位置計測方法
【課題】特定の位置を高精度で検出できる位置計測方法を提供する。
【解決手段】第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面が交差した線上に前記受信コイルの共通の不感帯部を形成するので、前記第１の受信コイル６１の位置を変えながら前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出でき、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【解決手段】第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面が交差した線上に前記受信コイルの共通の不感帯部を形成するので、前記第１の受信コイル６１の位置を変えながら前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出でき、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物を放射線透過法によって探査するにあたり、撮影側のフィルムの位置決めを行う位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存建物の改修工事等において、コンクリート床やコンクリート壁に設備配管、電力ケーブル、通信ケーブル等を敷設するための貫通孔を形成する場合、コンクリート内部に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物を損傷しないように、事前に埋設物の有無を探査する必要がある。
【０００３】
このようなコンクリート構造物における埋設物を探査する方法には、例えば特許文献１等に見られるようなＸ線を用いる放射線透過法がある。
【０００４】
Ｘ線を用いる放射線透過法としては、Ｘ線発生装置とフィルムをコンクリート構造体の両側に配置し、コンクリート構造体の片面にＸ線を照射して、コンクリート構造体のＸ線像をフィルムに撮影する方法が一般的である。
【０００５】
ここで、照射がＸ線発生装置を置く場所は容易に決定できるが、撮影側のフィルムを貼る位置は、撮影側でＸ線発生装置を目視出来ない場合が多いので、微弱なＸ線によるサーベイメーターの感度での測定や壁や梁などの実測測定が行われていたが、これらの方法では正確な測定は困難であるとともに、Ｘ線の多用はいろいろな面で問題が大きかった。
【０００６】
一方、電磁誘導の原理を利用し目視出来ない位置にある被計測体の位置を計測する方法として、例えば特許文献２に記載されている地中位置計測方法がある。
【０００７】
特許文献２に記載されている地中位置計測方法では、往路ケーブルおよび帰路ケーブルを一定の間隔をもって設置し、被計測体には、直交して配置する２つの受信コイルを設け、前記ケーブルに交流電流を流し、前記の第１，２のコイルに誘起された信号を測定することで被計測体の位置を求めるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特公平２−４２４０８号公報
【特許文献２】特開平５−１２５８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来の電磁誘導の原理を利用し目視出来ない位置にある被計測体の位置を計測する方法では、広範囲をある程度万偏なく測定できるが、特定の位置に対して精度はあまり高くなく、Ｘ線を用いる放射線透過法における撮影側のフィルムを貼る位置の特定用には十分適しているとはいえなかった。
【００１０】
本発明は、こうした従来の問題に鑑みてなされたものであり、特定の位置を高精度で検出できる位置計測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明の位置計測方法は、第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイルをコンクリート構造物の一面側に配置し、前記第１の励磁コイルより小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイルを、そのコイル面が第１の励磁コイルのコイル面と交差した状態で第１の励磁コイルの輪の内側に配置し、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物の他面側に配置し、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明の位置計測方法は、請求項１に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明の位置計測方法は、請求項１または２に記載の位置計測方法であって、前記受信コイルを平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明の位置計測方法は、請求項１または２に記載の位置計測方法であって、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイルとし、前記第１の受信コイルと同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイルのコイル面と交差する第２の受信コイルを設け、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記第１の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束の不感帯部の位置を検出し、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を検出することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明の位置計測方法は、請求項４に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納することを特徴とする。
請求項１に記載の位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面が交差した線上に前記受信コイルの共通の不感帯部を形成するので、前記受信コイルの位置を変えながら前記受信コイルに誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出できる。
【００１６】
請求項２に記載の位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流に互いに異なる周波数を用いることで前記第１及び第２の励磁コイルの磁束が干渉するのを防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の位置計測方法によれば、複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで、短時間で特定の位置を高精度で検出できる。
【００１８】
請求項４に記載の位置計測方法によれば、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を容易に検出するこができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明の位置計測方法は、請求項４に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納したので、前記第１及び第２の励磁コイルと前記第１及び第２の受信コイルの位置合わせが容易になるとともに、前記第２の受信コイルに誘起された信号の電圧が安定化し、前記第２の受信コイルの前記第１及び第２の励磁コイルからの距離の測定結果に対して高い測定精度が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位置計測方法によれば、特定の位置を高精度で検出できるので、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る位置計測方法の好適な第１の実施形態を係る位置計測システムを例に図面を参照して説明する。なお、図１は係る位置計測システム１の断面図である。図２は磁束発生部４の分解斜視図である。図３は磁束発生部４の組み立てた状態斜視図である。図４は受信部６の分解斜視図である。図５は受信部６の組み立てた状態斜視図である。図６は前記第１の受信コイル６１の受信感度を説明する説明図である。図７は第１の受信コイル６１による検出位置を説明する説明図である。図８は第１の受信コイル６１に誘起された信号の検出結果を立体グラフで説明する説明図である。図９は第１の受信コイル６１に誘起された信号の検出結果と位置の関係を示すグラフである。図１０は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を傾けずに収納した場合を示す説明図である。図１１は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を４５°傾けて収納した場合を示す説明図である。図１２は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を傾けずに収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。図１３は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を４５°傾けて収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。
【００２２】
図１において、位置計測システム１は、コンクリート構造物１００の一面側に配置される磁束発生装置２とコンクリート構造物１００の他面側に配置される受信装置３とから構成され、コンクリート構造物１００に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物１０１を放射線透過法によって探査するにあたり、撮影側のフィルムの位置決めを行うためのものである。
【００２３】
磁束発生装置２は、磁束発生部４と、この磁束発生部４に交流電流を流す交流駆動部５とから構成される。
【００２４】
受信装置３は、受信部６と、この受信部６からの出力を検出する出力検出部７とから構成される。
【００２５】
磁束発生部４は、合成樹脂製の励磁コイルケース４０に、 第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイル４１と、前記第１の励磁コイル４１より小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイル４と２を収納したものである。
【００２６】
第２の励磁コイル４２は、そのコイル面が第１の励磁コイル４１のコイル面と交差した状態で第１の励磁コイル４１の輪の内側に配置する。第１の励磁コイル４１のコイル面は水平方向を配置し、第２の励磁コイル４２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置するとともに、地面に対しても垂直方向に配置する。
【００２７】
励磁コイルケース４０には、交流駆動部５からのコード５１が挿入される貫通孔４６が形成されている。
【００２８】
コード５１は、第１の励磁コイル４１の一端及び他端とそれぞれ接続する導線４３、４４と、第２の励磁コイル４２の一端及び他端とそれぞれ接続する導線４５、４６とが挿入されている。
【００２９】
受信部６は、合成樹脂製の受信コイルケース６０に、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた第１の受信コイル６１と、前記第１の受信コイル６１と同じまたは近傍の位置に配置し、そのコイル面が第１の受信コイル６１のコイル面と交差する第２の受信コイル６２を収納したものである。この場合、第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の交わる線が図中のＬ１となっている。
【００３０】
第１の受信コイル６１のコイル面はコンクリート構造物１００の壁面に対して平行に配置する。第２の受信コイル６２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置するとともに、地面に対して４５°傾いた方向に配置する。
【００３１】
受信コイルケース６０には、出力検出部７に接続するコード７１が挿入される貫通孔６６が形成されている。
【００３２】
コード７１は、第１の受信コイル６１の一端及び他端とそれぞれ接続する導線７３、７４と、第２の受信コイル６２の一端及び他端とそれぞれ接続する導線７５、７６とが挿入されている。
【００３３】
出力検出部７は、導線７３、７４を介して第１の受信コイル６１と電気的に接続しており、第１の受信コイル６１が受信した信号を増幅して整流し、電圧出力に変換して測定を行うことで、前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定する。
【００３４】
また、出力検出部７は、導線７５、７６を介して第２の受信コイル６２と電気的に接続しており、第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流し、電圧出力に変換して測定を行うことで、第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定する。
【００３５】
以下、磁束発生装置２の構造について詳細に説明する。
【００３６】
図２において、磁束発生装置２の励磁コイルケース４０は、平面部４１０及び前後左右の壁部４１１、４１２、４１３、４１４を備え、上面が開口したケース本体４０１と、ケース本体４０１の上面の開口を閉塞するケース蓋体４０２とから構成される。
【００３７】
第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２は、接着により互いに固定している。
【００３８】
左右の壁部４１３、４１４の内側面には、第１の励磁コイル４１の位置決めを行うフック４１５、４１６が形成されている。第１の励磁コイル４１は、フック４１５、４１６に接着固定される。
【００３９】
平面部４１０の上面には、第２の励磁コイル４２の位置決めを行うための台座部４１７が形成されている。第２の励磁コイル４２は、台座部４１７に接着固定される。
【００４０】
後の壁部４１２には、コード５１が挿入される貫通孔４６が形成されている。
【００４１】
ケース蓋体４０２は、図３に示すように４本のネジ４２１によりケース本体４０１の上面にネジ止め固定される。
【００４２】
ケース蓋体４０２の上面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線４３１が印刷されている。平面部４１０の下面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００４３】
右の壁部４１４の外側面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線４３２が印刷されている。左の壁部４１３の外側面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００４４】
以下、受信装置３の構造について詳細に説明する。
【００４５】
図４において、受信装置３の受信コイルケース６０は、平面部６１０及び前後左右の壁部６１１、６１２、６１３、６１４を備え、上面が開口したケース本体６０１と、ケース本体６０１の上面の開口を閉塞するケース蓋体６０２とから構成される。尚、受信コイルケース６０は、図１のコンクリート構造物１００側が後側になっている。
【００４６】
第１の受信コイル６１と第２の受信コイル６２は、それぞれボビン６７、６８に巻き回されている。
【００４７】
平面部６１０の上面には、第１の受信コイル６１の位置決めを行うための台座部６１５と、第２の受信コイル６２の位置決めを行うための台座部６１７が形成されている。第１の受信コイル６１と第２の受信コイル６２は、それぞれ台座部６１５、６１７に接着固定される。
【００４８】
前の壁部６１１には、コード５１が挿入される貫通孔６６が形成されている。
【００４９】
ケース蓋体６０２は、図５に示すように４本のネジ６２１によりケース本体６０１の上面にネジ止め固定される。
【００５０】
ケース蓋体６０２の上面の後側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線６３１が印刷されている。平面部６１０の下面の前側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００５１】
右の壁部６１４の外側面の後側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線６３２が印刷されている。左の壁部６１３の外側面の前側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００５２】
以下、第２の励磁コイル４２の発生する磁束と第１の受信コイル６１の磁束について説明する。
【００５３】
図６において、第２の励磁コイル４２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置する。
【００５４】
第１の受信コイル６１は、第２の励磁コイル４２のコイル面において第２の励磁コイル４２の磁束が当該第１の受信コイル６１のコイル面に平行になるので、最も感度が低下することになる。
【００５５】
図７乃至図９を用いて第１の受信コイル６１による磁束検出を説明する。
【００５６】
図７は、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２を前方から見た状態である。第１の受信コイル６１は、第１の励磁コイル４１から前後方向で３００ｍｍ離れてする。また、図１に示した交流駆動部５から第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に流れる交流電流の周波数は、互いに干渉しないように離している。
【００５７】
図８において、x軸は、第１の受信コイル６１の横方向の位置を示し、ｙ軸は、第１の受信コイル６１の縦方向の位置を示し、z軸は、出力検出部７において第１の受信コイル６１が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００５８】
図７及び図８において、符号Ｓ１、Ｓ２…Ｓ７は、第１の受信コイル６１が配置する高さを示している。破線の矢印は第１の受信コイル６１の移動方向を示している。
【００５９】
図９において、横軸は、第１の受信コイル６１の高さＳ４における横方向の位置を示し、縦軸は、出力検出部７において第１の受信コイル６１が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６０】
受信装置３で第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束の検出を行う場合、受信部６を上下左右に動かすことで、第１の受信コイル６１を上下に動かすことになる。一方、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２は、クロスして配置することで、縦横２方向の磁束を発生させる。これにより、第１の受信コイル６１は、２軸方向の中心測定が可能になる。第１の受信コイル６１は、図８及び図９に示すように、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２が交わる中心線Ｌ１（図１及び図６参照）上で著しく感度が低下することにより、磁束パターンの中心部を精度よく測定することができる。
【００６１】
図１０乃至図１３を用いて第２の受信コイル６２による磁束検出を説明する。
【００６２】
図１０の状態２０１は、第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２を平行に配置した状態を示している。図１０の状態２０２は、第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を平行に配置した状態を示している。
【００６３】
図１１の状態２０３は、第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２を時計回りに４５°傾けた状態を示している。図１１の状態２０４は、第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を時計回りに４５°傾けた状態を示している。
【００６４】
図１２は、図１０に示した状態２０１、２０２における第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離と出力検出部７における第２の受信コイル６２の出力の検出結果の関係を示すグラフであり、横軸に第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離を取り、縦軸に出力検出部７において第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６５】
図１２に示すグラフの数値は、以下の表１によって示される。表１において、最大感度が状態２０１となり、最小感度が状態２０２となる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
図１３は、図１１に示した状態２０３、２０４における第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離と出力検出部７における第２の受信コイル６２の出力の検出結果の関係を示すグラフであり、横軸に第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離を取り、縦軸に出力検出部７において第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６８】
図１３に示すグラフの数値は、以下の表２によって示される。表２において、最大感度が状態２０３となり、最小感度が状態２０４となる。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図１２及び図１３と表１及び表２から分かるように、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を平行に配置するよりも、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を４５°傾けた方が第２の受信コイル６２の検出出力が安定する。この理由は、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２の何れかに対して第２の受信コイル６２を平行に配置した場合、片方の励磁コイルからの磁束を大きく拾うことになり、感度誤差が大きくなるためである。
【００７１】
以下、位置計測システム１を用いた具体的な位置計測方法について説明する。
【００７２】
位置計測システム１は、図１に示すようにコンクリート構造物１００の一面側に磁束発生装置２を配置し、コンクリート構造物１００の他面側に受信装置３を配置し、コンクリート構造物１００のＸ線発生装置を配置する予定の位置に磁束発生部４を配置する。この場合、磁束発生部４は、上下左右を正確に合わせて配置する。次に、交流駆動部５をオンし、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に互いに周波数の異なる交流電流を流して、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束を発生させる。
【００７３】
次に、受信装置３の受信部６を上下左右に動かすことで、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２の磁束の検出を行う。出力検出部７において第１及び第２の受信コイル６１、６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力の検出結果は、出力検出部７に設けられた液晶表示装置や出力検出部７からの出力データをコンピューターの画面に表示することで確認できる。
【００７４】
出力検出部７の第１の励磁コイル４１の検出結果が高い状態から急激に低下して出力の谷となる位置は、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２のコイル面が交差した線Ｌ１上にあり、この位置が撮影側のフィルムを貼る位置の中心となる。
【００７５】
また、出力検出部７の第２の励磁コイル４２の検出結果により、磁束発生部４と受信部６の距離、即ち、コンクリート構造物１００の厚みを検出できる。
【００７６】
このような構成及び動作を纏めて説明すると、位置計測システム１を用いた位置計測方法は、第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイル４１をコンクリート構造物１００の一面側に配置し、前記第１の励磁コイル４１より小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイル４２を、そのコイル面が第１の励磁コイル４１のコイル面と交差した状態で第１の励磁コイル４１の輪の内側に配置し、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物１００の他面側に配置し、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流し、前記受信コイル６１に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置（図中の線Ｌ１）を検出することで位置特定を行う。
【００７７】
また、位置計測システム１では、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２にそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なる。
【００７８】
また、位置計測システム１では、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイル６１とし、前記第１の受信コイル６１と同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイル６１のコイル面と交差する第２の受信コイル６２を設け、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流し、前記第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離を検出する。
【００７９】
また、位置計測システム１では、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２を励磁コイルケース４０に収納し、前記第２の受信コイル６２のコイル面を前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイル６２を受信コイルケース６０に収納する。
【００８０】
かかる構成の図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面が交差した線（図１の線Ｌ１）上に前記第１の受信コイル６１の共通の不感帯部を形成するので、前記第１の受信コイル６１の位置を変えながら前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出でき、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【００８１】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２にそれぞれ流す交流電流に互いに異なる周波数を用いることで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の磁束が干渉するのを防止でし、計測精度を向上できる。
【００８２】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離を容易に検出するこができる。
【００８３】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２を励磁コイルケース４０に収納し、前記第２の受信コイル６２のコイル面を前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイル６２を受信コイルケース６０に収納したので、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２と前記第１及び第２の受信コイル６２の位置合わせが容易になるとともに、前記第２の受信コイル６２に誘起された信号の電圧が安定化し、前記第２の受信コイル６２の前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離の測定結果に対して高い測定精度が得られる。
【００８４】
以下、以下、本発明に係る位置計測方法の好適な第２の実施形態を係る位置計測システムを例に図面を参照して説明する。なお、図１４は位置計測方法に用いられる受信装置８を示す一面側から見た斜視図である。図１５は位置計測方法に用いられる受信装置８を示す他面側から見た斜視図である。尚、
第２の実施形態において、受信装置８以外の部分は図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００８５】
図１４において、受信装置８は、合成樹脂製の基板８０の一面側に複数の受信コイル８１を縦７列、横７列で配置したものである。受信コイル８１は、基板８０を図１に示したコンクリート構造物１００の壁面に対して平行に配置した状態でそのコイル面が図１に示した前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いている。
【００８６】
図１５において、受信装置８の基板８０の他面側には、複数の発光ダイオード８２が縦７列、横７列で配置したものである。複数の発光ダイオード８２は、基板８０に形成された貫通孔を介してそれぞれ図１４に示す受信コイル８１と電気的に接続している。
【００８７】
以下、受信装置８を用いた位置測定方法について説明する。
【００８８】
以下、位置計測システム１を用いた具体的な位置計測方法について説明する。
【００８９】
作業者は、まず、図１に示すコンクリート構造物１００の一面側に磁束発生装置２を配置し、コンクリート構造物１００の他面側に基板８０の一面側を向け、基板８０を図１に示したコンクリート構造物１００の壁面に対して平行にした状態で受信装置８と配置する。
【００９０】
次に、交流駆動部５をオンし、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に互いに周波数の異なる交流電流を流して、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束を発生させる。
【００９１】
この状態で、受信装置８の複数の発光ダイオード８２の発光を確認し、回りの発光ダイオードに比べて極端に暗い発光ダイオードの位置が第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２のコイル面が交差した線上にあり、この位置が撮影側のフィルムを貼る位置となる。
【００９２】
このような構成及び動作により、受信装置８を用いた位置測定方法では、前記受信コイル８１を平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイル８１のそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出するようになっている。
【００９３】
図１４及び図１５に示した受信装置８を用いた位置測定方法によれば、複数の受信コイル８１のそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで、短時間で特定の位置を高精度で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による位置計測システムの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態による磁束発生部の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態による磁束発生部の組み立てた状態斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態による受信部の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態による受信部の組み立てた状態斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態による前記第１の受信コイルの受信感度を説明する説明図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態による第１の受信コイルによる検出位置を説明する説明図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態による第１の受信コイルに誘起された信号の検出結果を立体グラフで説明する説明図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態による前記第１の受信コイルに誘起された信号の検出結果と位置の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを傾けずに収納した場合を示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを４５°傾けて収納した場合を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを傾けずに収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを４５°傾けて収納した場合の第２の受信コイルの検出出力位置計測システムの外観構造を表した斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態による位置計測方法に用いられる受信装置を示す一面側から見た斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態による位置計測方法に用いられる受信装置８を示す他面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１…位置計測システム、２…磁束発生装置、３…受信装置、４…磁束発生部、５…交流駆動部、６…受信部、７…出力検出部、８…受信装置、４０…励磁コイルケース、４１…第１の励磁コイル、４２…第２の励磁コイル、４６…貫通孔、４３、４４、４５、４６…導線、５１…コード、６０…受信コイルケース、６１…第１の受信コイル、６２…第２の受信コイル、６６…貫通孔、６７、６８…ボビン、７１…コード、７３、７４、７５、７６…導線、８０…基板、８１…受信コイル、８２…発光ダイオード、１００…コンクリート構造物、１０１…埋設物、４０１…ケース本体、４０２…ケース蓋体、４１０…平面部、４１１、４１２、４１３、４１４…壁部、４１５、４１６…フック、４１７…台座部、４２１…ネジ、４３１、４３２…目印線、６０１…ケース本体、６０２…ケース蓋体、６１０…平面部、６１１、６１２、６１３、６１４…壁部、６１５…、６１７…台座部、６３１、６３２…目印線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物を放射線透過法によって探査するにあたり、撮影側のフィルムの位置決めを行う位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、既存建物の改修工事等において、コンクリート床やコンクリート壁に設備配管、電力ケーブル、通信ケーブル等を敷設するための貫通孔を形成する場合、コンクリート内部に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物を損傷しないように、事前に埋設物の有無を探査する必要がある。
【０００３】
このようなコンクリート構造物における埋設物を探査する方法には、例えば特許文献１等に見られるようなＸ線を用いる放射線透過法がある。
【０００４】
Ｘ線を用いる放射線透過法としては、Ｘ線発生装置とフィルムをコンクリート構造体の両側に配置し、コンクリート構造体の片面にＸ線を照射して、コンクリート構造体のＸ線像をフィルムに撮影する方法が一般的である。
【０００５】
ここで、照射がＸ線発生装置を置く場所は容易に決定できるが、撮影側のフィルムを貼る位置は、撮影側でＸ線発生装置を目視出来ない場合が多いので、微弱なＸ線によるサーベイメーターの感度での測定や壁や梁などの実測測定が行われていたが、これらの方法では正確な測定は困難であるとともに、Ｘ線の多用はいろいろな面で問題が大きかった。
【０００６】
一方、電磁誘導の原理を利用し目視出来ない位置にある被計測体の位置を計測する方法として、例えば特許文献２に記載されている地中位置計測方法がある。
【０００７】
特許文献２に記載されている地中位置計測方法では、往路ケーブルおよび帰路ケーブルを一定の間隔をもって設置し、被計測体には、直交して配置する２つの受信コイルを設け、前記ケーブルに交流電流を流し、前記の第１，２のコイルに誘起された信号を測定することで被計測体の位置を求めるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特公平２−４２４０８号公報
【特許文献２】特開平５−１２５８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来の電磁誘導の原理を利用し目視出来ない位置にある被計測体の位置を計測する方法では、広範囲をある程度万偏なく測定できるが、特定の位置に対して精度はあまり高くなく、Ｘ線を用いる放射線透過法における撮影側のフィルムを貼る位置の特定用には十分適しているとはいえなかった。
【００１０】
本発明は、こうした従来の問題に鑑みてなされたものであり、特定の位置を高精度で検出できる位置計測方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明の位置計測方法は、第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイルをコンクリート構造物の一面側に配置し、前記第１の励磁コイルより小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイルを、そのコイル面が第１の励磁コイルのコイル面と交差した状態で第１の励磁コイルの輪の内側に配置し、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物の他面側に配置し、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明の位置計測方法は、請求項１に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明の位置計測方法は、請求項１または２に記載の位置計測方法であって、前記受信コイルを平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明の位置計測方法は、請求項１または２に記載の位置計測方法であって、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイルとし、前記第１の受信コイルと同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイルのコイル面と交差する第２の受信コイルを設け、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記第１の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束の不感帯部の位置を検出し、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を検出することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明の位置計測方法は、請求項４に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納することを特徴とする。
請求項１に記載の位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面が交差した線上に前記受信コイルの共通の不感帯部を形成するので、前記受信コイルの位置を変えながら前記受信コイルに誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出できる。
【００１６】
請求項２に記載の位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流に互いに異なる周波数を用いることで前記第１及び第２の励磁コイルの磁束が干渉するのを防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の位置計測方法によれば、複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで、短時間で特定の位置を高精度で検出できる。
【００１８】
請求項４に記載の位置計測方法によれば、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を容易に検出するこができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明の位置計測方法は、請求項４に記載の位置計測方法であって、前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納したので、前記第１及び第２の励磁コイルと前記第１及び第２の受信コイルの位置合わせが容易になるとともに、前記第２の受信コイルに誘起された信号の電圧が安定化し、前記第２の受信コイルの前記第１及び第２の励磁コイルからの距離の測定結果に対して高い測定精度が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位置計測方法によれば、特定の位置を高精度で検出できるので、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る位置計測方法の好適な第１の実施形態を係る位置計測システムを例に図面を参照して説明する。なお、図１は係る位置計測システム１の断面図である。図２は磁束発生部４の分解斜視図である。図３は磁束発生部４の組み立てた状態斜視図である。図４は受信部６の分解斜視図である。図５は受信部６の組み立てた状態斜視図である。図６は前記第１の受信コイル６１の受信感度を説明する説明図である。図７は第１の受信コイル６１による検出位置を説明する説明図である。図８は第１の受信コイル６１に誘起された信号の検出結果を立体グラフで説明する説明図である。図９は第１の受信コイル６１に誘起された信号の検出結果と位置の関係を示すグラフである。図１０は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を傾けずに収納した場合を示す説明図である。図１１は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を４５°傾けて収納した場合を示す説明図である。図１２は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を傾けずに収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。図１３は受信コイルケース６０の壁面を対して第２の受信コイル６２を４５°傾けて収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。
【００２２】
図１において、位置計測システム１は、コンクリート構造物１００の一面側に配置される磁束発生装置２とコンクリート構造物１００の他面側に配置される受信装置３とから構成され、コンクリート構造物１００に埋設されている配管、配線、鉄筋等の埋設物１０１を放射線透過法によって探査するにあたり、撮影側のフィルムの位置決めを行うためのものである。
【００２３】
磁束発生装置２は、磁束発生部４と、この磁束発生部４に交流電流を流す交流駆動部５とから構成される。
【００２４】
受信装置３は、受信部６と、この受信部６からの出力を検出する出力検出部７とから構成される。
【００２５】
磁束発生部４は、合成樹脂製の励磁コイルケース４０に、 第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイル４１と、前記第１の励磁コイル４１より小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイル４と２を収納したものである。
【００２６】
第２の励磁コイル４２は、そのコイル面が第１の励磁コイル４１のコイル面と交差した状態で第１の励磁コイル４１の輪の内側に配置する。第１の励磁コイル４１のコイル面は水平方向を配置し、第２の励磁コイル４２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置するとともに、地面に対しても垂直方向に配置する。
【００２７】
励磁コイルケース４０には、交流駆動部５からのコード５１が挿入される貫通孔４６が形成されている。
【００２８】
コード５１は、第１の励磁コイル４１の一端及び他端とそれぞれ接続する導線４３、４４と、第２の励磁コイル４２の一端及び他端とそれぞれ接続する導線４５、４６とが挿入されている。
【００２９】
受信部６は、合成樹脂製の受信コイルケース６０に、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた第１の受信コイル６１と、前記第１の受信コイル６１と同じまたは近傍の位置に配置し、そのコイル面が第１の受信コイル６１のコイル面と交差する第２の受信コイル６２を収納したものである。この場合、第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の交わる線が図中のＬ１となっている。
【００３０】
第１の受信コイル６１のコイル面はコンクリート構造物１００の壁面に対して平行に配置する。第２の受信コイル６２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置するとともに、地面に対して４５°傾いた方向に配置する。
【００３１】
受信コイルケース６０には、出力検出部７に接続するコード７１が挿入される貫通孔６６が形成されている。
【００３２】
コード７１は、第１の受信コイル６１の一端及び他端とそれぞれ接続する導線７３、７４と、第２の受信コイル６２の一端及び他端とそれぞれ接続する導線７５、７６とが挿入されている。
【００３３】
出力検出部７は、導線７３、７４を介して第１の受信コイル６１と電気的に接続しており、第１の受信コイル６１が受信した信号を増幅して整流し、電圧出力に変換して測定を行うことで、前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定する。
【００３４】
また、出力検出部７は、導線７５、７６を介して第２の受信コイル６２と電気的に接続しており、第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流し、電圧出力に変換して測定を行うことで、第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定する。
【００３５】
以下、磁束発生装置２の構造について詳細に説明する。
【００３６】
図２において、磁束発生装置２の励磁コイルケース４０は、平面部４１０及び前後左右の壁部４１１、４１２、４１３、４１４を備え、上面が開口したケース本体４０１と、ケース本体４０１の上面の開口を閉塞するケース蓋体４０２とから構成される。
【００３７】
第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２は、接着により互いに固定している。
【００３８】
左右の壁部４１３、４１４の内側面には、第１の励磁コイル４１の位置決めを行うフック４１５、４１６が形成されている。第１の励磁コイル４１は、フック４１５、４１６に接着固定される。
【００３９】
平面部４１０の上面には、第２の励磁コイル４２の位置決めを行うための台座部４１７が形成されている。第２の励磁コイル４２は、台座部４１７に接着固定される。
【００４０】
後の壁部４１２には、コード５１が挿入される貫通孔４６が形成されている。
【００４１】
ケース蓋体４０２は、図３に示すように４本のネジ４２１によりケース本体４０１の上面にネジ止め固定される。
【００４２】
ケース蓋体４０２の上面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線４３１が印刷されている。平面部４１０の下面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００４３】
右の壁部４１４の外側面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線４３２が印刷されている。左の壁部４１３の外側面の前側には、磁束発生装置２の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００４４】
以下、受信装置３の構造について詳細に説明する。
【００４５】
図４において、受信装置３の受信コイルケース６０は、平面部６１０及び前後左右の壁部６１１、６１２、６１３、６１４を備え、上面が開口したケース本体６０１と、ケース本体６０１の上面の開口を閉塞するケース蓋体６０２とから構成される。尚、受信コイルケース６０は、図１のコンクリート構造物１００側が後側になっている。
【００４６】
第１の受信コイル６１と第２の受信コイル６２は、それぞれボビン６７、６８に巻き回されている。
【００４７】
平面部６１０の上面には、第１の受信コイル６１の位置決めを行うための台座部６１５と、第２の受信コイル６２の位置決めを行うための台座部６１７が形成されている。第１の受信コイル６１と第２の受信コイル６２は、それぞれ台座部６１５、６１７に接着固定される。
【００４８】
前の壁部６１１には、コード５１が挿入される貫通孔６６が形成されている。
【００４９】
ケース蓋体６０２は、図５に示すように４本のネジ６２１によりケース本体６０１の上面にネジ止め固定される。
【００５０】
ケース蓋体６０２の上面の後側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線６３１が印刷されている。平面部６１０の下面の前側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００５１】
右の壁部６１４の外側面の後側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線６３２が印刷されている。左の壁部６１３の外側面の前側には、受信装置３の位置決めの基準となる目印線が印刷されている。
【００５２】
以下、第２の励磁コイル４２の発生する磁束と第１の受信コイル６１の磁束について説明する。
【００５３】
図６において、第２の励磁コイル４２のコイル面は、コンクリート構造物１００の壁面に対して垂直方向に配置する。
【００５４】
第１の受信コイル６１は、第２の励磁コイル４２のコイル面において第２の励磁コイル４２の磁束が当該第１の受信コイル６１のコイル面に平行になるので、最も感度が低下することになる。
【００５５】
図７乃至図９を用いて第１の受信コイル６１による磁束検出を説明する。
【００５６】
図７は、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２を前方から見た状態である。第１の受信コイル６１は、第１の励磁コイル４１から前後方向で３００ｍｍ離れてする。また、図１に示した交流駆動部５から第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に流れる交流電流の周波数は、互いに干渉しないように離している。
【００５７】
図８において、x軸は、第１の受信コイル６１の横方向の位置を示し、ｙ軸は、第１の受信コイル６１の縦方向の位置を示し、z軸は、出力検出部７において第１の受信コイル６１が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００５８】
図７及び図８において、符号Ｓ１、Ｓ２…Ｓ７は、第１の受信コイル６１が配置する高さを示している。破線の矢印は第１の受信コイル６１の移動方向を示している。
【００５９】
図９において、横軸は、第１の受信コイル６１の高さＳ４における横方向の位置を示し、縦軸は、出力検出部７において第１の受信コイル６１が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６０】
受信装置３で第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束の検出を行う場合、受信部６を上下左右に動かすことで、第１の受信コイル６１を上下に動かすことになる。一方、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２は、クロスして配置することで、縦横２方向の磁束を発生させる。これにより、第１の受信コイル６１は、２軸方向の中心測定が可能になる。第１の受信コイル６１は、図８及び図９に示すように、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２が交わる中心線Ｌ１（図１及び図６参照）上で著しく感度が低下することにより、磁束パターンの中心部を精度よく測定することができる。
【００６１】
図１０乃至図１３を用いて第２の受信コイル６２による磁束検出を説明する。
【００６２】
図１０の状態２０１は、第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２を平行に配置した状態を示している。図１０の状態２０２は、第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を平行に配置した状態を示している。
【００６３】
図１１の状態２０３は、第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２を時計回りに４５°傾けた状態を示している。図１１の状態２０４は、第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を時計回りに４５°傾けた状態を示している。
【００６４】
図１２は、図１０に示した状態２０１、２０２における第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離と出力検出部７における第２の受信コイル６２の出力の検出結果の関係を示すグラフであり、横軸に第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離を取り、縦軸に出力検出部７において第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６５】
図１２に示すグラフの数値は、以下の表１によって示される。表１において、最大感度が状態２０１となり、最小感度が状態２０２となる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
図１３は、図１１に示した状態２０３、２０４における第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離と出力検出部７における第２の受信コイル６２の出力の検出結果の関係を示すグラフであり、横軸に第１の励磁コイル４１に対して第２の受信コイル６２の距離を取り、縦軸に出力検出部７において第２の受信コイル６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力を示している。
【００６８】
図１３に示すグラフの数値は、以下の表２によって示される。表２において、最大感度が状態２０３となり、最小感度が状態２０４となる。
【００６９】
【表２】
【００７０】
図１２及び図１３と表１及び表２から分かるように、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を平行に配置するよりも、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２に対して第２の受信コイル６２を４５°傾けた方が第２の受信コイル６２の検出出力が安定する。この理由は、第１の励磁コイル４１または第２の励磁コイル４２の何れかに対して第２の受信コイル６２を平行に配置した場合、片方の励磁コイルからの磁束を大きく拾うことになり、感度誤差が大きくなるためである。
【００７１】
以下、位置計測システム１を用いた具体的な位置計測方法について説明する。
【００７２】
位置計測システム１は、図１に示すようにコンクリート構造物１００の一面側に磁束発生装置２を配置し、コンクリート構造物１００の他面側に受信装置３を配置し、コンクリート構造物１００のＸ線発生装置を配置する予定の位置に磁束発生部４を配置する。この場合、磁束発生部４は、上下左右を正確に合わせて配置する。次に、交流駆動部５をオンし、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に互いに周波数の異なる交流電流を流して、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束を発生させる。
【００７３】
次に、受信装置３の受信部６を上下左右に動かすことで、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２の磁束の検出を行う。出力検出部７において第１及び第２の受信コイル６１、６２が受信した交流信号を増幅して整流した電圧出力の検出結果は、出力検出部７に設けられた液晶表示装置や出力検出部７からの出力データをコンピューターの画面に表示することで確認できる。
【００７４】
出力検出部７の第１の励磁コイル４１の検出結果が高い状態から急激に低下して出力の谷となる位置は、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２のコイル面が交差した線Ｌ１上にあり、この位置が撮影側のフィルムを貼る位置の中心となる。
【００７５】
また、出力検出部７の第２の励磁コイル４２の検出結果により、磁束発生部４と受信部６の距離、即ち、コンクリート構造物１００の厚みを検出できる。
【００７６】
このような構成及び動作を纏めて説明すると、位置計測システム１を用いた位置計測方法は、第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイル４１をコンクリート構造物１００の一面側に配置し、前記第１の励磁コイル４１より小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイル４２を、そのコイル面が第１の励磁コイル４１のコイル面と交差した状態で第１の励磁コイル４１の輪の内側に配置し、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物１００の他面側に配置し、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流し、前記受信コイル６１に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置（図中の線Ｌ１）を検出することで位置特定を行う。
【００７７】
また、位置計測システム１では、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２にそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なる。
【００７８】
また、位置計測システム１では、そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイル６１とし、前記第１の受信コイル６１と同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイル６１のコイル面と交差する第２の受信コイル６２を設け、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流し、前記第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離を検出する。
【００７９】
また、位置計測システム１では、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２を励磁コイルケース４０に収納し、前記第２の受信コイル６２のコイル面を前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイル６２を受信コイルケース６０に収納する。
【００８０】
かかる構成の図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２に交流電流を流して発生する磁束は、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面が交差した線（図１の線Ｌ１）上に前記第１の受信コイル６１の共通の不感帯部を形成するので、前記第１の受信コイル６１の位置を変えながら前記第１の受信コイル６１に誘起された信号を測定することで特定の位置を高精度で検出でき、Ｘ線を用いる放射線透過法において、撮影側のフィルムを貼る位置を正確かつ確実に特定でき、作業効率を向上することができる。
【００８１】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２にそれぞれ流す交流電流に互いに異なる周波数を用いることで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の磁束が干渉するのを防止でし、計測精度を向上できる。
【００８２】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、第２の受信コイル６２に誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離を容易に検出するこができる。
【００８３】
また、図１乃至図１３に示した位置計測システム１を用いた位置計測方法によれば、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２を励磁コイルケース４０に収納し、前記第２の受信コイル６２のコイル面を前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２の両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイル６２を受信コイルケース６０に収納したので、前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２と前記第１及び第２の受信コイル６２の位置合わせが容易になるとともに、前記第２の受信コイル６２に誘起された信号の電圧が安定化し、前記第２の受信コイル６２の前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２からの距離の測定結果に対して高い測定精度が得られる。
【００８４】
以下、以下、本発明に係る位置計測方法の好適な第２の実施形態を係る位置計測システムを例に図面を参照して説明する。なお、図１４は位置計測方法に用いられる受信装置８を示す一面側から見た斜視図である。図１５は位置計測方法に用いられる受信装置８を示す他面側から見た斜視図である。尚、
第２の実施形態において、受信装置８以外の部分は図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００８５】
図１４において、受信装置８は、合成樹脂製の基板８０の一面側に複数の受信コイル８１を縦７列、横７列で配置したものである。受信コイル８１は、基板８０を図１に示したコンクリート構造物１００の壁面に対して平行に配置した状態でそのコイル面が図１に示した前記第１及び第２の励磁コイル４１、４２のコイル面の両方と直交する方向に向いている。
【００８６】
図１５において、受信装置８の基板８０の他面側には、複数の発光ダイオード８２が縦７列、横７列で配置したものである。複数の発光ダイオード８２は、基板８０に形成された貫通孔を介してそれぞれ図１４に示す受信コイル８１と電気的に接続している。
【００８７】
以下、受信装置８を用いた位置測定方法について説明する。
【００８８】
以下、位置計測システム１を用いた具体的な位置計測方法について説明する。
【００８９】
作業者は、まず、図１に示すコンクリート構造物１００の一面側に磁束発生装置２を配置し、コンクリート構造物１００の他面側に基板８０の一面側を向け、基板８０を図１に示したコンクリート構造物１００の壁面に対して平行にした状態で受信装置８と配置する。
【００９０】
次に、交流駆動部５をオンし、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２に互いに周波数の異なる交流電流を流して、第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２から磁束を発生させる。
【００９１】
この状態で、受信装置８の複数の発光ダイオード８２の発光を確認し、回りの発光ダイオードに比べて極端に暗い発光ダイオードの位置が第１の励磁コイル４１と第２の励磁コイル４２のコイル面が交差した線上にあり、この位置が撮影側のフィルムを貼る位置となる。
【００９２】
このような構成及び動作により、受信装置８を用いた位置測定方法では、前記受信コイル８１を平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイル８１のそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出するようになっている。
【００９３】
図１４及び図１５に示した受信装置８を用いた位置測定方法によれば、複数の受信コイル８１のそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで、短時間で特定の位置を高精度で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による位置計測システムの断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態による磁束発生部の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態による磁束発生部の組み立てた状態斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態による受信部の分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態による受信部の組み立てた状態斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態による前記第１の受信コイルの受信感度を説明する説明図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態による第１の受信コイルによる検出位置を説明する説明図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態による第１の受信コイルに誘起された信号の検出結果を立体グラフで説明する説明図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態による前記第１の受信コイルに誘起された信号の検出結果と位置の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを傾けずに収納した場合を示す説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを４５°傾けて収納した場合を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを傾けずに収納した場合の第２の受信コイルに誘起された信号の検出結果を示すグラフ図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施形態による受信コイルケースの壁面を対して第２の受信コイルを４５°傾けて収納した場合の第２の受信コイルの検出出力位置計測システムの外観構造を表した斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態による位置計測方法に用いられる受信装置を示す一面側から見た斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態による位置計測方法に用いられる受信装置８を示す他面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００９５】
１…位置計測システム、２…磁束発生装置、３…受信装置、４…磁束発生部、５…交流駆動部、６…受信部、７…出力検出部、８…受信装置、４０…励磁コイルケース、４１…第１の励磁コイル、４２…第２の励磁コイル、４６…貫通孔、４３、４４、４５、４６…導線、５１…コード、６０…受信コイルケース、６１…第１の受信コイル、６２…第２の受信コイル、６６…貫通孔、６７、６８…ボビン、７１…コード、７３、７４、７５、７６…導線、８０…基板、８１…受信コイル、８２…発光ダイオード、１００…コンクリート構造物、１０１…埋設物、４０１…ケース本体、４０２…ケース蓋体、４１０…平面部、４１１、４１２、４１３、４１４…壁部、４１５、４１６…フック、４１７…台座部、４２１…ネジ、４３１、４３２…目印線、６０１…ケース本体、６０２…ケース蓋体、６１０…平面部、６１１、６１２、６１３、６１４…壁部、６１５…、６１７…台座部、６３１、６３２…目印線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイルをコンクリート構造物の一面側に配置し、
前記第１の励磁コイルより小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイルを、そのコイル面が第１の励磁コイルのコイル面と交差した状態で第１の励磁コイルの輪の内側に配置し、
そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物の他面側に配置し、
前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置を検出することを特徴とする位置計測方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項３】
前記受信コイルを平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測方法。
【請求項４】
そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイルとし、前記第１の受信コイルと同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイルのコイル面と交差する第２の受信コイルを設け、
前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記第１の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束の不感帯部の位置を検出し、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納することを特徴とする請求項４に記載の位置計測方法。
【請求項１】
第１の送信側磁束を発生する第１の励磁コイルをコンクリート構造物の一面側に配置し、
前記第１の励磁コイルより小径に形成され第２の送信側磁束を発生する第２の励磁コイルを、そのコイル面が第１の励磁コイルのコイル面と交差した状態で第１の励磁コイルの輪の内側に配置し、
そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルをコンクリート構造物の他面側に配置し、
前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束で共通の不感帯部の位置を検出することを特徴とする位置計測方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流す交流電流の周波数が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項３】
前記受信コイルを平面上に複数並べて配置し、これら複数の受信コイルのそれぞれに誘起された信号を個別に測定することで前記不感帯部の位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測方法。
【請求項４】
そのコイル面が前記第１及び第２の励磁コイルのコイル面の両方と直交する方向に向いた受信コイルを第１の受信コイルとし、前記第１の受信コイルと同じまたは近傍の位置にそのコイル面が第１の受信コイルのコイル面と交差する第２の受信コイルを設け、
前記第１及び第２の励磁コイルに交流電流を流し、前記第１の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の送信側磁束の不感帯部の位置を検出し、前記第２の受信コイルに誘起された信号を測定することで前記第１及び第２の励磁コイルからの距離を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測方法。
【請求項５】
前記第１及び第２の励磁コイルを励磁コイルケースに収納し、前記第２の受信コイルのコイル面を前記第１及び第２の励磁コイルの両方のコイル面に対して略４５°傾けた状態で前記第１及び第２の受信コイルを受信コイルケースに収納することを特徴とする請求項４に記載の位置計測方法。
【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】
【公開番号】特開２００９−１０３６１２（Ｐ２００９−１０３６１２Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７６５４９（Ｐ２００７−２７６５４９）
【出願日】平成１９年１０月２４日（２００７．１０．２４）
【出願人】（５９１２４８５７７）東京理学検査株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２４日（２００７．１０．２４）
【出願人】（５９１２４８５７７）東京理学検査株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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