JP2010271225A - 管路計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の管路計測装置では、複数の計測データを得るために複数回の計測操作が必要となるので、計測に要する時間が長くなり、利便性が悪くなっている
【解決手段】本発明による管路計測装置は、センサプローブ１に複数のセンサユニット１ａが設けられ、センサプローブ１のピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を各センサユニット１ａがそれぞれ出力する構成である。演算部７は、各センサユニット１ａからの信号に基づいて、センサプローブ１の移動方向を示す複数の方向データをそれぞれ求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、管路計測装置に関し、特に、センサプローブに複数のセンサユニットを設け、センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を各センサユニットがそれぞれ出力するように構成することで、一回の計測操作で複数の計測データを得ることができ、計測に要する時間を短縮できるようにするための新規な改良に関するものである。

従来用いられていたこの種の管路計測装置としては、例えば特許文献１等に示されている管路計測装置が用いられている。図３は、従来の管路計測装置を示す構成図である。図において、符号１で示されるものは管路２内に移動自在に設けられたセンサプローブである。センサプローブ１には、１つのセンサユニット１ａが設けられており、このセンサユニット１ａには、例えば小型ＤＴＧ（二軸自由度ジャイロ）、ＭＥＭＳジャイロ、及び３軸加速度計等のセンサプローブ１のピッチ角θ及び方位角ψを検出するためのセンサが含まれている。

センサプローブ１にはケーブル３が接続されており、このケーブル３は、ケーブル中継器４、ケーブル測長器５を介してケーブル巻取器６で巻き取られる。演算部７は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等から構成された情報処理機であり、ケーブル測長器５からのケーブル速度５ａとケーブル巻取器６からのプローブデータ６ａとが演算部７に取り込まれる。

次に、図４は、図３の演算部７によって計測された管路２の経路を示す説明図である。図３に示す演算部７は、ケーブル速度５ａ及びプローブデータ６ａの演算処理を行うことで、図４に示すような管路２の経路計測を行う。具体的には、演算部７は、プローブデータ６ａからセンサプローブ１のピッチ角θ及び方位角ψを求めることで、センサプローブ１の移動方向を求める。ケーブル測長器５からのケーブル速度５ａは、センサプローブ１の移動速度に相当する。演算部７は、センサプローブ１の移動方向と、センサプローブ１の移動速度とに基づいてセンサプローブ１の移動経路、すなわち管路２の経路を求める。

センサからの信号にはランダム誤差が含まれており、計測精度を向上させるためには、複数の計測データの平均を得る必要がある。このため、従来の管路計測装置では、例えばセンサプローブ１を複数回往復させる等の複数回の計測操作を行うことで、複数の計測データを得ている。

特開２００７−１５５５８３号公報

上記のような従来の管路計測装置では、複数の計測データを得るために複数回の計測操作が必要となるので、計測に要する時間が長くなり、利便性が悪くなっている。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、一回の計測操作で複数の計測データを得ることができ、計測に要する時間を短縮できる管路計測装置を提供することである。

本発明に係る管路計測装置は、センサプローブが管路に沿って進行される際の前記センサプローブのピッチ角θ、方位角ψ、及び速度に基づいて前記管路の経路を計測する管路計測装置であって、前記センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するためのセンサをそれぞれ含み、前記センサプローブに設けられた複数のセンサユニットを備え、前記センサプローブが前記管路に沿って進行された際に、前記センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を前記複数のセンサユニットがそれぞれ出力する。

また、前記センサプローブには、回路部がさらに設けられており、前記センサユニット及び前記回路部は、ケーシングにそれぞれ格納されるとともに、弾力性のある連結ケーブルによって互いに連結されている。
また、前記ケーシングの外形は球状である。

本発明の管路計測装置によれば、センサプローブに複数のセンサユニットを設け、センサプローブのピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を各センサユニットがそれぞれ出力するように構成することで、一回の計測操作で複数の計測データを得ることができ、計測に要する時間を短縮できる。

また、複数のセンサユニット及び回路部が、ケーシングにそれぞれ格納されるとともに、弾力性のある連結ケーブルによって互いに連結されているので、複数のセンサユニットが設けられた場合でも良好な取り回しを実現でき、経路計測の適用範囲を広げることができる。
また、ケーシングの外形が球状であるので、より良好な取り回しを実現でき、経路計測の適用範囲をさらに広げることができる。

本発明の実施の形態１による管路計測装置を示す構成図である。 図１のセンサプローブの具体的構成を示す側面図である。 従来の管路計測装置を示す構成図である。 図３の演算部によって計測された管路の経路を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による管路計測装置を示す構成図である。なお、従来の管路計測装置と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図において、符号１で示されるものは管路２内に移動自在に設けられたセンサプローブである。センサプローブ１には、複数のセンサユニット１ａが設けられており、各センサユニット１ａには、例えば小型ＤＴＧ（二軸自由度ジャイロ）、ＭＥＭＳジャイロ、及び３軸加速度計等のセンサプローブ１のピッチ角θ及び方位角ψを検出するためのセンサがそれぞれ含まれている。各センサユニット１ａは、センサプローブ１が管路２に沿って進行された際に、センサプローブ１のピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号をそれぞれ出力する。

センサプローブ１にはケーブル３が接続されており、このケーブル３は、ケーブル中継器４、ケーブル測長器５を介してケーブル巻取器６で巻き取られる。演算部７は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等から構成された情報処理機であり、ケーブル測長器５からのケーブル速度５ａとケーブル巻取器６からのプローブデータ６ａとが演算部７に取り込まれる。

このプローブデータ６ａには、各センサユニット１ａからそれぞれ出力された信号が含まれており、演算部７は、各センサユニット１ａからの信号に基づいて、センサプローブ１の移動方向を示す複数の方向データを求める。すなわち、一回の計測操作で複数の計測データを得ることができ、複数回の計測操作を行う場合に比べて計測に要する時間を短縮できる。

ここで、各センサユニット１ａからそれぞれ出力された信号には、ランダム誤差が含まれているので、各方向データにも誤差が含まれている。演算部７は、この誤差の影響を小さくするために、複数の方向データの平均を得る。ケーブル測長器５からのケーブル速度５ａは、センサプローブ１の移動速度に相当する。演算部７は、平均化された方向データとセンサプローブ１の移動速度とに基づいて、管路２の経路を求める。

次に、図２は、図１のセンサプローブ１の具体的構成を示す側面図である。図において、センサプローブ１には、センサユニット１ａと回路部１ｂが設けられている。回路部１ｂは、例えば、センサユニット１ａに電力を供給する電源回路や、センサユニット１ａの動作を制御するとともにセンサユニット１ａの信号を外部に出力する制御回路等である。センサユニット１ａ及び回路部１ｂは、球状のケーシング１ｃ内にそれぞれ格納されているとともに、弾力性のある連結ケーブル１ｄによって互いに連結されている。すなわち、複数のセンサユニット１ａ及び回路部１ｂは、相対的に変位可能に互いに連結された状態で分割配置されている。

仮に、複数のセンサユニット１ａ及び回路部１ｂを１つのケーシング内に格納しようとすると、ケーシングが大きくなってしまい、小径かつ曲率が大きい管路内にセンサプローブ１を通すことができなくなってしまう。これに対して、図２に示すように、複数のセンサユニット１ａ及び回路部１ｂを相対的に変位可能に連結された状態で分割配置した場合、複数のセンサユニット１ａが設けられた場合でも良好な取り回しを実現でき、経路計測の適用範囲を広げることができる。特に、ケーシング１ｃの外形を球状とすることで、より良好な取り回しを実現でき、経路計測の適用範囲をさらに広げることができる。

なお、実施の形態では、センサプローブ１には、センサユニット１ａと回路部１ｂのみが設けられるように説明したが、例えば重り等の他の構成部材が含まれていてもよい。他の構成部材が含まれる場合でも、センサユニット１ａ、回路部１ｂ、及び他の構成部材は、相対的に変位可能に互いに連結された状態で分割配置されてよい。

１ センサプローブ
１ａ センサユニット
１ｂ 回路部
１ｃ ケーシング
１ｄ 連結ケーブル
２ 管路

Claims (3)

1. センサプローブ（１）が管路（２）に沿って進行される際の前記センサプローブ（１）のピッチ角θ、方位角ψ、及び速度に基づいて前記管路（２）の経路を計測する管路計測装置であって、
   前記センサプローブ（１）のピッチ角θ及び方位角ψを検出するためのセンサをそれぞれ含み、前記センサプローブ（１）に設けられた複数のセンサユニット（１ａ）を備え、
   前記センサプローブ（１）が前記管路（２）に沿って進行された際に、前記センサプローブ（１）のピッチ角θ及び方位角ψを検出するための信号を前記複数のセンサユニット（１ａ）がそれぞれ出力することを特徴とする管路計測装置。
2. 前記センサプローブ（１）には、回路部（１ｂ）がさらに設けられており、
   前記センサユニット（１ａ）及び前記回路部（１ｂ）は、ケーシング（１ｃ）にそれぞれ格納されるとともに、弾力性のある連結ケーブル（１ｄ）によって互いに連結されていることを特徴とする請求項１記載の管路計測装置。
3. 前記ケーシング（１ｃ）の外形は球状であることを特徴とする請求項２記載の管路計測装置。

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