印加し、第２電極群２４の他の小電極２４ｃ、２４ｇ及び大電極２４ａ、２４ｂを「接地」して測定を行う。その後、電流方向を入れ替えるため、第２電極群２４の全ての第２電極２４ａ〜２３ｇに「１Ｖ」を印加し、第１電極群２３の一部の小電極２３ｄ〜２３ｆに「０Ｖ」を印加し、第１電極群２３の他の小電極２３ｃ、２３ｇ及び大電極２３ａ、２３ｂを「接地（ＧＮＤ）」して測定を行う。あるいは、電圧の電位を変更し、プラス電位を「１Ｖ」ではなく「２Ｖ」として測定を行う（ただし、電位の値は１Ｖや２Ｖに限定されず、例えば１Ｖ〜１０Ｖの間で設定することができる）。また、測定処理部５３は、測定結果の再現性を確認するために、電圧を印加する電極、電圧の電位、あるいは電流の方向に関して、同一の組み合わせで複数回繰返し測定する。そして、測定処理部５３は、このように複数の測定を行った結果を記憶部５５に逐次記憶する。
【００５９】
そして、測定処理部５３は、記憶部５５に記憶された測定結果を用いて、所定基準に基づいて、埋設物２の検知に使用する一つの主インピーダンスを最終的に特定する。この所定基準としては、例えば、測定された各インピーダンスの平均値、最大値、又は最小値を最終の主インピーダンスとする基準や、測定された各インピーダンスの中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残った測定結果の平均値、最大値、又は最小値を最終の主インピーダンスとする基準を挙げることができる。
【００６０】
このように主インピーダンスを測定する際には、補助電極２５により空気のインピーダンスの影響が自動的に除去される。すなわち、補助電極２５を設けていない場合には、第１電極群２３と第２電極群２４の相互間のインピーダンスとして、コンクリート体１を通る通電経路のインピーダンスのみならず、コンクリート体１と反対方向の空気中を通る空気経路のインピーダンスを含んだものが測定される。そのため、この全体のインピーダンスは、下記の式（５）のように表わされる（ここで、Ｚは全体のインピーダンス、Ｚｐｉｐｅは埋設物２のインピーダンス、Ｚｃｏｎはコンクリート体１のインピーダンス、及びＺairは空気のインピーダンス。なお、後述する式（６）に示す同一の名称又は符号も同様とする）。一方、補助電極２５を設けた場合には、空気経路のインピーダンスに代えて、補助電極２５のインピーダンスが測定されるため、全体のインピーダンスは、式（６）に基づいて表わされる（ここで、Ｚhojoは補助電極２５のインピーダンス）。従って、補助電極２５をインピーダンスの低い材質によって形成しておくことで、補助電極２５のインピーダンスを実質的に無視することが可能となる。あるいは、補助電極２５のインピーダンスを予め測定して、主インピーダンスから減算してもよい。このような工夫を施すことで、補助電極２５を有するセンサ２０は、補助電極２５を有さないセンサ２０に比べて、インピーダンスを低減させると共に、埋設物２の検知精度を向上できる。
【００６１】
【数５】
【００６２】
【数６】
【００６３】
（方法−第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定工程）
主インピーダンスの測定を行った後、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定を行う。第１副インピーダンスの測定に関して、具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第１電極群２３の第１電極２３ａ〜２３ｇの少なくとも一部をプラス電位とし、第１電極２３ａ〜２３ｇの他の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これら第１電極２３ａ〜２３ｇの相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路における第１副インピーダンスを測定する。あるいは、第２副インピーダンスの測定に関して、具体的には、測定処理部５３は、アンプ４０を介して、第２電極群２４の第２電極２４ａ〜２４ｇの少なくとも一部をプラス電位とし、第２電極２４ａ〜２４ｇの他の少なくとも一部をゼロ電位又はマイナス電位とし、これら第２電極２４ａ〜２４ｇの相互間でコンクリート体１を介して電流を流すことによって、当該電流の通電経路（後述する図６（ｂ）に矢印で示す部分）における第２副インピーダンスを測定する。
【００６４】
図６は、第２副インピーダンスの測定状態を概念的に示す図であり、（ａ）はセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群２３及び第２電極群２４をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。例えば、測定処理部５３は、図６に示すように、第２電極群２４の小電極２４ｆに「１Ｖ」を印加すると共に、他の小電極２４ｄに「０Ｖ」を印加し、その他の全ての小電極２４ｃ、２４ｅ、２４ｇと大電極２４ａ、２４ｂ、及び第１電極群２３の全ての第１電極２３ａ〜２３ｇを「接地（ＧＮＤ）」して測定を行う。
【００６５】
この第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの測定に際し、測定処理部５３は、主インピーダンスの測定時と同様に、第１電極２３ａ〜２３ｇや第２電極２４ａ〜２４ｇの中で電圧を印加する電極、電圧の電位、若しくは電流の方向、あるいは印加する電圧の周波数は、状況に応じて任意に変えることができ、またこれらを変えて複数通りの組み合わせで測定を行い、あるいは、これらに関して同一の組み合わせで複数回繰返して測定を行い、このように測定された第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを用いて、主インピーダンスの場合と同様の所定基準に基づいて、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを最終的に特定する。
【００６６】
（方法−検知工程）
次いで、検知処理部５４は、測定処理部５３にて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を求め、この差分に基づいて埋設物２を検知する（検知工程）。具体的には、検知処理部５４は、補正テーブル５６を参照して、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスに最適な補正係数を乗じることで、これら第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの補正を行う。この補正係数の決定方法は任意であるが、例えば、最適な補正係数は、コンクリート体１に埋設された異物の大きさや種類毎、あるいはコンクリート体１における異物の埋設深さ毎に異なり得ることから、コンクリート体１に埋設される可能性がある異物の大きさ、種類、あるいは埋設深さ毎に補正係数を数値計算や実験等により求めて補正テーブル５６に予め格納しておき、測定対象となるコンクリート体１に埋設されている可能性が高い異物の条件に合致する補正係数を、測定時に使用者が補正テーブル５６から任意の方法で選択し、当該選択された補正係数を使用して補正を行う。あるいは、全ての補正係数を用いた補正を行い、この補正結果に基づいて、第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを算定してもよい。例えば、補正結果の中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残った補正結果の平均値を最終の第１副インピーダンスや第２副インピーダンスとする。あるいは、補正結果の中の最大値又は最小値を、最終の第１副インピーダンスや第２副インピーダンスとする。
【００６７】
図７は、補正係数が静電容量に与える影響を示すグラフであり、横軸はコンクリート体１の表面における測定位置（単位：ｍｍ）（埋設物２の上方位置を原点として、２０〜４０ｍｍ付近に異物（石）を配置）、縦軸は静電容量（単位：ｐＦ）を示し、補正係数を「０．０１」、「０．０１５」、「０．０２」、「０．０３」、「０．０４」に変えた場合をプロットしている。このグラフから明らかなように、補正係数＝「０．０１」、「０．０１５」、又は「０．０２」である場合には、静電容量に顕著な変化はないが、補正係数＝「０．０３」又は「０．０４」とした場合には、異物がある範囲の静電容量に顕著な変化が見られる。このように、補正係数を用いて補正を行うことで、異物がある範囲に対応する静電容量の変化を明確化できる。なお、ここでは静電容量を示しているが、静電容量の逆数であるインピーダンスについても同様に変化を明確化でき、異物の影響を測定結果から効果的に除去することができる。
【００６８】
次に、検知処理部５４は、上述した式（２）〜（４）に基づいて、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分を算定することで、最終的なインピーダンスを求める。ここで、第１副インピーダンスと第２副インピーダンスの選択基準は以下の通りである。すなわち、第１電極群２３の配置位置の近傍のみに異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（２）に基づいて求めた主インピーダンスと第１副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。また、第２電極群２４の配置位置の近傍のみに異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（３）に基づいて求めた主インピーダンスと第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。あるいは、第１電極群２３の配置位置の近傍と第２電極群２４の配置位置の近傍の両方に異物が存在し得ることが予め判っている場合には、式（４）に基づいて求めた主インピーダンスと第１副インピーダンス及び第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。例えば、図５（ｂ）及び図６（ｂ）の例では、コンクリート体１の左右中央よりも図示左側の位置（第２電極群２４の配置位置）に異物があるため、主インピーダンスと第２副インピーダンスとの差分を最終的なインピーダンスとする。なお当然のことながら、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスのいずれか一方を使用しないことが測定時に判っている場合には、当該一方の測定自体を省略することができる。
【００６９】
この他、式（２）〜（４）の各々に基づくインピーダンスをそれぞれ求めた後、これら複数のインピーダンスに基づいて、最終的なインピーダンスを算定してもよい。例えば、複数のインピーダンスの中で所定の最低閾値未満又は最大閾値以上の値を異常値として除外した上で、残ったインピーダンスの平均値を最終のインピーダンスとする。あるいは、複数のインピーダンスの中の最大値又は最小値を、最終のインピーダンスとしてもよい。
【００７０】
図８は、主インピーダンスと第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスとの差分を求める意義を概念的に示した図であり、（ａ）は第１電極群及び第２電極群をコンクリート体と共に示す縦断面図、（ｂ）は主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスを概念的に示した図である。図８（ａ）のようにコンクリート体１に埋設物２（図８には配管として示す）や異物３（図８には石として示す）が埋設されている場合において、図８（ｂ）のように、減算前のインピーダンスＺAは、主インピーダンスＺM、第１副インピーダンスＺS１、及び第２副インピーダンスＺS２の和となる。ここから、第１副インピーダンスＺS１及び第２副インピーダンスＺS２を減算することにより、減算後のインピーダンスＺBは、主インピーダンスＺMとなり、コンクリート体１のインピーダンス変化や異物３の影響が除去されるので、埋設物２の検知精度が向上する。
【００７１】
このように、主インピーダンス、第１副インピーダンス、及び第２副インピーダンスの測定や、これらの相互間の差分の算定を、コンクリート体１の表面における任意の方向に沿ってセンサ２０の位置を変えながら、所定の間隔毎に行う。そして、検知処理部５４は、差分の算定を行うことで得られた最終のインピーダンスを各測定の位置毎に記憶部５５に格納し、全ての位置における最終のインピーダンスの取得後、それまでに取得した最終のインピーダンスに基づいて、コンクリート体１における埋設物２の有無及び位置を判定する。
【００７２】
例えば、検知処理部５４は、取得した最終のインピーダンスの中で所定の閾値を超え得るインピーダンスが存在する場合には、当該インピーダンスが測定された際のセンサ２０の直下に埋設物２が存在すると判定し、埋設物２が存在すると判定した旨や当該埋設物２の位置を出力部５２を介して表示する。この閾値の設定方法は任意であるが、例えば、補正係数の大きさに応じて設定してもよい。また、出力部５２による表示方法は任意であるが、例えば、検知処理部５４は、測定を行う毎に測定累積回数をカウントし、当該インピーダンスが測定された際の測定累積回数を表示したり、測定を行う毎にコンクリート体１の位置を記録し、当該インピーダンスが測定された際の位置を表示する。あるいは、検知処理部５４は、取得した全ての最終のインピーダンスを出力部５２を介してグラフ表示させて、使用者に埋設物２の有無及び位置を判定させてもよい。
【００７３】
なお、これまで説明した埋設物検知方法における各工程は、順序を変更することも可能であり、例えば、各測定位置の主インピーダンスのみを測定した後、異物が存在し得る特定の測定位置（例えば、主インピーダンスが顕著に大きかった測定位置又は小さかった測定位置）において第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定し、これら第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定した位置に関しては主インピーダンスとの差分を求めて最終のインピーダンスとし、第１副インピーダンスや第２副インピーダンスを測定しなかった位置に関しては主インピーダンスをそのまま最終のインピーダンスとしてもよい。
【００７４】
（実験結果）
以下、本願発明者等による実験結果を示す。図９は、実験に使用したコンクリート体１を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。ここでは、コンクリート体１（モルタル）を、長さ４００ｍｍ×幅４００ｍｍ×厚さ８０ｍｍとして形成した。このコンクリート体１（モルタル）としては、ＣＤ管を埋設していないものを２種類（以下、「コンクリート体１Ａ」と「コンクリート体１Ｂ」と称する）と、表面から２０ｍｍの深さに直径１０ｍｍのＣＤ管をコンクリート体１の左右中心線に沿って埋設したものを１種類（以下、「ＣＤ管入りコンクリート体１Ａ」と称する）を用意した。そして、これら各コンクリート体１の左右中心線をＹ軸、図９（ａ）におけるコンクリート体１の下側から上方に１５０ｍｍの位置の水平線をＸ軸、これらＸ−Ｙ軸の交点を原点とし、センサ２０の下端をＸ軸上に配置し、センサ２０を原点から左右にそれぞれ５０ｍｍの範囲で移動させながら測定を行った。また、センサ２０における第１電極群２３と第２電極群２４の並設方向をＹ軸に沿うようにした。
【００７５】
第１電極群２３及び第２電極群２４としては、図１０（ａ）に示すものを使用した。この例では、主インピーダンス及び第２副インピーダンスのみを測定し、第１副インピーダンスは測定しないことを前提としているため、第１電極群２３については、小電極を設けることなく、１枚の平板状の第１電極２３ｈにて形成されている。そして、これら第１電極群２３及び第２電極群２４の組み合わせとしては、図１０（ｂ）に示すように、第１電極群２３の第１電極２３ｈから第２電極群２４の異なる小電極２４ｄ〜２４ｆのいずれかに至る３通りの組み合わせ（以下、これら各組み合わせを「ｍ１」、「ｍ２」、「ｍ３」と称し、各組み合わせにおいて測定された静電容量を「Ｃｍ１」、「Ｃｍ２」、「Ｃｍ３」と称する）と、第２電極群２４の小電極２４ｄと小電極２４ｆの相互間の組み合わせ（以下、この組み合わせを「ｍ４」と称し、この組み合わせにおいて測定された静電容量を「Ｃｍ４」と称する）で測定を行った。なお、基準周波数は５ｋＨｚとした。
【００７６】
図１１〜１４は測定結果を示すグラフであり、横軸は図９（ａ）のＸ軸上のセンサ２０の配置位置（単位：ｃｍ）、縦軸は静電容量（単位：ｐＦ又はｆＦ）である。図１１にはコンクリート体１Ａ、図１２にはコンクリート体１Ｂ、図１３にはＣＤ管入りコンクリート体１Ａ、図１４にはこれら３種類のコンクリート体１の測定結果を示す。また、図１１〜１３では、複数回の測定により取得した静電容量＝Ｃｍ１＋Ｃｍ２＋Ｃｍ３と静電容量＝Ｃｍ４を示し、静電容量＝Ｃｍ１＋Ｃｍ２＋Ｃｍ３を左側の縦軸（単位：ｐＦ）、静電容量＝Ｃｍ４を右側の縦軸（単位：ｆＦ）を基準にプロットしている。図１４では、複数回の測定により取得した静電容量＝Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３、及びＣｍ４と、補正係数＝０．０１により、以下の式（７）を用いて算定した結果を示す。なお、これら図１１〜１４には静電容量を示すが、インピーダンス（導電容量）とした場合にも実質的に同様の傾向を得られることは明らかである。
【００７７】
【数７】
【００７８】
図１１に示した測定結果においては、ＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、異物やコンクリート体１Ａの表面の凹凸の影響により、「配置位置＝０」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっている。また、図１２に示した測定結果は、やはりＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、異物やコンクリート体１Ｂの表面の凹凸の影響により、「配置位置＝３ｃｍ」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっている。従って、これらの測定結果では、ＣＤ管が埋設されていないにも関わらず、静電容量の分布が大きく変化するので、この変化した位置にＣＤ管が埋設されているものと誤検知される可能性がある。一方、図１３に示した測定結果は、「配置位置＝０」の付近のみならず、「配置位置＝−３ｃｍ」の付近でも静電容量が変動しているため、実際には「配置位置＝０」の付近にＣＤ管が埋設されていると断定することが困難である。
【００７９】
これに対して、図１４に示した測定結果は、コンクリート体１Ａ及びコンクリート体１Ｂの測定時には静電容量に顕著な変動がなくほぼ全域で一定値となっているのに対して、ＣＤ管入りコンクリート体１Ａの測定時には「配置位置＝０」の付近で静電容量が下方に突出した分布となっっており、その他の範囲では一定値となっているため、ＳＮ比の高いＣＤ管検知を行うことがきる。例えばこの場合には、静電容量ベースで閾値を−1５ｐＦとしておくことで、検知処理部５４がＣＤ管の位置を自動的に検知できる。
【００８０】
（実施の形態１の効果）
このように本実施の形態によれば、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて埋設物２を検知することにより、測定対象となるコンクリート体１のインピーダンスの影響を排除することができ、コンクリート体１のインピーダンスの変化が異物３の存在等により非常に大きい場合であっても、高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８１】
また、第１電極群２３や第２電極群２４を、大きさの異なる複数の第１電極２３ａ〜２３ｇや複数の第２電極２４ａ〜２４ｇから構成することで、例えば、コンクリート体１において異物が存在し得る範囲が、広い範囲である場合には大電極２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂを使用し、狭い範囲である場合には小電極２３ｃ〜２３ｇ、２４ｃ〜２４ｇを使用する等、状況に合致した大きさの電極を用いることができ、一層高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８２】
また、第１電極群２３の複数の第１電極２３ａ〜２３ｇと第２電極群２４の複数の第２電極２４ａ〜２４ｇの相互の組み合わせを代えることにより測定を行うので、例えば、コンクリート体１において異物が存在し得る範囲が不明は場合であっても、様々な組み合わせの中から最適な測定結果を選択することができるので、高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８３】
また、コンクリート体１に導電性溶液を浸透させることにより、コンクリート体１のインピーダンス（誘電率、導電率）を高めることができ、異物としてのＣＤ管等の内部に含まれる空気のインピーダンス（誘電率、導電率）との差異を一層明確化できるので、一層高い精度で埋設物２を検知することができる。
【００８４】
〔実施の形態２〕
まず、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、第１電極群と第２電極群を、コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設した形態である。ただし、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の名称又は符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。
【００８５】
（構成）
実施の形態２に係る埋設物検知システムは、図１に示した実施の形態１の埋設物検知システム１０とほぼ同様に構成されているが、センサ２０における第１電極群２３又は第２電極群２４の配置と、データロガー５０の測定処理部５３及び検知処理部５４による処理内容が異なる。
【００８６】
図１５、１６において、（ａ）は本実施の形態２に係るセンサ２０の底面図、（ｂ）は（ａ）の第１電極群と第２電極群をコンクリート体１と共に示すＡ−Ａ矢視断面図である。センサ２０は、第１電極群と第２電極群を、コンクリート体１の表面における第１方向（図１５（ａ）のＹ方向）に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向（図１５（ａ）のＸ方向）に沿って並設して構成されている。具体的には、相互に間隔を隔てて配置された同一形状の４枚の大電極２６ａ〜２６ｄと、大電極２６ａ、２６ｂの相互間及び大電極２６ｃ、２６ｄの相互間において第１方向に沿って並設された小電極２７ａ〜２７ｍと、大電極２６a、２６ｃの相互間及び大電極２６ｂ、２６ｄの相互間において第２方向に沿って並設された小電極２８ａ〜２８ｍを備える。
【００８７】
この構成では、大電極２６ａ、２６ｂと小電極２７ａ〜２７ｆによって構成される第１電極群と、大電極２６ｃ、２６ｄと小電極２７ｈ〜２７ｍによって構成される第２電極群が、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群であり、大電極２６ａ、２６ｃと小電極２８ａ〜２８ｆによって構成される第１電極群と、大電極２６ｂ、２６ｄと小電極２８ｈ〜２８ｍによって構成される第２電極群が、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群に相当する。すなわち、概念的に、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群と、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とが、相互にその一部を共有して（重合させて）存在している。ただし、これらを相互に完全に分離して構成してもよい。
【００８８】
なお、平面中央位置に配置された小電極２７ｇ、２８ｇは、各方向の第１電極群又は第２電極群のいずれにも属する共通の電極であり、ここでは説明の便宜上、ひとつの電極に２つの符号２７ｇ、２８ｇを付する。なお、この小電極２７ｇ、２８ｇは、第１方向及び第２方向に沿った平面十字形状としてもよい。
【００８９】
（処理）
このような構成において、センサ２０をコンクリート体１の表面の１箇所の位置に配置した後、データロガー５０の測定処理部５３は、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて、第１方向に沿った主インピーダンスと、第１方向に沿った第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定する。図１５（ａ）（ｂ）には第１方向に沿った主インピーダンスの測定状態を示す。また、センサ２０を同一位置に維持したまま、測定処理部５３は、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて、第２方向に沿った主インピーダンスと、第２方向に沿った第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定する。図１６（ａ）（ｂ）には第２方向に沿った主インピーダンスの測定状態を示す。すなわち、実施の形態１のように第１方向のみに第１電極群と第２電極群を並設して測定を行う場合に比べて、センサ２０を移動させることなく、広い範囲におけるインピーダンスの測定を行うことができる。
【００９０】
そして、検知処理部５４は、第１方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて測定された主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、第２方向に沿って埋設された埋設物２を検知する（以下、この検知結果を「第１検知結果」と称する）。また、検知処理部５４は、第２方向に沿って並設された第１電極群と第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、第１方向に沿って埋設された埋設物２を検知する（以下、この検知結果を「第２検知結果」と称する）。例えば、コンクリート体１の表面における１箇所で検知された第１検知結果と第２検知結果を比較し、第１検知結果のインピーダンスが第２検知結果のインピーダンスより大きい場合には、第２方向に沿って埋設物２が埋設されている可能性が大きくことが判るため、次いで、第１方向に沿った位置にセンサ２０を移動させて再度の検知を行うことによって最初の位置とのインピーダンスの差異を確認したり、第２方向に沿った位置にセンサ２０を移動させて再度の検知を行うことによって最初の位置とのインピーダンスの同一性を確認し、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００９１】
このように、主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを測定する際、測定可能な全てのインピーダンスを自動的に測定し、当該測定結果の中から、所定基準に基づいて、埋設物検知に使用する最終的な主インピーダンスと、第１副インピーダンス又は第２副インピーダンスを選択してもよい。例えば、図１５において、小電極２７ａから小電極２７ｈへ電圧印加を行い、小電極２７ａから小電極２７ｉへ電圧印加を行い、以降同様に、小電極２７ａから小電極２７ｊ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、次に、小電極２７ｂから小電極２７ｈ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、以降同様に、小電極２７ｃ〜２７ｆの各々から小電極２７ｈ〜２７ｍの各々へ順次電圧印加を行い、さらに、小電極２７ａ、２７ｂから小電極２７ｈへ電圧印加を行い、小電極２７ａ、２７ｂから小電極２７ｉへ電圧印加を行い、以降同様に、小電極を単独又は複数で使用する際の全ての組み合わせによって第１副インピーダンスを測定する。そして、例えば、これら測定結果をグラフ等にて表示し、測定結果の中の最大値（あるいは最小値）の第１副インピーダンスを、最終的な第１副インピーダンスとして選択してもよい。このような電極の組み合わせは、電極を相互に接続する回線を電気的なスイッチングにて切り替えることで容易に行うことができる。
【００９２】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果に加えて、第１電極群と第２電極群を、第１方向と第２方向にそれぞれ沿うように並設したので、複数の方向に沿った測定を同時に行うことができ、高い精度で埋設物検知を広い範囲で短時間で行うことが可能となる。
【００９３】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００９４】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。さらに、本発明によって、上述していない課題を解決したり、上述していない効果を奏することもある。
【００９５】
（電極の形状や配置について）
例えば、主インピーダンスと副インピーダンスを計測できる限りにおいて、電極の形状や配置は任意に変更でき、各電極を平面円盤状に形成したり、大電極と小電極の数や面積の比率を変更してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１ コンクリート体
２ 埋設物
３ 異物
１０ 埋設物検知システム
２０ センサ
２１ 支持体
２２ 固定板
２３ 第１電極群
２３ａ、２３ｂ 大電極
２３ｃ〜２３ｇ 小電極
（２３ａ〜２３ｇ、２４ａ〜２３ｇ 電極）
（２３ａ〜２３ｇ、２３ｈ 第１電極）
２４ 第２電極群
２４ａ、２４ｂ、２６ａ〜２６ｄ 大電極
２４ｃ〜２４ｇ、２７ａ〜２７ｍ、２８ａ〜２８ｍ 小電極
（２４ａ〜２４ｇ 第２電極）
２５ 補助電極
３０ 発振器
４０ アンプ
５０ データロガー
５１ 入力部
５２ 出力部
５３ 測定処理部
５４ 検知処理部
５５ 記録部
５６ 補正テーブル
６０ 電線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された第１電極と、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極に対して絶縁されると共に、前記第１電極に対して並設された第２電極群と、
前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段と、
を備えるコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項２】
コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第１電極を含んで構成される第１電極群と、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極群に対して絶縁されると共に、前記第１電極群に対して並設された第２電極群と、
前記第１電極群の少なくとも一部の第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第１電極群の複数の第１電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと、前記測定手段にて測定された前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段と、
を備えるコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項３】
前記第１電極群の複数の第１電極と、前記第２電極群の複数の第２電極の各々は、
相互に並設された一対の大電極と、
前記一対の大電極の相互間に配置されたものであって、当該一対の大電極に対して絶縁されると共に、当該一対の大電極の並設方向に直交する方向に沿って並設された複数の小電極とを備え、
前記測定手段は、
前記第１電極における前記一対の大電極及び前記複数の小電極と、前記第２電極における前記一対の大電極び前記複数の小電極と、の相互間に電流を流すことにより前記主インピーダンスを測定し、
前記第１電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第１副インピーダンスを測定し、あるいは、
前記第２電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第２副インピーダンスを測定する、
請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項４】
前記第１電極群と前記第２電極群を、前記コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設し、
前記測定手段は、
前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、かつ、
前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、
前記検知手段は、
前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第２方向に沿って埋設された前記埋設物を検知し、かつ、
前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第１方向に沿って埋設された前記埋設物を検知する、
請求項２又は３に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項５】
前記測定手段は、
前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記主インピーダンスを複数測定し、
前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、
前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第２副インピーダンスを複数測定し、
前記検知手段は、
前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する、
請求項２から４のいずれか一項に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項６】
前記測定手段は、
前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記主インピーダンスを複数測定し、
前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、
前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第２副インピーダンスを複数測定し、
前記検知手段は、
前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する、
請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項７】
コンクリート体における埋設物を検知するための方法であって、
第１電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する第１配置工程と、
第２電極群を構成する複数の第２電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する工程であって、前記第２電極群を、前記第１電極に対して絶縁すると共に、前記第１電極に対して並設する第２配置工程と、
前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知工程と、
を含むコンクリート体の埋設物検知方法。
【請求項８】
前記第１配置工程及び前記第２配置工程の前において、前記コンクリート体に導電性溶液を浸透させる浸透工程、
を含む請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法。
【請求項１】
コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された第１電極と、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極に対して絶縁されると共に、前記第１電極に対して並設された第２電極群と、
前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段と、
を備えるコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項２】
コンクリート体における埋設物を検知するための装置であって、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第１電極を含んで構成される第１電極群と、
前記コンクリート体の表面に接触するように配置された複数の第２電極を含んで構成される第２電極群であって、前記第１電極群に対して絶縁されると共に、前記第１電極群に対して並設された第２電極群と、
前記第１電極群の少なくとも一部の第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第１電極群の複数の第１電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第１副インピーダンスを測定するか、あるいは前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより第２副インピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記主インピーダンスと、前記測定手段にて測定された前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方との差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知手段と、
を備えるコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項３】
前記第１電極群の複数の第１電極と、前記第２電極群の複数の第２電極の各々は、
相互に並設された一対の大電極と、
前記一対の大電極の相互間に配置されたものであって、当該一対の大電極に対して絶縁されると共に、当該一対の大電極の並設方向に直交する方向に沿って並設された複数の小電極とを備え、
前記測定手段は、
前記第１電極における前記一対の大電極及び前記複数の小電極と、前記第２電極における前記一対の大電極び前記複数の小電極と、の相互間に電流を流すことにより前記主インピーダンスを測定し、
前記第１電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第１副インピーダンスを測定し、あるいは、
前記第２電極における前記複数の小電極の相互間に電流を流すことにより前記第２副インピーダンスを測定する、
請求項２に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項４】
前記第１電極群と前記第２電極群を、前記コンクリート体の表面における第１方向に沿って並設すると共に、当該第１方向に直交する第２方向に沿って並設し、
前記測定手段は、
前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、かつ、
前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて、前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方を測定し、
前記検知手段は、
前記第１方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第２方向に沿って埋設された前記埋設物を検知し、かつ、
前記第２方向に沿って並設された前記第１電極群と前記第２電極群とを用いて測定された前記主インピーダンスと、前記第１副インピーダンス又は前記第２副インピーダンスの少なくとも一方に基づいて、前記第１方向に沿って埋設された前記埋設物を検知する、
請求項２又は３に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項５】
前記測定手段は、
前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記主インピーダンスを複数測定し、
前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、
前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の組み合わせを代えることにより、前記第２副インピーダンスを複数測定し、
前記検知手段は、
前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する、
請求項２から４のいずれか一項に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項６】
前記測定手段は、
前記第１電極群の複数の第１電極と前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記主インピーダンスを複数測定し、
前記第１電極群の複数の第１電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第１副インピーダンスを複数測定し、あるいは、
前記第２電極群の複数の第２電極の相互間の全ての組み合わせにおいて、前記第２副インピーダンスを複数測定し、
前記検知手段は、
前記測定手段にて測定された、前記複数の主インピーダンス、前記複数の第１副インピーダンス、又は前記複数の第２副インピーダンスの中から、所定基準に基づいて、前記埋設物の検知に用いる前記主インピーダンス、前記第１副インピーダンス、又は前記第２副インピーダンスを選択する、
請求項５に記載のコンクリート体の埋設物検知システム。
【請求項７】
コンクリート体における埋設物を検知するための方法であって、
第１電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する第１配置工程と、
第２電極群を構成する複数の第２電極を前記コンクリート体の表面に接触するように配置する工程であって、前記第２電極群を、前記第１電極に対して絶縁すると共に、前記第１電極に対して並設する第２配置工程と、
前記第１電極と前記第２電極群の少なくとも一部の第２電極との相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより主インピーダンスを測定し、かつ、前記第２電極群の複数の第２電極の少なくとも一部の相互間に前記コンクリート体を介して電流を流すことにより副インピーダンスを測定する測定工程と、
前記測定工程において測定された前記主インピーダンスと前記副インピーダンスとの差分に基づいて、前記コンクリート体における埋設物を検知する検知工程と、
を含むコンクリート体の埋設物検知方法。
【請求項８】
前記第１配置工程及び前記第２配置工程の前において、前記コンクリート体に導電性溶液を浸透させる浸透工程、
を含む請求項７に記載のコンクリート体の埋設物検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２１０５８８（Ｐ２０１０−２１０５８８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６００００（Ｐ２００９−６００００）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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