JP2003083942A - 弾性波入力装置及び該弾性波入力装置を用いたコンクリート構造物中の欠陥探査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域の周波数を含み、且つ大きいエネルギ
ーの弾性波を安定してコンクリート構造物に対して入力
し得る弾性波入力装置を提供すること。 【解決手段】 飛翔体６をノズル４より圧縮空気を利用
して飛ばす構造の弾性波入力装置とすると共に、該弾性
波入力装置に、上記ノズル４の先端と弾性波を入力する
コンクリート構造物Ａの表面との間を一定の距離Ｘと
し、且つ上記ノズル４の軸芯が弾性波を入力するコンク
リート構造物Ａの表面に対して一定の角度Ｙと成るよう
に設置できる治具５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性波入力装置に
関し、特に、コンクリート構造物の内部欠陥を、インパ
クトエコー法により非破壊的に検査する際に用いる弾性
波入力装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ポストテンション工法によるＰ
Ｃ構造物においては、予め孔を開けた状態で固化させた
コンクリート構造物の該孔に、鋼線や鋼棒等の補強材を
挿通して該補強材にテンションを掛けた後、前記孔内に
グラウトを充填させて固化させることにより、構造物全
体に圧縮力を付与して強度の向上を図っている。

【０００３】ところが、グラウトを補強材周りに充分に
充填させることは困難な作業であり、不測にグラウトの
充填が不十分な場合が生じる。このような場合には、Ｐ
Ｃ構造物における設計当初の強度が得られず、また補強
材の腐食防止の観点からも不都合が生じるため、施工後
の構造物におけるグラウトの充填状況を非破壊的に検査
する必要性が生じる。

【０００４】かかるコンクリート構造物中に存在する空
洞などの欠陥を非破壊的に検査する方法としては、従来
よりインパクトエコー法が注目されている。このインパ
クトエコー法とは、コンクリート構造物に弾性波を入力
し、その応答波形から内部の空洞の有無などを検査する
方法であり、例えばＰＣ構造物においてグラウト充填不
良などによる空洞が存在した場合、該ＰＣ構造物に弾性
波を入力すると、該弾性波中の特定の周波数の振動はＰ
Ｃ構造物内のコンクリートと空洞との境界面において反
射し、応答波形をスペクトル解析して得られる周波数と
振幅との関係を示すスペクトルにおいて、この反射した
特定周波数の振動がピークとなって現れることに着目し
た検査方法である。

【０００５】ここで、上記インパクトエコー法における
コンクリート構造物への弾性波の入力手法としては、従
来、インパクトハンマー法、及び鋼球落下法の２つの手
法が知られている。インパクトハンマー法とは、インパ
クトハンマーを用いて人の力によってコンクリート構造
物の表面を打撃し、衝撃を与えて弾性波を入力する方法
である。一方、鋼球落下法は、コンクリート構造物の表
面上に、鋼球を一定の高さから自由落下させて弾性波を
入力する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先ず上
述したインパクトハンマー法においては、人の力によっ
てインパクトハンマーをコンクリート構造物の表面に打
ち付ける手作業であるため、作業者によって打ち付ける
力はどうしてもバラツキ、一定の弾性波をコンクリート
構造物に入力することが困難な手法であった。また、入
力できる弾性波の上限周波数も１０ｋＨｚ程度と低く、
内部欠陥の影響を示すピーク周波数をカバーした弾性波
を入力し得ない場合も存在した。

【０００７】また、上述した鋼球落下法においては、鋼
球を自由落下されるものであるため、水平面のコンクリ
ート構造物に対してしか使用できず、またその上方に鋼
球を落下させるための一定の作業スペースも必要となる
ことから、この手法によって弾性波を入力できるコンク
リート構造物はかなり限られてしまうと言う課題があっ
た。また、この手法により入力できる弾性波の上限周波
数は、落下させる鋼球の径を小さくすることにより高く
することは可能であるが、鋼球の径を小さくすると入力
できる弾性波のエネルギーが小さくなり、欠陥の検出が
明瞭にできないと言う課題があった。

【０００８】本発明は、上述した従来の弾性波の入力手
法が有する種々の課題に鑑み成されたものであって、そ
の目的は、広帯域の周波数を含み、且つ大きいエネルギ
ーの弾性波を安定してコンクリート構造物の種々の面に
対して入力し得る弾性波入力装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するため、飛翔体をノズルより圧縮空気を利用し
て飛ばす構造の弾性波入力装置とすると共に、該弾性波
入力装置に、上記ノズルの先端と弾性波を入力するコン
クリート構造物表面との間を一定の距離とし、且つ上記
ノズルの軸芯が弾性波を入力するコンクリート構造物表
面に対して一定の角度と成るように設置できる治具を設
けた。

【００１０】上記した本発明にかかる弾性波入力装置に
よれば、飛翔体のコンクリート構造物表面への入射が安
定し、インパクトハンマー法の如く人手にてハンマーを
打ち付けるのとは異なり、コンクリート構造物に対して
安定した弾性波の入力が可能となると共に、自由落下を
利用した鋼球落下法とは異なり、種々の角度のコンクリ
ート構造物表面に対して弾性波を容易に入力することが
可能となる。

【００１１】また、上記した本発明にかかる弾性波入力
装置によれば、圧縮空気の圧力を調整することにより飛
翔体の飛び出し速度を調整することができ、飛翔体の材
質や形状、更には発射速度を変えることにより、入力で
きる弾性波の周波数帯域、及びエネルギーを調整し、広
帯域の周波数を含み、且つ大きいエネルギーの弾性波の
入力も可能となる。

【００１２】ここで、上記本発明において、上記治具
を、ノズルの先端が弾性波を入力するコンクリート構造
物表面に対して上記飛翔体の長さの２倍以内の一定の距
離と成るように設置できるものとすること、また、上記
治具を、ノズルの軸芯が弾性波を入力するコンクリート
構造物表面に対して垂直と成るように設置できるものと
すること、更には、上記治具を、ノズルの外周部に固定
され、弾性波を入力するコンクリート構造物表面に緩衝
材を介して当接する２本以上の脚部を有するものとする
ことは、いずれも安定した弾性波をコンクリート構造物
に入力する上で好ましい態様である。

【００１３】また、上記本発明において、上記治具のい
ずれかの部位に、弾性波を入力した際のコンクリート構
造物からの応答波形を収録する非接触式のセンサ、例え
ばレーザー変位計を取付けること、或いは上記コンクリ
ート構造物表面に当接する治具の緩衝材に、弾性波を入
力した際のコンクリート構造物からの応答波形を収録す
る接触式のセンサ、例えば加速度計を埋め込むことは、
弾性波入力装置のコンクリート構造物表面への設置と共
にセンサの設置ができ、効率的な計測を実現できるため
に好ましく、また、この治具に取付けるセンサを間隔を
開けて２個以上、例えばコンクリート構造物表面に当接
する上記緩衝材の各々に加速度計を埋め込むことは、コ
ンクリート構造物からの応答波形を異なる複数の位置で
収録することができ、この収録された異なる複数の位置
における応答波形を解析し、その結果を重ね合わせる等
の手段により、空洞などの欠陥位置の探査精度を向上で
きるために好ましい。

【００１４】更に、上記本発明において、上記ノズルの
先端部付近に、飛翔体の飛び出し速度を計測するセン
サ、例えばホトセンサを取付けることは、現場において
安定的に弾性波が入射されていることを把握することが
可能となると共に、飛翔体による弾性波の入射エネルギ
ーが計算でき、コンクリート構造物からの弾性波の反射
エネルギーをこの入射エネルギーと比較する等の手段に
より反射エネルギーを定量的に評価することが可能とな
り、コンクリート構造物の欠陥の有無をこの反射エネル
ギーの大小等からも判定することができるようになるた
めに好ましい。

【００１５】また、飛翔体を飛ばす上記ノズルに、装填
した飛翔体が自重によって落下するのを阻止する飛翔体
落下防止手段、例えば飛翔体の外周面を軽く係止するノ
ズル内周面に設けたオーリング、或いは飛翔体の後部室
を減圧状態とする減圧調整弁を設けることは、飛翔体を
下方に向けても発射できる弾性波入力装置を提供できる
こととなるために好ましい。

【００１６】更にまた、上記本発明において、上記飛翔
体を、アルミニウム、或いはチタン製とすること、ま
た、上記飛翔体を円柱状とすると共に、その直径対長さ
の比を、１：１．５〜１：４とすること、更には、上記
円柱状の飛翔体の先端を、９５度〜１７５度の円錐形と
することは、いずれも広帯域の周波数を含み、且つ大き
いエネルギーの弾性波を安定して入力する上で好ましい
態様である。

【００１７】また、上記した本発明にかかる弾性波入力
装置を用いてコンクリート構造物表面から弾性波を入力
し、その時のコンクリート構造物からの応答波形からコ
ンクリート構造物中の欠陥の有無を検査することとする
と、広帯域の周波数を含み、且つ大きいエネルギーの弾
性波を安定してコンクリート構造物に入力できるため、
コンクリート構造物中の欠陥の有無を明瞭に判断するこ
とが可能となり、また、上記した本発明にかかる弾性波
入力装置を用いてコンクリート構造物表面から弾性波を
入力し、その時のコンクリート構造物からの応答波形を
間隔を開けて設置した２個以上のセンサで収録し、この
収録した応答波形を解析することによりコンクリート構
造物中の欠陥の有無を判断することとすると、空洞など
の欠陥位置の探査精度をより向上できるために好まし
い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、上記した本発明にかかる弾
性波入力装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説
明する。

【００１９】図１は本発明にかかる弾性波入力装置の全
体を概念的に示した側面図であり、同図において１はコ
ンプレッサ、２は空気圧調整器、３は発射バルブ及びグ
リップである。４はノズル、５は前記ノズル先端に設け
られた治具、６はノズルより飛び出した状態を示した飛
翔体である。７は前記コンプレッサと空気圧調整器との
間、及び前記空気圧調整器と発射バルブとの間を各々接
続するホースである。

【００２０】上記コンプレッサ１、空気圧調整器２、発
射バルブ及びグリップ３は、各々公知のものを使用でき
る。

【００２１】また、上記ノズル４は、少なくとも内周面
が研磨加工された直管状の筒体で、その内径は、上記飛
翔体６の直径より若干（例えば１ｍｍ程度）大きく設計
され、長さは、携帯性、作業性更には飛翔体の直進性な
どの観点から、その加速度距離が１５〜４０ｃｍ程度に
設計されている。

【００２２】上記治具５は、図２（ａ）、（ｂ）に詳述
したように、上記ノズル４の外周部に緩衝材８を介して
取付け固定された基部９と、該基部９から延設された２
本の脚部１０、１０と、該脚部１０の各々の先端に装着
された緩衝材１１、１１とから構成され、該治具５の脚
部１０を、弾性波を入力するコンクリート構造物Ａの表
面に上記緩衝材１１を介して当接することにより、上記
ノズル４の先端と弾性波を入力するコンクリート構造物
Ａの表面との間を、上記飛翔体６の長さの２倍以内の一
定の距離Ｘとし、且つ上記ノズル４の軸芯が弾性波を入
力するコンクリート構造物Ａの表面に対し、垂直Ｙと成
るように設置できるように設計されている。

【００２３】ここで、上記治具５によって、ノズル４の
先端と弾性波を入力するコンクリート構造物Ａの表面と
の間を、上記飛翔体６の長さの２倍以内の一定の距離Ｘ
と成るようにしたのは、飛翔体６の長さの２倍を越える
距離を離すと、飛翔体６がノズル先端より飛び出した後
に重力の影響を大きく受け、安定的な弾性波の入力が困
難となるためである。

【００２４】また、上記治具５によって、ノズル４の軸
芯が弾性波を入力するコンクリート構造物Ａの表面に対
して、垂直Ｙと成るようにしたのは、大きいエネルギー
の弾性波を安定して入力するには、コンクリート構造物
Ａの表面に対して飛翔体６を垂直に入射させることが望
ましいためである。

【００２５】なお、上記ノズル４の先端と弾性波を入力
するコンクリート構造物Ａの表面との間を、上記治具５
によって飛翔体６の長さに満たない一定の距離Ｘと成る
ようにした場合には、飛翔体６がコンクリート構造物表
面に衝突した後にノズル４内において容易に跳ね返るよ
う、ノズル４内の圧縮空気を抜く空気抜き穴（図示せ
ず）をノズル先端部の適当な位置に設けることが好まし
い。また、ノズル４の先端と弾性波を入力するコンクリ
ート構造物Ａの表面との間をゼロ、即ちノズル４の先端
がコンクリート構造物Ａの表面に当接する状態に上記治
具５によって設置する場合には、ノズル４の先端に緩衝
材（図示せず）を装着し、該緩衝材を介してノズル４の
先端がコンクリート構造物Ａの表面に当接するようにす
る。

【００２６】上記治具５のコンクリート構造物Ａの表面
に当接する緩衝材１１には、図２（ａ）、（ｂ）に示し
たように、弾性波を入力した際のコンクリート構造物Ａ
からの応答波形を収録するセンサ１２が各々埋め込まれ
ている。このセンサ１２は、弾性波を電気信号に変換す
る公知の加速度計１２ａであり、該加速度計１２ａに
は、微弱な電気信号を増幅する増幅器、アナログ信号を
デジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器、そして波形をデ
ジタル信号として記録する波形記録装置（いずれも図示
せず）が接続されている。

【００２７】上記センサ１２ａは、でき得る限り縦波を
収録するよう、弾性波が入力される位置に近接した位置
に設置することが望ましいことから、図２（ｂ）に示し
たノズル４とセンサ１２ａとの間の距離Ｚが、１２０ｍ
ｍ以内となるように上記治具５の脚部１０の広がりが設
計されている。

【００２８】なお、上記した治具５に装着された緩衝材
８及び１１、及び上記ノズル４の先端に装着する緩衝材
は、飛翔体６の入射による弾性波以外の振動をコンクリ
ート構造物Ａに伝達するのを防止するものであれば良
く、例えばシリコンゴム、クロロプレンゴムなどの各種
合成ゴムを使用することができる。また、上記治具５
は、ステンレス、アルミニウム、硬質合成樹脂などを使
用して、堅牢に形成されていれば良い。更に、上記実施
の形態においては、弾性波を入力した際のコンクリート
構造物Ａからの応答波形を収録するセンサ１２として、
接触式の加速度計１２ａを治具５に装着された緩衝材１
１に埋め込むこととしたが、非接触式のセンサ１２であ
るレーザー変位計１２ｂを、図３（ａ）、（ｂ）に示し
たように、治具５の基部９に取付けたものとしても良
い。

【００２９】更に、図４に示したように、ノズル４の先
端部付近、例えばノズル４の先端から飛翔体６の長さの
２倍以内の距離の間に飛翔体６の通過を検知するホトセ
ンサ１３を所定の間隔を開けて２個設置し、該両ホトセ
ンサ１３間の飛翔体６の通過時間から飛翔体６の飛び出
し速度を計測できる構成をも付加すると、安定的に弾性
波が入射されていることを使用者が容易に把握すること
が可能となると共に、飛翔体６による弾性波の入射エネ
ルギーが１／２・ｍ・ｖ^２により計算でき、コンクリー
ト構造物からの弾性波の反射エネルギーをこの入射エネ
ルギーと比較する等の手段により反射エネルギーを定量
的に評価することが可能となり、例えば、入射エネルギ
ーと反射エネルギーとの比からコンクリート構造物の欠
陥の有無を評価することも可能となるため、コンクリー
ト構造物の欠陥の有無をより精度良く判定するができ
る。

【００３０】この際、上記各々のホトセンサ１３による
飛翔体６の通過時期の判断は、飛翔体６の後端部が通過
する時点を基準とすることが、後述するように飛翔体６
が先端部が尖った円柱状のものを使用する場合にも安定
的に飛翔体６の飛び出し速度を計測できるものとなるた
めに好ましい。また、図４に示したように、ホトセンサ
１３の取付け位置の直前に位置するノズル４の壁面に、
複数の空気抜き穴１４を形成することは、飛翔体６のそ
の後の圧縮空気による加速が行われず、ホトセンサ１３
の設置位置で計測された速度で飛翔体６がノズル４より
飛び出すこととなるために好ましい。なお、使用するホ
トセンサ１３は、受・発光素子を各々ノズル４の対向す
る位置に設置し、両素子の間を飛翔体６が通過すること
によって起こる光量の変化を検出するホトインタラプタ
でも、また受・発光素子をノズル４の一方向に併置し、
通過する飛翔体６からの反射光を検出する反射形ホトセ
ンサでも良い。

【００３１】更にまた、上記ノズル４に、装填した飛翔
体６が自重によって落下するのを阻止する飛翔体落下防
止手段１５、例えば図５（ａ）に示したように、飛翔体
６の外周面を軽く係止するノズル４の内周面に設けたオ
ーリング１５ａ、或いは図５（ｂ）に示したように、飛
翔体６の後部室１６をピストンを引くことにより減圧状
態とする減圧調整弁１５ｂを設けることは、飛翔体６を
下方に向けても発射できる弾性波入力装置となるために
好ましい。なお、ノズル４の内周面に設けたオーリング
１５ａによって飛翔体６の外周面を軽く係止する構造の
ものとした場合には、図５（ａ）に示したように、ノズ
ル４と発射バルブ及びグリップ３とをヒンジ１７を介し
てライフル銃の如く切り離せる構造とし、飛翔体６をノ
ズル４の後端開口よりオーリング１５ａ内に装填できる
構成とすることが、飛翔体６を傾くこと無く確実にオー
リング１５ａに係止できるために好ましい。また、飛翔
体６の後部室１６を減圧状態とする減圧調整弁１５ｂを
設け、飛翔体６を後方から吸引することにより落下を阻
止する構造とした場合には、図５（ｂ）に示したよう
に、ノズル４の後端部付近に飛翔体６に当接するオーリ
ング１８を設け、後部室１６の気密性を確保することが
好ましい。なお、この減圧状態となった後部室１６には
発射バルブ３の操作により圧縮空気が流入し、減圧状態
は瞬時に解消されて飛翔体６が発射する。

【００３２】また、上記飛翔体６は、高い周波数を含
み、且つ大きいエネルギーの弾性波をコンクリート構造
物に対して入力するためには、比重が小さく、且つ弾性
係数の高い材質のものを使用することが好ましいことか
ら、アルミニウム、或いはチタンにより製造されてい
る。

【００３３】また、上記飛翔体６の形状は、図６
（ａ）、（ｂ）に示した直径Ｄ対長さＬの比を１：１．
５〜１：４とし、また先端を９５度〜１７５度の円錐形
とした、略円柱状に形成されている。

【００３４】これは、直径Ｄ対長さＬの比が１：１．５
に満たない長さの飛翔体である場合には、ノズル４内に
おいて安定的に飛行できず、弾性波の入力が安定しない
ためであり、逆に１：４を越える長い飛翔体である場合
には、コンクリート構造物表面との衝突時における飛翔
体の変形が大きく、飛翔体自体の材料の特性値が大きく
現れしまうためである。

【００３５】また、飛翔体の先端の角度が１７５度を越
える場合、即ち平面に近い場合には、筈かな入射角度の
相違によって飛翔体とコンクリート構造物表面との接触
面積が変わることとなり、安定した弾性波の入力ができ
ない。逆に９５度に満たない鋭角な先端である場合に
は、衝突時にコンクリート構造物表面の一部を破壊して
しまい、塑性波が入力される憂いがあるためである。

【００３６】上記のように構成された本発明にかかる弾
性波入力装置は、治具５の存在により、コンクリート構
造物Ａの表面に対して容易に一定の距離Ｘ、及び角度Ｙ
で設置でき、コンプレッサ１から送られた圧縮空気を発
射バルブ及びグリップ３を引くことによりノズル４内に
噴射され、その圧縮空気の噴射圧力によりノズル４内に
装填した飛翔体６を飛ばし、コンクリート構造物Ａに衝
突させることにより、安定した弾性波を容易に入力する
ことができる。

【００３７】以上、本発明にかかる弾性波入力装置の実
施の形態につき説明したが、本発明は既述の実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲
内において、種々の変形及び変更が可能である。

【００３８】例えば、上記実施の形態においては、飛翔
体を飛ばす圧縮空気をコンプレッサ１から供給する構成
のものにつき説明したが、持ち運び可能なタンクに圧縮
空気を溜めておく構成のものとしても良く、また空気銃
の如く、折り曲げなどの手段により空気を圧搾する機構
を装置自体に設けたものとしても良い。また、治具５は
上述したように二股の脚部のみならず、三脚などとして
も当然に良く、また取付け位置も何らノズル４に限るも
のではない。更に、治具５のコンクリート構造物表面と
当接する緩衝材１１を、吸盤或いは粘着性を有するもの
とし、コンクリート構造物表面に疑似固定できるものと
しても良い。

【００３９】

【実施例】以下、上記した本発明にかかる弾性波入力装
置を用いてコンクリート構造物中の欠陥探査を行った実
施例を、比較例と共に記載する。

【００４０】（使用供試体）図７に示したように、３０
０×３００×１０００ｍｍの角柱供試体に、直径３８ｍ
ｍ、長さ５００ｍｍのシース管を用いて空洞部を作成
し、シース管による空洞部をグラウト未充填部、シース
管がない部分をグラウト充填部と仮定した供試体を使用
した。この供試体の配合組成を表１に示す。また、２８
日間水中養生後の力学的特性を表２に示す。

【００４１】

【表１】

【表２】

【００４２】（実施の概要）上記供試体に弾性波を入力
する手法として、従来より公知の鋼球落下法、及び本発
明にかかる弾性波入力装置を用いて行った。

【００４３】鋼球落下法は、図８（ａ）、（ｂ）に示し
たように、供試体のシース管が埋設してある断面Ａ、及
びシース管がない断面Ｂの各々の上方４５０ｍｍから直
径１０ｍｍの鋼球を自由落下させ、供試体の上壁より弾
性波の入力を行った。なお、使用した鋼球の密度は７７
８１ｋｇ／ｍ^３、ポアソン比は０．３であった。この場
合の供試体に入力される弾性波の理論上限周波数は、２
５．６ｋＨｚとなる。

【００４４】本発明にかかる弾性波入力装置は、図１に
概念的に示したものを使用した。飛翔体６は、直径Ｄが
８ｍｍ、長さＬが１６ｍｍ、先端が１５０度の円錐形の
アルニニウム製のものを使用した。ノズル４は、内径が
８．１ｍｍ、加速度距離が２００ｍｍのアルニニウム製
とした。また、空気圧調整器２により、発射圧を２．０
ＭＰａに調整した。また、治具５によって、ノズル４の
先端と弾性波を入力する供試体の表面との距離を２０ｍ
ｍで一定とし、且つノズル４の軸芯が弾性波を入力する
供試体の表面に対して垂直と成るように設置できるもの
とした。上記した本発明にかかる弾性波入力装置を用
い、図８（ａ）、（ｂ）に示したように、供試体のシー
ス管が埋設してある断面Ａ、及びシース管がない断面Ｂ
の各々に、その側壁より飛翔体６を衝突させ、弾性波を
入力した。この際、供試体に入力される周波数の上限
は、他の実験及び解析の結果、４０ｋＨｚ程度であるこ
とが確認できている。

【００４５】（データー解析）上記鋼球落下、及び飛翔
体衝突により供試体に入力した弾性波を、各々図８
（ｂ）に示した弾性波検出点に設置したセンサ（株式会
社小野測器製：ＮＰ−３２１０加速度計）で収録し、波
形記録装置（ＨＩＯＫＩ製：メモリハイコーダー）にデ
ジタル量として記憶させ、記録データをパーソナルコン
ピュータにより高速フーリエ変換（スペクトル解析）し
て周波数と振幅との関係を示すスペクトルを求めた。な
お、計測時のサンプリングタイムは５μｓｅｃ、サンプ
ル数は１０２４とした。

【００４６】一方、検査断面Ａ及びＢを、各々１平方セ
ンチメートル×９００個の要素に区切り、図９に示した
ように入力点からある要素の中心を経て検出点に至るま
での距離を Ｒ＝ｒ_１ ＋ｒ_２ とすると、その要素の中心で反射する弾性波の理論周波
数は、 ｆ_１＝Ｃ_Ｐ／（Ｒ／２）、ｆ_２＝Ｃ_Ｐ／Ｒ、ｆ_３＝Ｃ_Ｐ
／２Ｒ、ｆ_４＝Ｃ_Ｐ／３Ｒ ・・・ となる。なお、Ｃ_Ｐは弾性波の伝播速度で、４４１７ｍ
／ｓである。

【００４７】そこで、この各理論周波数の各々に対応す
る上記スペクトル中の周波数の振幅値の合計を、各々の
要素の中心において求め、この各々の要素の中心におけ
る振幅値の合計の大小を視覚的に把握し得る状態、即ち
検査断面上に各々の要素の中心における振幅値を等高線
グラフ化した。その結果を、鋼球落下法により弾性波を
入力した場合のものを図１０（ａ）、（ｂ）に、本発明
にかかる弾性波入力装置を用いて入力した場合のものを
図１１（ａ）、（ｂ）に各々示す。なお、図１０及び図
１１において、断面Ａ（空隙あり）の中央部に見られる
○はシース管の位置を示している。

【００４８】（結 論）鋼球落下法により弾性波を入力
した場合の結果を示す図１０において、空隙がある断面
Ａと空隙がない断面Ｂの図を比較すると、差異は認めら
れるものの、断面Ａにおいてシース管内の空隙の存在を
示すような特徴は見ることができない。一方、本発明に
かかる弾性波入力装置を用いて入力した場合の結果を示
す図１１においては、断面Ａの中央部シース管の縁部に
色の濃い箇所が明確にあり、シース管内の空隙による反
射の影響が検出されている。これは、入力されたエネル
ギーが本発明にかかる弾性波入力装置の方が大きく、そ
れにより供試体内の空隙の有無を明瞭に検出できたと考
えられる。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明した本発明にかかる弾性波入
力装置によれば、広帯域の周波数を含み、且つ大きいエ
ネルギーの弾性波を安定してコンクリート構造物に対し
て入力することができる効果がある。そのため、本発明
にかかる弾性波入力装置を用いてコンクリート構造物表
面から弾性波を入力し、その時のコンクリート構造物か
らの応答波形からコンクリート構造物中の欠陥の有無を
検査することとすると、コンクリート構造物中の欠陥の
有無を明瞭に判断することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる弾性波入力装置の全体を概念的
に示した側面図である。

【図２】本発明にかかる弾性波入力装置の治具部分を詳
細に示した図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面
図である。

【図３】本発明にかかる弾性波入力装置の治具部分の他
の例を詳細に示した図であって、（ａ）は側面図、
（ｂ）は正面図である。

【図４】本発明にかかる弾性波入力装置のノズル先端部
付近の他の例を詳細に示した側面図である。

【図５】本発明にかかる弾性波入力装置の飛翔体落下防
止手段を示した側面図であって、（ａ）はオーリングを
用いたもの、（ｂ）は減圧調整弁を用いたものを示した
図である。

【図６】本発明にかかる弾性波入力装置を用いて飛ばす
飛翔体を示した図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は
正面図である。

【図７】実施例において使用した供試体（コンクリート
構造物）を示した図である。

【図８】供試体への弾性波の入力位置、及び弾性波の検
出位置を示した図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は
拡大した正面図である。

【図９】実施例においてデータの解析に用いた分析モデ
ルの概要を示した図である。

【図１０】鋼球落下法により弾性波を入力した場合の応
答波形を高速フーリエ変換することによりスペクトルと
し、該スペクトルが検査断面のどの位置からの反射の影
響を多く含んでいるのかをイメージ化した図であって、
（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断面Ｂでのイメージを各々示
す。

【図１１】本発明にかかる弾性波入力装置を用いて弾性
波を入力した場合の応答波形を高速フーリエ変換するこ
とによりスペクトルとし、該スペクトルが検査断面のど
の位置からの反射の影響を多く含んでいるのかをイメー
ジ化した図であって、（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断面Ｂ
でのイメージを各々示す。

【符号の説明】

１ コンプレッサ ２ 空気圧調整器 ３ 発射バルブ及びグリップ ４ ノズル ５ 治具 ６ 飛翔体 ７ ホース ８ 緩衝材 ９ 基部 １０ 脚部 １１ 緩衝材 １２ センサ（加速度計或いはレーザ変位計） １３ センサ（ホトセンサ） １４ 空気抜き穴 １５ 飛翔体落下防止手段（１５ａ オーリング、１５
ｂ 減圧調整弁） １６ 後部室 １７ ヒンジ １８ オーリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA10 BA04 BC09 CA03 EA01 EA08 EA12 GA01 GA03 GA18 GJ30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛翔体をノズルより圧縮空気を利用して
   飛ばす構造の弾性波入力装置であって、該弾性波入力装
   置には、上記ノズルの先端と弾性波を入力するコンクリ
   ート構造物表面との間を一定の距離とし、且つ上記ノズ
   ルの軸芯が弾性波を入力するコンクリート構造物表面に
   対して一定の角度と成るように設置できる治具が設けら
   れていることを特徴とする、弾性波入力装置。
2. 【請求項２】 上記治具が、ノズルの先端が弾性波を入
   力するコンクリート構造物表面に対して上記飛翔体の長
   さの２倍以内の一定の距離と成るように設置でき、且つ
   ノズルの軸芯が弾性波を入力するコンクリート構造物表
   面に対して垂直と成るように設置できるものであること
   を特徴とする、請求項１記載の弾性波入力装置。
3. 【請求項３】 上記治具が、ノズルの外周部に取付けら
   れ、弾性波を入力するコンクリート構造物表面に緩衝材
   を介して当接する２本以上の脚部を有するものであり、
   該治具のいずれかの部位に、弾性波を入力した際のコン
   クリート構造物からの応答波形を収録する非接触式のセ
   ンサが取付けられているか、或いは上記治具の緩衝材
   に、弾性波を入力した際のコンクリート構造物からの応
   答波形を収録する接触式のセンサが埋め込まれているこ
   とを特徴とする、請求項１又は２記載の弾性波入力装
   置。
4. 【請求項４】 上記ノズルの先端部付近に、飛翔体の飛
   び出し速度を計測するセンサが取付けられていることを
   特徴とする、請求項１，２又は３記載の弾性波入力装
   置。
5. 【請求項５】 上記ノズルに、装填した飛翔体が自重に
   よって落下するのを阻止する飛翔体落下防止手段が設け
   られていることを特徴とする、請求項１，２，３又は４
   記載の弾性波入力装置。
6. 【請求項６】 上記請求項１〜５のいずれかに記載の弾
   性波入力装置を用いてコンクリート構造物表面から弾性
   波を入力し、その時のコンクリート構造物からの応答波
   形を間隔を開けて設置した２個以上のセンサで収録し、
   この収録した応答波形を解析することによりコンクリー
   ト構造物中の欠陥の有無を判断することを特徴とする、
   コンクリート構造物中の欠陥探査方法。