使用同步检波法的埋设金属的探测方法及其装置

摘要

本发明提供一种利用无线方式发送同步信号，并且即使在发送信号的频带存在限制的情况下也能够利用频率处于该频带以上的参照信号来进行同步检波的埋设金属的探测方法及其装置。一种使用同步检波法的埋设金属的探测方法，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)，并发送同步检波用的同步信号；以及接收侧装置，该接收侧装置由磁传感器对因在埋设金属中流动的交流电流而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理，由此求出埋设金属的位置以及埋设深度，其中，发送侧装置生成频率为f的基准信号，对该基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号，向埋设金属发送该发送信号，对基准信号进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号，以无线方式从发送侧装置发送该同步信号。由接收侧装置接收该同步信号并对其进行m倍频而转换成基准信号。对该转换后的基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号。另一方面，对因在埋设金属中流动的交流电流而产生的磁力场进行检测，并根据参照信号进行同步检波。

说明书

技术领域

本发明涉及使用同步检波法的埋设金属的探测方法及其装置，特别是涉及利用无线方式发送同步信号并且即使在发送信号的频带存在限制的情况下也能够利用频率处于该频带以上的参照信号进行同步检波的埋设金属的探测方法及其装置。

背景技术

通常在地中等埋设有气体管、自来水管、下水管等许多金属管、或者通信线缆、电力线缆等许多线缆。另外，在大厦等建筑物的柱子、墙壁等中也埋设有许多金属性的埋设物。(以下，除了现有例部分以外，将它们简单地统称为埋设金属。另外，将地中、建筑物统称为地中等)。上述埋设金属并非单纯地在水平方向以及垂直方向上均以直线状埋设，而是根据需要以在水平方向或者垂直方向上弯曲、或者分支而相互复杂地交叉、拥塞的状态埋设。

这样，由于地中等铺设有许多埋设金属，因此，从防止因其他企业的工程引起的事故以及本企业对埋设金属的高效的维护管理的必要性出发，提出了用于以非挖掘的方式对地中等的埋设金属的正上方的位置、其埋设深度进行探测的技术。作为一般的现有技术，存在探地雷达、以及通称为探管仪(pipe locator)的电磁感应式管道探测器。

探地雷达的探测原理为：向地中等发射电波，接收来自埋设于地中等的金属管的反射波并进行信号处理、影像化，由此对地中等的金属管进行探测。由于从电气特性发生变化的面反射电波，因此，还能够以该方法对金属管、非金属管、空洞等地中等的构造物进行探测。

作为基于电磁感应法的探管仪的现有方案的例子，存在非专利文献1所示的电磁感应式管道探测器(通称：探管仪)。如图5中的(a)～(c)所示，该探管仪的探测原理为：当向埋设于地中等50的金属管51中流入交流电流时，则以该金属管51为中心而产生同心圆状的磁场(设为磁力场H)(参照图5中的(b))。利用处于地上的接收器的磁传感器52a对该磁力场H进行检测，并且算出该磁力场H，进一步算出感应电压。能够从该感应电压为最大的位置探测出金属管51的位置(参照图5中的(c))。另外，根据该感应电压算出金属管51的埋设深度。因此，探测的对象物限定为具有导电性的金属管或者金属线。

这样，探管仪构成为包括：用于向金属管51中流入电流的发送器53；以及接收器，该接收器具备对因电流流通而产生的磁场的磁力场H进行检测的磁传感器52a。进一步，作为从发送器53向金属管51流入电流的方法，存在直接法和感应法这两种方法。

如图6所示，直接法为如下方法：将发送器53与金属管51在地上露出的部分连接、或者经由导线54将发送器53与埋设于地中等50的金属管51连接而流入电流。此外，构成为：从金属管51向地中等50流入的漏电流经由接地件55而回流至发送器53。

另外，如图7所示，感应法为如下方法：从设置于地上的发送器53a向地中等50发射电波而产生磁场，并以非接触的方式使由电磁感应引起的电流在地中等50的金属管51中流动，利用具备处于地上的磁传感器52a的接收器接收由产生的感应电流而引起的磁力场，并根据该磁力场分量的振幅而对埋设的金属管51的位置以及埋设深度等进行探测。

一般情况下，如图6所示，由于直接法仅针对作为探测对象的金属管51流入交流电流，因此，所产生的磁场的磁力场H的值也较大，与感应法相比，探测精度更佳。但是，由于直接法中必须将发送器53与金属管51直接连接，因此，难以应用于在地上不存在露出部分的金属管。

另外，在上述电磁感应型的探测装置(探管仪)中，探测用的交流电流(发送信号)的频率根据埋设物的种类、埋设状况而不同。例如，对于线缆一般使用几百Hz～几kHz的频率，对于气体管、自来水管等一般使用几十kHz～几百kHz的频率。

另外，若向成为探测对象的埋设管中流入探测用的发送信号，则因在埋设管中流动的交流电流而使得拥塞地埋设于其附近的其他管(拥塞管)中也流动感应电流，但在探测对象的埋设管和拥塞管中，流动的电流的方向相反。因此，为了判别是否正确地对探测对象的埋设管进行了追踪，掌握与电流方向相关的信息的方式较为有效。

例如图8所示，在拥塞地埋设有气体管60和自来水管61、且利用热水供给器62将这两根管连接的情况下，从发送器63输入并在气体管和自来水管中流动的探测用的交流信号的电流方向为彼此相反的方向。因此，只要获知在气体管60和自来水管61中流动的交流电流的流动方向，就能够判别哪根管是探测对象。

作为判别在探测对象中流动的电流方向的方法，存在作为探测用的信号而使用CD波(Current Flow Direction：电流方向波)的方法以及使用同步检波的方法。

作为使用CD波的方法，作为基于非专利文献2所示的电磁感应法的连续的地下埋设物探测技术，存在如下系统，该系统构成为包括：能够从地表面以非挖掘的方式连续地确认地下埋设物的位置的线缆探测器(商品名称)73；以及发送测量所需的信号的振荡器72。

如图9及图10所示，该系统构成为：在对埋设于地中70的地下埋设物71的位置进行测量的情况下，通过使地下埋设物探测装置75与RTK-GPS(Real Time Kinematic Global Positioning System：实时动态差分全球定位系统)74联动而能够以三维方式连续地获取地下埋设物71的位置信息，其中，地下埋设物探测装置75在地上对将振荡器72直接与地下埋设物71连接并通过流入电流而产生的磁力场进行探测，并对地下埋设物71的埋设深度进行测量，RTK-GPS利用能以高精度获取该地下埋设物71的平面位置信息(纬度、经度)的GPS 74a、74b、74c……而能够获取位置信息。

线缆探测器73构成为在具有移动功能的台车上具有地下埋设物探测装置75、获取台车的位置信息的GPS-RKT 74、算出台车的移动方向的光学陀螺仪76、算出台车的移动距离的测距器77、对各装置所获取的信息进行储存、处理的个人计算机(以下记作PC)78。此外，79是显示测量结果等的显示器。

地下埋设物探测装置75接收因在地下埋设物71中流动的交流电流而产生的磁力场，并根据该磁力场的强度而算出位置信息。另外，对于平面位置信息，由+－表示从台车中心起地下埋设物71相对于移动方向的左右方向。深度信息表示从地表面至地下埋设物71的中心的距离。

另一方面，作为使用同步检波的方法，存在专利文献1所示的方法。如专利文献1的图11所示，通过如下单点法来实施：使用具备振荡器80、接收器81以及接地单元82的定位器，在具有导电性的埋设管或者通过定位线等而具有导电性的埋设管等83的露出部的一个点和接地单元82上，连接振荡器80的输出，由此构成将大地作为归路的包含部分分布常数电路的闭合电路，并且，扫描或操作与接收器81连接的检测器84，由此对在该埋设管83中流动的电流所感应的磁力场进行检测，从而对埋设管等83进行探测。

该方法其构成为：在具备检测器84和显示单元85的接收器81进一步设置对相位进行检波的相位检波单元86，由该相位检波单元86取入接收信息，并基于该接收信息而求出埋设管等83的地上对应位置P1以及埋设深度D。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：日本国内杂志“配管·装置·プラント技术”，Vol.31，No.6，page.4-6，题目为“埋設探査技術の現状”，長嶋伸吾著

非专利文献2：日本国内杂志技術解説地上から探査調査の非開削技術[電磁誘導法による連続的な地下埋設物探査技術「ケーブルエクスプローラ」について]No-Dig Today No.58(2007、1)page.1-6

专利文献

专利文献1：日本特开2001-116850号公报

发明内容

发明要解决的问题

非专利文献2所记载的方法中，使用CD波作为用于探测而流入的交流电流(发送信号)。但是，作为探测对象的埋设管是一种传输线路，因此，信号的衰减特性、相位特性取决于频率。因此，在频率较低的低频带中，虽然能够使用该方法(CD波法)，但若频率升高则使用具有两个不同的频率的交流信号，因此，如图12及图13所示，两个交流信号相互干扰而产生波形畸变。因此，存在如下问题：无法识别在探测对象的埋设管中流动的交流信号的电流方向。

这样，可在CD波法中使用的频带限定为几kHz左右的低频带，因此，当对探测对象的埋设管的铺设长度较长、且导电率较高的通信线缆等进行探测的情况下，并未出现较大的问题。但是，在探测对象的埋设管的铺设长度较短的情况下、导电率较低的气体管或自来水管这样的情况下，存在探测性能显著下降的问题。

即，非专利文献2所记载的方法存在如下问题：由于以埋设的金属管无限长、且是直线状的物体为前提，因此，在埋设的金属管的长度有限、且存在弯曲部分、分支部分的情况下，另外，在埋设的金属管和其他埋设的金属管等在地中等交叉的状态或拥塞的状态的情况下，因其他埋设的金属管的影响而产生二次、三次感应磁场，这便成为测定误差的原因，从而无法准确地测定出作为目的的埋设的金属管的位置。

因此，虽然目前存在仅能利用500Hz～1500Hz的范围内的频率而可供使用的频带较低的问题，但是由于探测对象为通信线缆，因此导电率较高。在此基础上，并不像自来水管、气体管那样在接头部分使用阻碍交流电流的流动的垫片(packing)等。因此，作为在线缆中流动的交流电流的频率，即便处于较低的频带也能够充分进行探测。但是，还会产生如下问题：若交流电流的频率升高，则相位发生变化而无法探测到线缆。

另一方面，专利文献1所记载的方法中使用了同步检波法，并以有线方式进行传输来作为同步检波法中的参照信号的传输方法，因此，与基于CD波的方法不同，具有对于传输的参照信号的频率不存在限制的效果。但是，探管仪的发送接收部之间的距离有时还会达到几百m～1km，在此基础上，接收器侧必须不断地移动。因此，存在如下问题：在发送接收部之间铺设用于传输参照信号的线缆，以有线方式传输探测用的交流信号的方法并不实用。

这里，专利文献1所记载的内容中，虽然作为同步检波法的参照信号的传输方法而存在“有线或无线”的记载，但仅在附图中(参照专利文献1的图1)存在一处记载，完全没有具体的记述。然而，关于专利文献1所记载的方法，对以无线方式传输同步检波法的参照信号的情况进行了考察。

在以无线方式传输参照信号的情况下，存在由电波法导致的限制，因此，可供传输的频带通常到语音频带为止。在利用窄频带FM无线方式的情况下，为300Hz～3000Hz左右。因此，频带受到限定，与上述基于CD波的方法的情况相同，产生如下问题：在探测对象的埋设管的铺设长度较短的情况下、导电率较低的气体管或自来水管这样的埋设金属管等的情况下，探测性能显著下降。

这样，如上所述，可在基于无线方式的参照信号的传输中使用的频带限定为300Hz～3000Hz，因此，存在如下问题：探测用的发送信号的频率的上限也被限定为3kHz。在该频带中存在如下问题：在探测对象的埋设物或线缆等的铺设长度较短的情况下、导电率较低的埋设金属管等的情况下，探测性能显著下降。

特别是在对金属管进行探测的情况下，经由为了使埋设管的接头具有可挠性而插入的垫片而流入探测用的发送信号。因此，在发送信号的频率较低的情况下，电流被垫片绝缘而不能在埋设管中流动，从而无法进行探测，但在发送信号的频率较高的情况下，电流(发送信号)因电容而在埋设管中流动。因此，为了广泛地对各种埋设管进行探测，希望利用几十kHz～几百kHz左右的较高频带作为探测用的发送信号的要求较多。

本发明是为了解决上述问题而完成的，目的在于提供一种使用同步检波法的埋设金属的探测方法及其装置，其中，在使用同步检波法的探管仪中，能够以无线方式发送参照信号，并且能够利用频率处于可供无线通信利用的频带以上的参照信号。

用于解决问题的方法

技术方案1所涉及的发明是使用同步检波法的埋设金属的探测方法，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)，并且发送用于进行同步检波的同步信号；以及接收侧装置，该接收侧装置由磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理，由此求出埋设金属的位置以及埋设深度，其中，发送侧装置生成频率为f的基准信号，对该基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号，向埋设金属发送该发送信号，对基准信号进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号，以无线方式从发送侧装置发送该同步信号，由接收侧装置接收同步信号，对该接收到的同步信号进行m倍频而转换成基准信号，对该转换后的基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号，对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测，并根据参照信号进行同步检波。

技术方案2所涉及的发明是使用同步检波法的埋设金属的探测装置，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)；以及接收侧装置，该接收侧装置具有由磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理而求出埋设金属的位置以及埋设深度的单元，其中，发送侧装置具有：基准振荡器，该基准振荡器生成频率为f的基准信号；第一分频器，该第一分频器对基准信号的频率f进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号；第二分频器，该第二分频器对基准信号的频率f进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号；第一发送器，该第一发送器向埋设金属发送由第一分频器转换后的发送信号；以及第二发送器，该第二发送器以无线方式发送由第二分频器转换后的同步信号，接收侧装置具有：第二接收器，该第二接收器接收同步信号；倍频器，该倍频器对上述同步信号进行m倍频而转换成基准信号；第三分频器，该第三分频器对上述基准信号的频率f进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号；磁传感器，该磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测；以及根据参照信号对由上述磁传感器检测出的信号进行同步检波的单元。

技术方案3所涉及的发明是使用同步检波法的埋设金属的探测方法，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)，并且发送用于进行同步检波的同步信号；以及接收侧装置，该接收侧装置由磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理，由此求出埋设金属的位置以及埋设深度，其中，接收侧装置生成频率为f的基准信号，对该基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号，对基准信号进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号，以无线方式从接收侧装置发送该同步信号，发送侧装置接收同步信号，对该接收到的同步信号进行m倍频而转换成基准信号，对该基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号，向埋设金属发送该发送信号，对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测，并根据参照信号进行同步检波。

技术方案4所涉及的发明是使用同步检波法的埋设金属的探测装置，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)；以及接收侧装置，该接收侧装置具有由磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理而求出埋设金属的位置以及埋设深度的单元，其中，接收侧装置具有：基准振荡器，该基准振荡器生成频率为f的基准信号；第二分频器，该第二分频器对上述基准信号进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号；第二发送器，该第二发送器以无线方式发送上述同步信号；第一分频器，该第一分频器对基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号；磁传感器，该磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测；以及根据参照信号而对由上述磁传感器检测出的信号进行同步检波的单元，发送侧装置具有：第二接收器，该第二接收器接收同步信号；倍频器，该倍频器对上述同步信号进行m倍频而转换成基准信号；第三分频器，该第三分频器对上述基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号；以及第一发送器，该第一发送器向埋设金属发送由上述第三分频器转换后的发送信号。

发明效果

技术方案1以及技术方案2所涉及的发明以上述方式构成，因此，能够在较高的频带中使用在探测对象的埋设金属中流动的发送信号的频率，从而能够增大探测距离。另外，由于以无线方式发送同步检波用的参照信号，因此，无需如以往那样将发送点和接收点连接的线缆，接收点的移动容易。进一步，在本发明的技术领域中，虽然对于无线发送的频带存在限制，但是可提供能够利用频率处于该限制频带以上的参照信号来进行同步检波的探测方法及其装置。

另外，即使在探测对象的埋设金属的铺设长度较短的情况下、埋设金属是导电率较低的气体管、自来水管的情况下，探测性能也不会如以往那样显著下降。进一步，对于在埋设金属中流动的发送信号(探测用的交流电流)，使用与以往的发送信号的频率相比频率更高的基准信号(f)，并对该频率f进行n分频或者m分频，因此，只要对分频比f/n或者分频比f/m进行控制，就能够将衰减特性、相位特性设定为最佳的值。

技术方案3以及技术方案4所涉及的发明以上述方式构成，因此，具有与上述技术方案1以及技术方案3相同的效果。进一步，由于将基准振荡器配置于接收侧装置，因此能够减轻发送侧装置的负荷。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的图，且是本发明所涉及的埋设金属的探测装置1的发送侧装置2的框图。

图2是表示本发明的实施例的图，且是本发明所涉及的埋设金属的探测装置1的接收侧装置3的框图。

图3是表示本发明的实施例的图，且是本发明所涉及的埋设金属的探测装置31的发送侧装置32的框图。

图4是表示本发明的实施例的图，且是本发明所涉及的埋设金属的探测装置31的接收侧装置33的框图。

图5是表示现有例的图，且是表示电磁感应式管道探测器(探管仪)的探测原理的示意图。

图6是表示现有例的图，且是表示电磁感应式管道探测器(探管仪)的基于直接法的、传输交流信号的电流的方法的示意图。

图7是表示现有例的图，且是表示电磁感应式管道探测器(探管仪)的基于感应法的、传输交流信号的电流的方法的示意图。

图8是表示现有例的图，且是用于说明在埋设于地中的埋设管中流动的电流方向的说明图。

图9是表示现有例的图，且是线缆探测器的系统结构图。

图10是表示现有例的图，且是搭载于线缆探测器的地下埋设物探测装置的系统结构图。

图11是表示现有例的图，且是表示在实施地中埋设管的探测方法时使用的探测装置的一个例子的说明图。

图12是表示现有例的图，且是基于CD波的发送信号以及基于二次感应的波形图。

图13是表示现有例的图，是基于CD波的发送信号以及基于二次感应的波形图，且是产生波形畸变的情况下的波形图。

具体实施方式

一种使用同步检波法的埋设金属的探测方法，具备：发送侧装置，该发送侧装置向埋设金属发送探测用的发送信号(交流电流)，并且输出用于进行同步检波的同步信号；以及接收侧装置，该接收侧装置由磁传感器对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测并进行振幅及相位的信号处理，由此求出埋设金属的位置以及埋设深度，上述使用同步检波法的埋设金属的探测方法的特征在于，发送侧装置生成频率为f的基准信号，对该基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的发送信号，向埋设金属发送该发送信号，对基准信号进行m分频而转换成频率为f/m的同步信号，以无线方式从发送侧装置发送该同步信号，由接收侧装置接收同步信号，对该接收到的同步信号进行m倍频而转换成基准信号，对该转换后的基准信号进行n分频而转换成频率为f/n的参照信号，对因在埋设金属中流动的发送信号而产生的磁力场进行检测，并根据参照信号进行同步检波。

实施例1

基于图1～图2对本发明的第一实施例进行详细说明。

图1～图2是表示本发明的第一实施例的图，图1是本发明所涉及的埋设金属的探测装置1的发送侧装置2的框图，图2是埋设金属的探测装置1的接收侧装置3的框图。此外，该实施例1是后述的基准振荡器5成为发送侧装置2的结构要素的情况下的实施例。

如图1～图2所示，埋设金属的探测装置1构成为包括：发送侧装置2，该发送侧装置2用于向埋设于地中的自来水管、气体管、下水管、通信线缆、电力线缆等金属制成的埋设管道(以下，记作埋设金属。)中流入发送信号(探测用的交流电流)；以及接收侧装置3，该接收侧装置3具备对因上述发送侧装置2而在埋设金属中产生感应所形成的磁场的磁力场进行检测的磁传感器10。

如图1所示，发送侧装置2构成为包括第一发送器4、第二分频器8以及第二发送器9。第一发送器4构成为包括基准振荡器5、第一分频器6以及第一放大器7。

另外，如图2所示，接收侧装置3构成为包括第二接收器14、倍频器15、第三分频器16、相位调整器17、显示器18、磁传感器10以及第一接收器11。第一接收器11构成为包括第二放大器12以及检波器13。

在发送侧装置2中，向埋设金属中流入发送信号(探测用的交流电流)，并且向接收侧装置3发送同步信号。对于向埋设金属中流入的发送信号(探测用的交流电流)，对后述的频率为f的基准信号(以下，记作基准信号(f))进行n分频，作为频率为f/n的发送信号(以下，记作发送信号(f/n))由第一发送器4向埋设金属发送。另外，用于同步检波的同步信号构成为：对基准信号(f)进行m分频，由第二发送器9将频率为f/m的同步信号(以下，记作同步信号(f/m))向接收侧装置3发送。

在接收侧装置3中，构成为：由第二接收器14接收从第二发送器9以无线方式发送的同步信号(f/m)，由磁传感器10对因从第一发送器4向埋设金属发送的发送信号(f/n)而产生的磁力场进行检测，并由第一接收器11进行同步检波，由此对埋设金属的位置、向埋设金属发送的发送信号的电流方向进行探测。

基准振荡器5生成成为向埋设金属发送的发送信号(f/n)、向接收侧装置3发送的同步信号(f/m)的基准的基准信号(f)。此外，在本实施例中使用晶体振荡器。

第一发送器4具备在直接法的情况下、即在埋设金属的一部分在地面露出的情况下用于与该露出的埋设金属部分直接连接而对发送信号(f/n)进行发送的单元(探针等。未图示)。另外，第一发送器4具备在感应法的情况下、即在埋设金属完全未在地面露出的情况下用于针对地中的埋设金属产生交变磁场而通过电磁感应以非接触的方式流入发送信号(探测用的交流电流)的单元。

在本实施例中，倍频器15使用采用了PLL(Phase Lock Loop：锁相环)的同步振荡器。这样，通过构成倍频器15，能够增大倍频数m。此外，倍频器15可以是单纯地将模拟乘法器多级地连接而成的部件。

在本实施例中，第一分频器6、第二分频器8以及第三分频器16使用采用了DDS(Direct Digital Synthesizer：直接数字频率合成器)的分频器。这样，通过构成分频器(第一分频器6、第二分频器8、第三分频器16)，能够增大可使用的频率的自由度。此外，第一分频器6、第二分频器8以及第三分频器16可以是将触发器(Flip-Flop)组合而构成的分频器。

第二发送器9具备发送天线，第二接收器14具备接收天线。从第二发送器9向第二接收器14以无线方式发送同步信号(f/m)。

磁传感器10构成为包括：线圈，该线圈对因发送至埋设金属的发送信号(探测用的交流信号)而产生的磁力场进行检测；I/V转换器，该I/V变换器将因上述检测出的磁力场产生感应而形成的感应电动势从电流转换为电压；以及带通滤波器，该带通滤波器将不需要的频率分量去除。

接下来，基于图1～图2对利用埋设金属的探测装置1而探测埋设金属时的作用动作进行详细说明。

在图1中，由基准振荡器5生成成为向埋设金属发送的发送信号、用于同步检波的同步信号的基准的基准信号(f)。由第一分频器6对该基准信号(f)进行n分频而转换成用于向埋设金属发送的发送信号(f/n)，并且，由第二分频器8进行m分频而转换成向接收侧装置3发送的同步信号(f/m)。

由第二发送器9以无线方式向接收侧装置3发送同步信号(f/m)。此时，亦如现有例中记载的那样，在以通常的窄频带的FM无线方式发送的情况下，需要将能够以无线方式发送的频带大致设为300[Hz]～3[kHz]，因此，为了使同步信号(f/m)的频率f/m也满足该限制而需要适当地选定由基准振荡器5生成的基准信号(f)、第二分频器8的分频比m。

由第二接收器14接收向该接收侧装置3发送的同步信号(f/m)，并由倍频器15进行m倍频而转换成基准信号(f)。由第三分频器16对该基准信号(f)进行n分频，进一步，由相位调整器17进行相位调整而转换成频率为f/n的参照信号(以下，记作参照信号(f/n))。

此外，进行相位调整的理由在于：在同步检波中，需要使由磁传感器10检测出的输入至检波器13的信号与参照信号(f/n)的相位一致，而在感应法和直接法中，向埋设金属发送的发送信号的电流的相位相差90°，另外，相位根据埋设金属的阻抗而变化，并且在以无线方式发送同步信号(f/m)时也会产生相位的滞后、提前。

另一方面，对于发送信号(f/n)，由第一放大器7将发送信号(f/n)的输出放大并通过直接法或感应法而向埋设金属发送。由磁传感器10对通过向该埋设金属发送的发送信号(f/n)而在埋设金属产生感应所形成的磁场的磁力场进行检测。

虽然在图1中并未示出，但是，在对由该磁传感器10检测出的磁力场在磁传感器10的检测线圈产生感应所形成的感应电动势进行I/V转换而转换为电压之后，由带通滤波器去除不需要的频率分量。进一步，在由第二放大器12放大之后，输入至检波器13，在该检波器13中利用参照信号(f/n)进行同步检波。

通过该同步检波，求出通过向埋设金属发送的发送信号(探测用的交流电流)而产生的磁力场的振幅、相位，并且根据这样求出的磁力场的振幅、相位而求出该磁力场分布、埋设金属的埋设深度、向埋设金属发送的发送信号(f/n)的电流的方向，并输出于显示器18。

以输出于该显示器18的从埋设金属产生的磁力场的磁力场分布、埋设金属的深度、发送至埋设金属的发送信号(f/n)的电流的方向等为基础，进行埋设金属的位置、埋设深度的探索，并且能够判别由接收侧装置3探索到的对象(埋设金属)是探测对象的埋设金属、还是并非探测对象的拥塞的埋设金属。

另外，如上所述，对于以无线方式发送的同步信号(f/m)存在必须将其频率大致设为300[Hz]～3[kHz]的限制，与此相对，对于向埋设金属发送的发送信号(f/n)没有这样的限制。因此，当需要向埋设金属发送频率处于该限制频带以上的发送信号(f/n)的情况下，通过设定为：第一分频器6以及第三分频器16的分频比n<第二分频器8的分频比m，由此能够获得频率处于频带存在限制的同步信号(f/m)的频率以上的参照信号(f/n)。

进一步，通过改变第一分频器6以及第三分频器16的分频比n，能够容易地改变在埋设金属的探测中所使用的发送信号(f/n)的频率。

实施例2

基于图3～图4对本发明的第二实施例进行详细说明。

图3～图4是表示本发明的第二实施例的图，图3是本发明所涉及的埋设金属的探测装置31的发送侧装置32的框图，图4是埋设金属的探测装置31的接收侧装置33的框图。该实施例2是基准振荡器5成为接收侧装置33的结构要素的情况下的实施例。此外，对于与第一实施例相同的部分，使用同一名称、同一编号并将其说明省略。

如图3～图4所示，与实施例1的情况相同，埋设金属的探测装置31构成为包括：发送侧装置32，该发送侧装置32用于向埋设金属中流入发送信号(探测用的交流电流)；以及接收侧装置33，该接收侧装置33具备对因上述发送侧装置32而在埋设金属产生感应所形成的磁场的磁力场进行检测的磁传感器10。

如图3所示，发送侧装置32构成为包括第二接收器44、倍频器45以及第一发送器34。第一发送器34构成为包括第三分频器46以及第一放大器37。

另外，如图4所示，接收侧装置33构成为包括基准振荡器5、第二分频器38、第二发送器39、第一分频器36、相位调整器17、显示器18、磁传感器10以及第一接收器11。该第一接收器11构成为包括第二放大器12以及检波器13。

在接收侧装置33中，构成为：以无线方式向发送侧装置32发送同步信号，并且，由磁传感器10对因从发送侧装置32向埋设金属流入的发送信号(探测用的交流电流)而在埋设金属产生的磁力场进行检测，并由第一接收器11进行同步检波，由此对埋设金属的位置、向埋设金属发送的发送信号的电流方向进行探测。

在发送侧装置32中，构成为：将从接收侧装置33以无线方式发送、且以无线方式接收到的同步信号(f/m)转换成发送信号(f/n)，并由第一发送器34将该发送信号(f/n)向埋设金属发送，由此向埋设金属中流入交流电流。

与实施例1中的第一发送器4相同，第一发送器34具备与直接法以及感应法的双方对应的、用于向埋设金属中流入交流电流的单元。

与实施例1中的倍频器15相同，倍频器45使用采用了PLL(Phase Lock Loop)的同步振荡器。另外，与实施例1的情况相同，第一分频器36、第二分频器38以及第三分频器46使用采用了DDS(Direct Digital Synthesizer)的分频器。

第二发送器39具备发送天线，第二接收器44具备接收天线。从第二发送器39向第二接收器44以无线方式发送同步信号(f/m)。

接下来，基于图3～图4对利用埋设金属的探测装置31探测埋设金属时的作用动作进行详细说明。

在图4中，与实施例1的情况相同，由基准振荡器5生成基准信号(f)。由第一分频器36对该基准信号(f)进行n分频，并进一步由相位调整器17进行相位调整，转换成参照信号(f/n)，并且，由第二分频器38进行m分频而转换成向发送侧装置32发送的同步信号(f/m)。

由第二发送器39以无线方式将同步信号(f/m)向发送侧装置32发送。此时，与实施例1的情况相同，由于能够以无线方式发送的频带存在限制，因此，为了使同步信号(f/m)的频率也满足该限制而需要适当地选定由基准振荡器5生成的基准信号(f)、第二分频器38的分频比m。

由第二接收器44接收向该发送侧装置32发送的同步信号(f/m)，并由倍频器45进行m倍频而转换成与基准信号(f)相同的频率为f的信号。进一步，由第三分频器46对该信号进行n分频而转换成发送信号(f/n)。

对于该发送信号(f/n)，由第一放大器37将发送信号(f/n)的输出放大并通过直接法或者感应法向埋设金属发送。由磁传感器10对因发送至该埋设金属的发送信号(f/n)而在埋设金属产生感应所形成的磁场的磁力场进行检测。

对于由磁传感器10检测出的磁力场，与实施例1的情况相同，进行I/V转换、不需要的频率分量的去除，在由第二放大器12放大之后，输入至检波器13，并在该检波器13中利用参照信号(f/n)进行同步检波。

通过该同步检波，求出在埋设金属产生的磁场的磁力场分布、埋设金属的深度、向埋设金属发送的发送信号(f/n)的电流方向并输出于显示器18。以输出于该显示器18的、在埋设金属产生的磁场的磁力场分布、埋设金属的深度、发送至埋设金属的发送信号(f/n)的电流方向等为基础，进行埋设金属的位置、埋设深度的探测，并且能够判别由接收侧装置33探测到的对象(埋设金属)是探测对象的埋设金属、还是并非探测对象的拥塞的埋设金属。

另外，与实施例1的情况相同，通过设定为：第一分频器36以及第三分频器46的分频比n<第二分频器38的分频比m，由此能够获得频率处于频带存在限制的同步信号(f/m)的频率以上的参照信号(f/n)，并且，通过改变第一分频器36以及第三分频器46的分频比n，能够容易地改变在埋设金属的探测中所使用的发送信号(f/n)的频率。另外，在本实施例以及上述实施例1中也一样，可以将分频比n以及分频比m设为可变。

产业上的利用可能性

本发明不仅能够对埋设于地中的自来水管、气体管、下水管等多种金属管、或者通信线缆、电力线缆等埋设金属进行探测，而且还能够广泛地用于建筑物的钢筋、骨架的探测等探测。

符号说明

1、31 埋设金属的探测装置

2、32 发送侧装置

3、33 接收侧装置

4、9、34 发送器

5基准振荡器

6、8、16、36、38、46分频器

10 磁传感器

11、14、44 接收器

15、45倍频器

18 显示器