JP2002122590A - コンクリート内部診断用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁波を用いたコンクリート構造物の内部診
断に用いる装置の電源の問題を解決し、測定結果の即時
処理を可能にすること。 【解決手段】 可搬型の筐体３１に測定データを解析、
解釈処理するためのコンピュータユニット３２を組み込
むと共に、商用電源から電力の供給を受けて所要の直流
電力供給を行うための第１電源ユニット５１、外部発電
機から電力の供給を受けて所要の直流電力供給を行うた
めの第２電源ユニット５２、及び電池パック、又は充電
式バッテリ５３をカセット式に装着できるようにし、ど
のような状況下においてもコンピュータユニット３２に
直流電力の供給が行われるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波や弾性波を
用いて各種コンクリート構造物の内部を調査するために
用いられるコンクリート内部診断用装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート構造物の側壁内やト
ンネルの天端調査など各種コンクリート構造物の内部の
状態を調査するため電磁波が利用されており、コンクリ
ート内部鉄筋・鋼材探知用レーダシステム、厚さ最大１
ｍ程度のコンクリート内部調査を行うためのレーダシス
テム、及び地盤調査のための地中レーダシステム等が公
知である。これらのレーダシステムは、一般にアンテナ
の重量がかなりのものとなり、調査作業には１〜２人の
補助作業員を必要としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のレ
ーダシステムは重量のみならず消費電力も大きいものと
なり、コンクリート構造物の側壁やトンネルの天端調査
などの調査の場合において商用電源がない場所では、使
用できない場合も生じる。したがってこの種のレーダシ
ステムを実際に使用しようとすると電源をいかに確保す
るかが問題となる。

【０００４】商用電源を使用することができない場合に
はバッテリーの使用が考えられるが、１つのバッテリー
パックでは約１〜２時間程度しか使用できず、バッテリ
ーパックを多数用意しておかなければならないことにな
る。この電源に対する制約のため、測定精度の高いレー
ダシステムの使用が不可能となったり、またはその場で
測定データの解析を行うことができず、別の場所での解
析によりはじめて追加測定の必要性が明らかになるなど
して調査に多大の手間を必要とすることになるなどの不
具合が生じている。

【０００５】また、電磁波によるコンクリート内部調査
の場合、探査深度はコンクリート内部２０〜６０ｃｍ程
度であり、８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高解像技術が生か
しきれておらず、また、信号処理を含む解析を現場で行
うことが困難な状況である。このように、従来の電磁レ
ーダ装置には各種の制約があり、測定されたデータ処理
についても外部における解析が強いられている。また、
測定データを解釈しようとしても、ボーリングデータな
どによるキャリブレーション機能もなく、解析結果から
の解釈も専門家が行っており、一般の作業員では不可能
であって汎用的ではなく、さらに、解釈結果を得るに至
までに時間がかなりかかっている。

【０００６】一方、コンクリート内の亀裂や空洞などの
調査では、電磁波で診断できない場合があり、この場合
には、接触検査ではあるが、弾性波反射法を基にした打
音検査が有効である。したがって、このような場合には
別途打音検査のための装置を用意し、作業員がハンマー
でコンクリート面を叩き、その音色を人が判断して亀裂
や空洞の有無を判断している。したがって定量的な解析
がなく、測定結果に客観性がないという問題点を有して
いる。

【０００７】本発明の目的は、従来技術における上述の
問題点を解決することができるコンクリート内部診断用
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、重量、電源、
寸法、データ解析、データ解釈、動作時間の問題点を包
括的に解決するため、電磁波検査と打音検査、さらに、
ボーリング孔データを１つのコンピュータユニット上で
行えるようにして、高精度・高品質のコンクリート内部
診断システムを構築するようにしたものである。

【０００９】本発明によれば、コンクリート内部診断の
ため電磁波検査及び打音検査の測定データを解析、解釈
処理できるようにしたコンクリート内部診断用装置であ
って、可搬型の筐体に前記測定データを解析、解釈処理
するためのコンピュータユニットを組み込んで成り、商
用電源から電力の供給を受けて所要の直流電力供給を行
うための第１電源ユニット、外部発電機から電力の供給
を受けて所要の直流電力供給を行うための第２電源ユニ
ット、電池パック、又は充電式バッテリユニットのいず
れかによって前記コンピュータユニットに直流電力の供
給が行われるようになっていることを特徴とするコンク
リート内部診断用装置が提案される。

【００１０】ここで、第１及び第２電源ユニットは筐体
内に予め組み込んでおくことができる。第２電源ユニッ
トは、外部に設置される発電機からの出力を受け取っ
て、所要の直流出力を供給するものであり、種々の発電
機からの出力に適合するように構成するのが汎用性の点
から望ましい。なお、発電機又は電源車から所定の規格
に見合った商用電源と同等の出力が得られている場合に
は、第１電源ユニットを用いることができるのは勿論で
ある。

【００１１】電池パック及び充電式バッテリユニットは
同一の寸法形状のカセットに組み込み、筐体内にこのカ
セットをワンタッチで出し入れすることができるスロッ
ト又は開口を設けておき、必要に応じ、電池パック又は
充電式バッテリユニットのいずれかを該スロット又は開
口に差し込むことによりコンピュータユニットに必要な
電力を供給することができる構成とすることができる。
これにより、電池パック又は充電式バッテリユニットの
容量が少なくなった場合、予備のものに簡単且つ素早く
交換することができる。

【００１２】本発明によれば、前記コンピュータユニッ
トが、電磁波検査用の測定装置又は打音検査用の測定装
置から前記測定データを受け取り、前記測定データの解
析、解釈結果を表示装置上に表示するように構成するこ
ともできる。

【００１３】前記コンピュータユニットは、さらに、ボ
ーリング孔データをも受け取り、ボーリング結果を示す
データを前記表示装置上に表示するように構成すること
もできる。この構成によれば、解析結果やボーリングデ
ータとの比較を基に、埋設物や空洞やコンクリート厚な
どの解釈処理が行え、フロッピーディスクやＭＯ（光磁
気ディスク）を搭載して処理結果を保存することも可能
である。

【００１４】このように、コンクリート内部診断用装置
は、電磁波検査及び打音検査により得られた各測定デー
タを処理することができる構成であるから、電磁波測定
の場合はアンテナを交換して探査深度および解像度が調
整でき、また、打音検査の場合はハンマーの打撃力を調
整して、探査深度および解像度が調整できるので、簡易
にしかも高精度・高品質でコンクリート構造物内部の調
査を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明によるコンクリート内部診
断用装置の実施の形態の一例を示す構成図である。診断
用装置１は、電磁波及び打音を用いて各種コンクリート
構造物の内部を診断するための装置であり、電磁波を用
いてコンクリート構造物内部の様子を調べるための第１
測定装置２及び打音を用いてコンクリート構造物内部の
様子を調べるための第２測定装置４が用意されている。

【００１７】第１測定装置２は、コンクリート構造物に
対して電磁波を発射して行う電磁波検査による測定デー
タを得るのに使用される公知の構成のものである。

【００１８】本実施の形態では、第１測定装置２は、基
台２１に送信機２２、受信機２３及び送信アンテナ２
４、受信アンテナ２５を搭載し、送信機２２から出力さ
れる電磁波を送信アンテナ２４から被測定体に向けて発
射し、その反射電磁波を受信アンテナ２５を介して受信
機２３で受信し、これにより得られた電磁波検査による
第１測定データを出力する公知の構成となっている。測
定装置２において、２６は把手、２７はエンコーダで、
第１測定データはプラグ２８Ａ付きのケーブル２８を介
して外部に取り出すことができるようになっている。

【００１９】第２測定装置４は、診断の対象となるコン
クリート構造物に対して打音検査を行い、打音検査によ
る第２測定データを取り出すためのものであり、１つの
ケース４１内に起振ユニット４２と受振ユニット４３と
を組み込み、起振ユニット４２のハンマー４２Ａをばね
４２Ｂの力でコンクリート構造物に叩きつけ、これによ
り生じた振動を受振ユニット４３によって電気信号に変
換し、この電気信号を第２測定データとして取り出すよ
うに構成された公知の構成のものである。第２測定デー
タはプラグ４４Ａ付きのケーブル４４を介して外部に取
り出すことができるようになっている。第２測定装置４
として、例えば特開平１１−６４３０５号公報に開示さ
れている起振・受振装置を使用することができる。

【００２０】符号３で示されるのは、上述の如くして得
られた第１及び第２測定データを処理し、その診断結果
を表示するための装置本体である。装置本体３は、可搬
型の筐体３１に第１又は第２測定装置２又は４からケー
ブル２８又は４４を介して送られてくる測定データを受
け入れて処理するための公知の構成のコンピュータユニ
ット３２を組み込んで成っている。コンピュータユニッ
ト３２は、筐体３１内に取り付けられているマザーボー
ド（図示せず）、コンピュータユニット３２の上面に取
り付けられているデータ入力用のキーボード３２Ａ、各
種データ処理操作を行うための操作盤３２Ｂ、液晶表示
装置３２Ｃ、筐体３１の側面に取り付けられているＭＯ
ユニット３２Ｄ及びＦＤユニット３２Ｅを備えて成って
いる。操作盤３２Ｂにはジャック３２Ｇが設けられてお
り、ケーブル２８、４４の各先端に設けられているプラ
グ２８Ａ又は４４Ａをジャック３２Ｇに差し込むことに
より、第１測定装置２又は第２測定装置４のいずれかを
コンピュータユニット３２に接続することができる。こ
こで、符号３２Ｆで示されるのはマウスである。

【００２１】筐体３１内には、さらに、コンピュータユ
ニット３２に所要の直流電力を供給するための電源部５
が設けられている。電源部５は、商用電源から電力の供
給を受けて所要の直流電力供給を行うための第１電源ユ
ニット５１と、図示しない外部発電機から電力の供給を
受けて所要の直流電力供給を行うための第２電源ユニッ
ト５２とを備えている。第１電源ユニット５１及び第２
電源ユニット５２はいずれも筐体３１内の所定のスペー
ス内に固定されており、第１電源ユニット５１の端子５
１Ａに筐体３１に対応して設けられた開口（図示せず）
から電源コードの端子を差し込んで商用の１００Ｖの交
流電圧を供給することができる。一方、第２電源ユニッ
ト５２の場合も同様に、その端子５２Ａに発電機（図示
せず）からの出力コードの端子を差し込んで発電機から
の発電出力を第２電源ユニット５２に供給することがで
きる。なお、発電機からの出力が交流１００Ｖの場合に
は、発電機の出力コードの端子を端子５１Ａに差し込ん
で発電機から第１電源ユニット５１へ交流電力の供給を
行うこともできるのは勿論である。

【００２２】第１電源ユニット５１及び第２電源ユニッ
ト５２は、このようにして供給された交流電圧入力を整
流、平滑して所要の直流電力を出力し、コンピュータユ
ニット３２に供給するようになっている。なお、第２電
源ユニット５２は各種の発電機の出力に対応可能となっ
ているので、入力された供給電力に応じて適宜に対応
し、所要の直流電力を出力することができる。

【００２３】電源部５は、さらに、所要電源や発電機の
ない場所でもコンピュータユニット３２を動作させるこ
とができるようにするため、電池パック又は充電式バッ
テリユニットを含んで構成されるようになっており、筐
体３１にはそのためのスペースが設けられている。すな
わち、筐体３１の側面３１ａに電池パック又は充電式バ
ッテリユニットをカートリッジ式に装着するためのスリ
ット３１ｂを設け、所定の寸法形状のカセットとして構
成される電池パック又は充電式バッテリユニットをこの
スリット３１ｂから着脱できる構成となっている。

【００２４】図１では、充電式バッテリ５３がセットさ
れており、カセット式の充電式バッテリ５３の図示しな
い電極端子がコネクタ５４の図示しないコネクタ端子に
挿入されて両者が電気的に接続され、これにより充電式
バッテリ５３からコンピュータユニット３２に所要の電
力を供給することができる。充電式バッテリ５３の容量
が少なくなり交換時期がきたならば、充電式バッテリ５
３をスリット３１ｂから取り外し、予備の充電式バッテ
リ又は電池パックをセットし、引き続きコンピュータユ
ニット３２を使用することができる。

【００２５】診断用装置１は、以上説明したように、コ
ンピュータユニット３２を動作させるための電源部５
が、商用交流電流、外部の発電機、電池パック、充電式
バッテリの４つのうちから任意のものを選んで使用する
ことができるように構成されているので、如何なる状況
の下でもコンピュータユニット３２を動作させることが
できる。したがって、測定データを現場ですぐに解析し
て結果を出すことができるので、必要に応じて測定デー
タの取り直しを行うことも容易に可能であり、各種のコ
ンクリート構造物の内部調査の効率改善を期待すること
ができる。

【００２６】次に、コンピュータユニット３２における
各種の制御及び処理動作について説明する。コンピュー
タユニット３２は、第１測定装置２を用いての電磁波検
査のための各種制御機能を遂行するようにプログラムさ
れている。すなわち、電磁波の送信・受信、同期信号、
基台２１に設けられているエンコーダ２７からの距離信
号を制御し、ＧＰＩＢ形式などでコンピュータユニット
３２からのデータ収録を可能とする。一方、第２測定装
置４を用いての打音検査では、コンピュータユニット３
２からの信号により第２測定装置４内の起振ユニット４
２のハンマー４２Ａの打撃調整が可能となっている。

【００２７】測定データの収集の際に、ハード的な切り
替えは、測定の種類は操作盤の切り替えスイッチで選択
する構成とすることもできるが、本実施の形態では、プ
ラグ２８Ａ又はプラグ４４Ａのいずれかをジャック３２
Ｇに差し込むことで切り替える構成となっている。これ
に対し、データ収集のソフト切り替えはコンピュータユ
ニット３２内のデータ収集処理ルーチンで自動的に又は
手動で処理される。

【００２８】図２には、上述した診断用装置１における
データの流れが図解して示されている。第１測定器２か
らの第１測定データ（電磁レーダ信号）として、データ
信号、同期信号、距離信号が与えられるが、データは最
長４００ｎｓｅｃのデータが４０ｍｓｅｃに拡張される
ので、Ａ／Ｄサンプリングは５０ｋＨｚで可能である。
一方、第２測定器４からの第２測定データ（弾性波信
号）として、振動データ信号、トリガー信号が与えられ
るが、データは最高でも２０ｋＨｚ程度までのデータな
ので、Ａ／Ｄサンプリングは１００ｋＨｚで可能であ
る。

【００２９】既述のように、これらの信号はジャック３
２Ｇから入力され、５０ｋＨｚまで同時サンプリング可
能なＡ／Ｄ変換器６に入力され、ここでＡ／Ｄ変換が行
われ、得られたデジタル信号はＧＰＩＢインターフェー
ス６Ａを介してコンピュータユニット３２の制御の下に
コンピュータユニット３２に自動で入力される。

【００３０】コンピュータユニット３２内では、入力さ
れたデータの種類を取込ＩＤにより識別し、処理ソフト
ウェア３２Ｓにおいては識別結果に対応する処理が第１
及び第２測定データに対してなされることになる。

【００３１】次に、図３を参照して診断用装置１を用い
てコンクリート構造物の内部を診断するための調査作業
の流れについて説明する。

【００３２】ステップ７１の測定準備において、まず、
マーキングなど測定場所の位置を決める。測定準備が完
了したならば、ステップ７２に入り、ここでコンピュー
タユニット３２の電源をＯＮとすることにより測定を開
始する。先ず、初期設定を行う。ここでは、測定する場
所、サイズ、測線長等の測定初期データの入力と、電磁
波の速度、フィルタをかけるためのＢＰＦのパラメー
タ、サンプリングレート等の処理初期データの入力、及
びボーリングデータの入力が実行される（ステップ７２
Ａ）。

【００３３】上記初期設定が終了したならば、ステップ
７２Ｂで測線を入力してからステップ７２Ｃに入り、こ
こで第１測定器２又は第２測定器４のうちいずれかをコ
ンピュータユニット３２に接続して測定器の切替えを行
う。

【００３４】そして、ステップ７２Ｄに入り、コンピュ
ータユニット３２側で測定開始操作を行ってから測定器
側で測定開始操作を行う。測定が終了したならば先ず測
定器側で測定終了操作を行い、しかる後、コンピュータ
ユニット３２側で測定終了操作を行う。この測定は測線
ごとに番号順に行う。

【００３５】そして、ステップ７３のコンピュータ処理
に入り、コンピュータユニット３２で測線を入力し（ス
テップ７３Ａ）、手動処理／初期解析・パラメータ調整
処理を行い（ステップ７３Ｂ）、自動処理／手動処理ス
テップ７３Ｃ、２次元・３次元／表示・解釈ステップ７
３Ｄが順次実行され、測定が終了する。このようにし
て、第１或いは第２測定データのいずれかがコンピュー
タユニット３２内に取り込まれる。

【００３６】図４には、上述の如くして得られた第１又
は第２測定データの処理を説明するための信号処理フロ
ーが示されている。なお、コンピュータユニット３２内
での信号処理は、基本的には検査方法によらず共通であ
る。

【００３７】先ず、ステップ８１で、電磁波検査の場合
のみ、前信号処理除去（ＳＴＣ処理）が実行され、次の
ステップ８２で幾何拡散補正処理（ＴＡＲ処理）が実行
される。以後、ステップ８３〜８６で、データ零セット
処理（ミュート処理）、周波数成分処理（フィルタ処
理）、波形変更処理（デコンボリューション）、イメー
ジング処理（マイグレーション）の処理が、ランダムの
順で、同じ処理も何回か、また、設定によって処理順を
定義してバッチ処理ができる。最後に、ステップ８７に
おいて処理結果が表示される。この表示は、カラー又は
モノクロのいずれかで表示でき、しきい値の設定が可能
である。さらに、波形の表示もでき、２次元又は３次元
表示も可能となっている。

【００３８】上述した信号処理は随時可能である（ＬＯ
ＯＰ／ＣＡＬＬ ＢＡＣＫ）。また、処理の順番がプロ
グラムでき、設定する処理リストには同じ処理が何度も
使用可能であって一括処理（バッチ処理）も可能であ
る。結果の表示、解釈などを行い、必要な場合は、フロ
ッピーディスクやＭＯ（光磁気ディスク）に、解析デー
タ、信号処理表示画面、解析表示画面や解釈表示画面を
ＪＰＥＧファイルに保存することができる。

【００３９】処理結果の表示方法として、２次元・３次
元が選択でき、電磁波検査および打音検査の結果を同一
画面上に、または、どちらかの表示、さらに、ボーリン
グデータの同時表示も可能である。これにより、より正
確で、より高精度のコンクリート内部診断が可能とな
る。

【００４０】図５には、液晶表示装置３２Ｃに示される
解析信号の表示例が示されている。

【００４１】このように、診断用装置１は、電磁波検査
及び打音検査により得られた各測定データを処理するこ
とができる構成であるから、電磁波測定の場合はアンテ
ナを交換して探査深度および解像度が調整でき、また、
打音検査の場合はハンマーの打撃力を調整して、探査深
度および解像度が調整できるので、簡易にしかも高精度
・高品質でコンクリート構造物内部の調査を行うことが
できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、商用交流電流、外部の
発電機、電池パック、充電式バッテリのいずれかによっ
てコンピュータユニットに直流電力の供給を行えるよう
にしたので、如何なる状況の下でもコンピュータユニッ
トを動作させることができると共に、測定データを現場
ですぐに解析して結果を出すことができるため、必要に
応じて測定データの取り直しを行うことも容易に可能で
あり、各種のコンクリート構造物の内部調査の効率改善
を期待することができる。

【００４３】また、コンピュータユニットが、電磁波検
査用の測定装置又は打音検査用の測定装置から測定デー
タを受け取り、前記測定データの解析、解釈結果を表示
装置上に表示するようにしたので、一般の作業員でもコ
ンクリート内部の診断が可能となるので汎用的であり、
さらに、解釈結果を短時間で得ることができるため、簡
易にしかも高精度・高品質なコンクリート構造物内部の
調査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンクリート内部診断用装置の実
施の形態の一例を示す概略構成図。

【図２】図１に示す診断用装置におけるデータの流れを
説明するための図。

【図３】診断用装置を用いてコンクリート構造物の内部
を診断するための調査作業の流れを説明するためのフロ
ー図。

【図４】コンピュータユニットを用いて第１又は第２測
定データを処理するための信号処理を説明するためのフ
ロー図。

【図５】液晶表示装置に表示される解析信号の表示例を
示す図。

【符号の説明】

１ 診断用装置 ２ 第１測定装置 ３ 装置本体 ４ 第２測定装置 ５ 電源部 ６ Ａ／Ｄ変換ユニット ２８ ケーブル ２８Ａ プラグ ３１ 筐体 ３１ｂ スリット ３２ コンピュータユニット ３２Ａ キーボード ３２Ｂ 操作盤 ３２Ｃ 液晶表示装置 ３２Ｄ ＭＯユニット ３２Ｅ ＦＤユニット ３２Ｆ マウス ３２Ｇ ジャック ４１ ケース ４２ 起振ユニット ４３ 受振ユニット ４４ ケーブル ４４Ａ プラグ ５１ 第１電源ユニット ５２ 第２電源ユニット ５３ 充電式バッテリ ５４ コネクタ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート内部診断のため電磁波検査
   及び打音検査の測定データを解析、解釈処理できるよう
   にしたコンクリート内部診断用装置であって、 可搬型の筐体に前記測定データを解析、解釈処理するた
   めのコンピュータユニットを組み込んで成り、商用電源
   から電力の供給を受けて所要の直流電力供給を行うため
   の第１電源ユニット、外部発電機から電力の供給を受け
   て所要の直流電力供給を行うための第２電源ユニット、
   電池パック、又は充電式バッテリユニットのいずれかに
   よって前記コンピュータユニットに直流電力の供給が行
   われるようになっていることを特徴とするコンクリート
   内部診断用装置。
2. 【請求項２】 前記電池パック及び充電式バッテリユニ
   ットを同一の寸法形状のカセットに組み込み、前記筐体
   内に該カセットをワンタッチで出し入れすることができ
   るスロット又は開口を設けておき、必要に応じ、電池パ
   ック又は充電式バッテリユニットのいずれかを該スロッ
   ト又は開口に差し込むことによりコンピュータユニット
   に必要な電力を供給することができるようにした請求項
   １記載のコンクリート内部診断用装置。
3. 【請求項３】 前記コンピュータユニットが、電磁波検
   査用の測定装置又は打音検査用の測定装置から前記測定
   データを受け取り、前記測定データの解析、解釈結果を
   表示装置上に表示するように構成されている請求項１記
   載のコンクリート内部診断用装置。
4. 【請求項４】 前記コンピュータユニットが、さらに、
   ボーリング孔データを受け取り、ボーリング結果を示す
   データを前記表示装置上に表示するように構成されてい
   る請求項１記載のコンクリート内部診断用装置。
5. 【請求項５】 前記筐体に、前記コンピュータユニット
   での処理結果を保存するためのフロッピーディスク及び
   又は光磁気ディスクが搭載されている請求項１記載のコ
   ンクリート内部診断用装置。
6. 【請求項６】 電磁波測定の場合に、アンテナを交換し
   て探査深度および解像度を調整するようにした請求項１
   記載のコンクリート内部診断用装置。
7. 【請求項７】 打音検査の場合はハンマーの打撃力を調
   整して、探査深度および解像度を調整するようにした請
   求項１記載のコンクリート内部診断用装置。