テスラファインダーの開発
テスラファインダーは従来の磁性物体を検知する一般的方法を、根底から変えるものです。
従来型の大きな問題点    
◎磁気センサーに指向性が無い
◎磁気センサーの感度が低い
この問題をすべて解決!

指向性の高い磁気センサーを開発   
感度の高い磁気センサーと変換器の開発

このセンサーの開発に成功しテスラファインダーは完成しました。     
杭、埋設管、シールドマシン、不発弾など鉄製品の探査が立体的に出来ます。

 
 テスラファインダー正面  
  テスラファインダー背面
テスラファインダー
 特許名称:
三次元磁気探査器
特許番号:
第3101258号
価格:
¥7,000,000-

探査原理

センサー内部に水平の指向性のあるセンサーと、従来型の全方位型を垂直に配置したセンサーです。この磁気センサーを水平方向に回転することにより、3次元で探査することが可能となりました。
水平方向(X軸)の回転と垂直方向(Z軸)が磁性体が形成する磁場を捉え、深さ方向に移動することで、3次元で探査します。
テスラファインダーのセンサー部模式図

テスラファインダーのセンサー部模式図

X軸 磁気量検知模式図

X軸 磁気量検知模式図

3次元磁気センサーの回転と磁気量

三次元磁気センサーの回転と磁気量(X軸)

z軸 磁気量検知模式図

Z軸 磁気量検知模式図

テスラファインダーのセンサー部
 

テスラファインダーは三次元磁気センサーとセンサー回転用ステッピングモータと制御部から構成され、それがステンレスケースに内包されています。ケースは100気圧防水が施されています。
本体制御部によりガイド管の中を上下移動します。本体制御部は、ケーブルドラム、ドラム回転モータ、変換器等から構成されています。

センサー部
センサー部(カットモデル)

テスラファインダーの調査

テスラファインダーは次のような手順で調査します。
  1. ボーリング孔を掘削し、専用のアルミガイド管を挿入します。(アルミガイド管は再利用、ボーリング孔はφ60mm以上)
  2. アルミガイド管を基準方向(任意)に向け固定します。
  3. テスラファインダーを設置し、センサー部をガイド管の中に挿入します。
    (挿入時にセンサーのガイド部とガイド管のガイドレールに合わせます。)
  4. テスラファインダーとPCを起動します。
  5. PCの「テスラファインダー解析プログラム」を起動します。
  6. 解析プログラムで調査内容(件名、日時、ボーリング深さ、ボーリング傾斜角等)を入力します。
  7. 解析プログラムで調査法を選択します。(詳細調査=X方向回転、簡易調査=Z方向)
  8. 調査範囲を入力します。(調査深さ範囲、水平調査角度範囲、回転角度ピッチ=最小5度、等)
  9. 「スタート」
テスラファインダー設置図

テスラファインダー設置図   

調査時間

     センサーの回転角度=5度(最小)
     センサー回転範囲=0〜180度(最大)
     上下移動間隔=20cm間隔(最小10cm)
     探査深さ=30mの場合(最大50m)

以上の条件の場合、約3時間でデータが収集できます。
通常は「簡易調査」により対象磁性物体のおおよその位置(深さ)を検知し、調査深さを設定します。またセンサー回転範囲も対象のおおよその位置が判明している場合は、角度設定をします。

解析時間

標準解析の場合は、瞬時に出力されます。地中埋設物が複雑な場合、1時間程度必要です。また、予めCAD図面(DXF)を入力するとさらに早くなります。

アルミガイド管

従来の磁気探査器
従来の磁気探査器は、水平方向360度のどこかに磁性物体があるという探査結果でした。
下図参照

従来の磁気探査模式図

地中に掘削したボーリング穴から、磁気センサーケース(磁気センサーA,B)を挿入し、磁性物体Xを検知する場合、「A.磁気センサー」と「B.磁気センサー」の2ヶの磁気センサーで感知した磁性量の差を増幅して、磁性物体Xの存在を確認します。深さを変え、随時このような探査をします。磁気センサーA,Bは360度周囲の検知範囲を持つため、磁性体の反応方向が判明しませんでした。このような探査による問題点と原因は以下のような事項になります。
  1. ボーリング孔のどの方向に磁性物体が存在するか判らない。磁性体Xと磁性体Yのどちらに磁性体が存在しても同じ結果となる。
    原因:磁気センサーに指向性がない。
  2. 磁性体が複数存在してもその個数が判明しない。磁性体XYが存在する場合、結果は大きな磁性体が存在するという事になる。
    原因:磁気センサーに指向性がない。
  3. 磁性物体の形状(ボリューム)により深さの位置に誤差がでる。
    原因:磁気センサーの感度が悪く、磁気センサーA,Bの引算増幅を行うため
       平均的な数値がでる。
  4. 計測が自動化できない。
    原因:磁気センサーの位置を計測器が検知できない。
従来の磁気探査器の起源

従来の磁気探査器は、海中の沈没船、海底ケーブル、不発弾、その他鉄を探査する目的で作られた探査機器です。海中で探査する場合、磁性物体は海底にあることは明白であるため360度の磁気反応で良いのです。また、探査対象物が大型であるため、感度が低いことも大きな問題とはなりません。従来の磁気探査器は、探査船で曳航し磁性物体を探すものです。
下図参照

従来の磁気探査器の使用目的

従来の磁気探査器はこのような使用目的で作られたものを、地中探査に転用しているのです。これでは探査結果が満足のいくものは得られません。

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