JP2004218369A - Vibrator application detector and device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打設したコンクリート又はモルタルにバイブレーションをかけてコンクリート又はモルタルを締め固める際のバイブレータのかけ忘れを防止するバイブレータかけ検知方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、コンクリートの打設において、練られた直後のフレッシュコンクリートは、固体で大きさも異なる砂や砂利及びセメント、液体である水、気体の空気泡など、全く異質なものの混合物にすぎず、各物質同士はそれぞれ摩擦力によって一応の形を成すものの、実際には他の物質と混ざり合うことに抵抗している。このようなことから、コンクリートの打設後、バイブレータによる振動を印加して締め固めを行うようにしている(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。打設直後のフレッシュコンクリートに振動を与えることで、液状化によりコンクリート密度が高まり、不要な混合空気が除去されて、過密配筋部や狭い型枠部でも骨材が均等に分布した強度が高く且つ綺麗なコンクリート構造物(製品)を得ることができる。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−54302号公報
【特許文献2】
特開2002−4583号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のバイブレーションによるコンクリートの締め固め方法にあっては、型枠内にコンクリートを充填させた後にバイブレータを数箇所一定時間かけるのみであり、全てを人の管理に任されていて、実際にバイブレータをかけた箇所とその時間等を自動的に検知及び記録する方法は無く、バイブレータのかけ忘れによるコンクリートの品質低下がしばしば見られるという問題がある。このバイブレータかけ忘れによる品質低下の問題は、モルタルの打設の場合も同様に生じる。
【0005】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できるバイブレータかけ検知方法及びその装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決する為の手段】
請求項1に係る発明のバイブレータかけ検知方法は、打設したコンクリート又はモルタルを締め固めるために与えるバイブレーションのかけ状況を検知するバイブレータのかけ検知方法であって、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子に機械振動が印加されることで前記センサ素子で発生する電気信号を検出し、検出した電気信号を予め値を決定しておいた基準値と比較し、その比較結果に基づいて前記コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を判定することを特徴とする。
【0007】
係る発明によれば、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子を用いて、このセンサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号のレベルを判定するので、コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を知ることができ、コンクリート又はモルタル打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0008】
請求項2に係る発明のバイブレータかけ検知方法は、請求項1に係る発明のバイブレータかけ検知方法において、前記センサ素子は、圧電スピーカであることを特徴とする。
【0009】
係る発明によれば、センサ素子として圧電スピーカを利用することによって、機械エネルギが印加されたときこのエネルギの大きさに応じた信号レベルの電気信号を容易に得ることができる。
【0010】
請求項3に係る発明のバイブレータかけ検知装置は、型枠内へ打設したコンクリート又はモルタルを締め固めるために与えるバイブレーションのかけ状況を検知するバイブレータのかけ検知装置であって、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子と、前記センサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号を検出する電気信号検出手段と、前記電気信号検出手段で検出された機械振動の大きさに応じた電気信号を所定の基準データと比較し、その比較結果に基づいてバイブレータかけ状況を判定する判定手段と、を具備することを特徴とする。
【0011】
係る発明によれば、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号を基準データと比較し、その結果に基づいてバイブレータかけ状況を判定するので、コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を知ることができ、これによりコンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0012】
請求項4に係る発明のバイブレータかけ検知装置は、型枠内へ打設したコンクリート又はモルタルを締め固めるために与えるバイブレーションのかけ状況を検知するバイブレータのかけ検知装置であって、電気エネルギが印加された場合には機械エネルギを発生し、機械エネルギが印加された場合は電気エネルギを発生するセンサ素子と、所定の範囲で周波数が経時的に変化する電気信号を繰り返し発生し、発生した電気信号を前記センサ素子に印加する信号発生・印加手段と、前記信号発生・印加手段にて発生した電気信号が前記センサ素子に印加されることで、そのセンサ素子の振動周波数特性を検出する周波数特性検出手段と、前記周波数特性検出手段の検出結果から前記コンクリート又はモルタルの充填状況を判定する第1判定手段と、前記センサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号を検出する電気信号検出手段と、前記電気信号検出手段で検出された機械振動の大きさに応じた電気信号を所定の基準データと比較し、その比較結果に基づいてバイブレータかけ状況を判定する第2判定手段と、前記センサ素子をコンクリート又はモルタルの充填検知側かコンクリート又はモルタルのバイブレータかけ検知側かのいずれか一方に切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする。
【0013】
係る発明によれば、電気エネルギを印加することで機械エネルギを発生し、機械エネルギを印加することで電気エネルギを発生するセンサ素子を用いて、コンクリート又はモルタルの充填検知とバイブレータかけ検知を行う。
【0014】
コンクリート又はモルタルの充填検知では、センサ素子に対して所定の範囲で周波数が経時的に変化する電気信号を印加して振動させて、センサ素子の振動周波数特性を検出することで、センサ素子がコンクリート又はモルタルに接触したときの振動周波数特性の変化によって充填物の空間内での充填状況を検知できる。他方、バイブレータかけ検知では、センサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号を検出することで、コンクリート又はモルタルへのバイブレータかけ状況を検知できる。
【0015】
したがって、センサ素子をコンクリート又はモルタルの充填検知側に切り替えることで、型枠内へのコンクリート又はモルタルの充填を知ることができるとともに、コンクリート又はモルタルのバイブレータかけ検知側に切り替えることで、コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を知ることができ、コンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0016】
請求項5に係る発明のバイブレータかけ検知装置は、請求項3又は請求項4のいずれかに係る発明のバイブレータかけ検知装置において、前記センサ素子は、圧電スピーカであることを特徴とする。
【0017】
係る発明によれば、センサ素子として圧電スピーカを利用することによって、安価なバイブレータかけ検知装置を提供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、コンクリートへのバイブレータかけ検知に適用した例を図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置のセンサ素子の取り付け例を示す図である。また、図2は本実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の1つのセンサ素子に対する信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【0019】
図1において、本実施の形態に係るバイブレータかけ検知装置1は、複数個の振動検出用のセンサ素子2を備えている。これら振動検出用のセンサ素子2は、型枠(コンパネ)100内へのコンクリート101の打設前に、型枠100内の鉄筋102や型枠100そのものに取り付けておく。なお、この図では、鉄筋102に対して4個のセンサ素子2を離間して取り付けている。各センサ素子2は電気信号を機械振動に変換する圧電スピーカなどの素子であり、打設後にコンクリート101内に挿入するバイブレータ103から発生する機械振動を検出する。このとき、各センサ素子2は、受けた機械振動の大きさに応じた信号レベルの電気信号を出力する。
【0020】
次に、図2において、バイブレータかけ検知装置1は、センサ素子2の他に、信号増幅アンプ5と、フィルタ6と、信号増幅アンプ7と、判定部8と、表示部9とを備えている。信号増幅アンプ5は前置アンプであり、センサ素子2の微小な検出信号を所定レベルまで増幅する。フィルタ6はローパスフィルタであり、信号増幅アンプ5の出力信号に含まれるノイズ成分を除去する。信号増幅アンプ7は、フィルタ6でノイズ成分が除去された検出信号を所定レベルまで増幅して、その信号(出力電圧Vb)を出力する。バイブレータかけ状況を判定する判定手段である判定部8は、信号増幅アンプ7からの出力電圧Vbと予め値を決定しておいた基準データとを比較し、その比較結果に基づいてバイブレータかけ状況を判定する。なお、本実施の形態では、信号増幅アンプ5、フィルタ6及び信号増幅アンプ7を含めて電気信号検出手段を構成する電気信号検出部4と呼ぶ。
【0021】
図3は判定部8の構成を示すブロック図である。
この図において、判定部8は、電気信号の大きさを比較する演算部10と、電気信号の持続時間を比較する演算部11と、電気信号の大きさ基準データ及び電気信号の持続時間基準データを記憶した記憶部12と、演算部10及び11の結果を出力する判定出力部13とを備えている。演算部10によって入力信号の大きさを比較判定し、演算部11によって入力信号の持続時間を比較判定することで、バイブレータ103からの振動を確実に検知することが可能となる。
【0022】
すなわち、図4に示すように、センサ素子2からの電気信号のレベルを、基準レベルVref と比較してそれ以上であって、かつ、基準時間Tref と比較してそれ以上であれば、バイブレータ103からの振動と確定することができる。判定部8は、バイブレータ103からの振動と判定した場合には、振動を検出した旨の表示を行うためのデータを表示部9に入力する。表示部9は、判定部8より入力された表示データに基づく表示を行う。例えば、バイブレータ103からの振動が検出された場合には「振動検出」と表示し、振動が検出されていない場合には「振動非検出」と表示する。
【0023】
なお、信号増幅アンプ5、フィルタ回路6、信号増幅アンプ7及び判定部8は1つのセンサ素子2に対して設けられるので、本実施の形態のバイブレータかけ検知装置1は、図1に示す如く4個のセンサ素子2を備えているので、同じ構成のものを他に3組有している。
【0024】
図5は、本実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の判定部8の動作を示すフローチャートである。
この図において、先ず判定部8は信号入力の有無を判定する(ステップS1)。この判定において、信号入力が無ければこのステップを繰り返し、信号入力があれば、その信号のレベルが基準レベルVref 以上であるか否かを判定する(ステップS2)。入力された信号のレベルが基準レベルVref 以上でなければステップS1に戻り、基準レベルVref 以上であれば、そのレベルが基準時間Tref継続するかどうかを判定する(ステップS3)。この判定において、入力信号のレベルが基準時間Tref に達してない場合、ステップS2に戻る。これに対して、基準時間Tref に達してこの時間Tref を継続した場合、センサ素子2からの電気信号がバイブレータかけのものであると判断して報知処理を行う(ステップS4)。すなわち、表示部9にバイブレータ103からの振動を検出した旨の指示を行う。
【0025】
このように、本実施の形態に係るバイブレータかけ検知装置1によれば、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子2に機械振動が印加されることでセンサ素子2が発生する電気信号を検出することによって、検出した電気信号を基準レベルVref と比較するとともに、当該電気信号の信号出力継続時間を基準時間Tref と比較し、基準レベルVref を超えるとともに基準時間Tref に達する場合に、検出した電気信号がバイブレータ103から出力される機械振動に基づくものと判定する。これにより、コンクリートへのバイブレーション印加状況を知ることができ、コンクリートの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0026】
なお、上記実施の形態1では、バイブレータ103からの振動を検出した場合に、その旨を表示するだけであったが、記録するようにしても良い。例えば、半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリ又は光磁気メモリなどの記録媒体を使用して記録する他、プリンタによる印刷が挙げられる。
【0027】
また、1つのセンサ素子2に対して信号増幅アンプ5、フィルタ回路6、信号増幅アンプ7、判定部8及び表示部9を1組設けたが、これを1組のみ設けて、マルチプレクサ処理により複数のセンサ素子2を切り替えるようにしてもよい。
【0028】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係るバイブレータかけ検知装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図1と共通する部分には同一符号を付けることとする。
【0029】
本実施の形態2に係るバイブレータかけ検知装置30は、上記実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置1の機能に加えて型枠100内へのコンクリートの充填状況を検知する機能を備えたものである。この機能により、型枠100内へのコンクリート101の充填と、充填したコンクリート101に対するバイブレータかけを検知することが可能となる。以下、上記実施の形態1と同様のバイブレータかけ検知回路構成を除く、コンクリート充填検知回路構成について説明する。
【0030】
図6において、本実施の形態2に係るバイブレータかけ検知装置30のコンクリート充填検知回路は、同期信号発生器31と、可変周波数発振器32と、ドライブアンプ33と、抵抗34と、差動アンプ35と、4象限掛け算器36と、ローパスフィルタ37と、第1判定手段となる判定部38とを備えている。また、センサ素子2として、圧電スピーカを用いる。圧電スピーカは、電気エネルギが印加された場合には機械エネルギを発生し、機械エネルギが印加された場合は電気エネルギを発生するので、コンクリート充填検知とバイブレータかけ検知の双方で使用することができる。本実施の形態では、切替手段となる切替スイッチ39でセンサ素子2をコンクリート充填検知側Aとバイブレータかけ検知側Bに切り替えるようにしている。
【0031】
コンクリート充填検知回路において、同期信号発生器31は、可変周波数発振器32を繰り返し動作させるための同期信号を発生する。可変周波数発振器32は、周波数が所定の周波数範囲(例えば1kHzから20kHz)で連続的に変化する正弦波の電気信号を発生する。この場合、同期信号発生器31から同期信号が出力される毎に、初期周波数(例えば1kHz)から繰り返し正弦波信号を発生する。ドライブアンプ33は、可変周波数発振器32からの正弦波信号を、センサ素子2を駆動できるレベルまで増幅し、加振用信号Vrとして出力する。なお、本実施の形態では、同期信号発生器31、可変周波数発振器32及びドライブアンプ33を含めて信号発生・印加手段を構成する信号発生・印加部40と呼ぶ。
【0032】
抵抗34は、センサ素子2に流れる電流を取り出すもので、その両端にセンサ素子2に流れる電流に対応する電圧が発生する。センサ素子2に流れる電流は周波数の変化によって変化するので、抵抗34の両端に現れる電圧はセンサ素子2の周波数特性を反映したものになる。
【0033】
差動アンプ35は、抵抗34の両端の電圧を増幅して電圧Viを出力する。4象限掛け算器36は、加振用信号Vrと電圧Viを乗算してこれらの電圧に対するノイズの影響を除去する。ローパスフィルタ37は、4象限掛け算器36の出力信号から以下で説明するcos(2ωt+α+β)分を除去した信号(出力電圧Vo)を出力する。なお、本実施の形態では、抵抗34、差動アンプ35、4象限掛け算器36及びローパスフィルタ37を含めて周波数特性検出手段を構成する周波数特性検出部41と呼ぶ。
【0034】
判定部38は、図示せぬマイコンやLCD(液晶表示器)等の表示器を備えており、センサ素子2にコンクリートを接触させないときの固有の振動周波数特性を基準として、ローパスフィルタ37から出力される信号から、センサ素子2に対するコンクリート型枠内におけるコンクリートの接触・非接触を判定し、その結果(良否)を表示器上に表示する。この場合、センサ素子2の固有の振動周波数特性を一度設定しておけば以後メンテナンス時以外、再設定する必要はない。なお、このセンサ素子2の固有の振動周波数特性はマイコンのメモリに記憶される。また、このコンクリート充填検知回路における判定部38を、先のバイブレータかけ検知回路の判定部8と区別するため、便宜上第1判定手段と呼び、先のバイブレータかけ検知回路の判定部8を第2判定手段と呼ぶ。
【0035】
このような構成において、切替スイッチ39がコンクリート充填検知回路側に切り替えられている状態で、可変周波数発振器32にて発生した正弦波信号は、ドライブアンプ33にて増幅されて加振用電圧Vrとしてセンサ素子2に入力されて、センサ素子2にて機械振動が発生する。加振用電圧Vrは4象限掛け算器36へも入力される。センサ素子2に機械振動が発生すると、抵抗34の両端にはセンサ素子2に流れる電流に対応する電圧が発生する。この電圧が差動アンプ35にて増幅されて電圧Viが出力される。電圧Viとドライブアンプ33からの加振用電圧Vrとが4象限掛け算器36にて乗算される。そして、その出力がローパスフィルタ37にてcos(2ωt+α+β)成分が除去されて出力電圧Voとして得られる。
【0036】
この出力信号Voは、加振用信号の周波数変化に対するセンサ素子2の周波数特性(振幅と位相)を反映した信号になる。このとき、センサ素子2の表面に何も接触していないと、センサ素子2の持つ固有振動数付近の周波数にピークを持った電圧が現れる。そして、このセンサ素子2の周りにコンクリートが充填されると、圧電スピーカ(センサ素子2)の振動特性が変化して、ピーク電圧の位置と大きさが変化する。判定部38はこのピーク電圧の変化からコンクリートの充填状況を判定し、その結果を表示器上に表示する。これにより、容易にコンクリートの充填を判別することができる。
【0037】
上記作動原理を、数式を用いて説明すると以下のようになる。
ここで、Vr=Asin(ωt+α)、Vi=Bsin(ωt+β)とする。但し、A,Bは振幅、ωtは周波数、αとβは位相のずれとする。
【0038】
式(1)のcos(β−α)の部分は、位相差に合わせて変化する直流成分であり、ここに電圧Viの振幅成分も含まれる。また、cos(2ωt+α+β)の部分は、元の加振用電圧Vrと電圧Viの2倍の周波数の信号である。必要とする周波数特性の情報は、電圧Viの振幅(大きさ)であるので、式(1)のcos(β−α)のみで良い。したがって、ローパスフィルタ37を通過させてcos(2ωt+α+β)の成分を除去すればよい。このようにして出力電圧Voには周波数特性が電圧の形で現れる。
【0039】
上述したように、コンクリート型枠内等の空間内にコンクリートが充填されると、ピークの周波数とレベルが変化することで、その状況を検知することができる。
【0040】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置1の機能に加えて型枠100内へのコンクリートの充填状況を非破壊で検知する機能を備えたので、型枠100内へのコンクリート101の充填と、充填したコンクリート101に対するバイブレータかけを検知することができる。
【0041】
なお、上記各実施の形態では、単一の周波数範囲の正弦波を用いたが、周波数範囲を切り替える周波数範囲切替器(図示略)を設けて、複数の周波数範囲の正弦波を択一的に選択できるようにしてもよい。この場合、可変周波数発振器32は、周波数範囲切替器にて切り替えられた範囲の周波数帯で正弦波信号を繰り返し発生させる機能を有することになる。このように、複数の周波数範囲の正弦波を択一的に選択できるようにすることで、型枠の構造や材質等の物理的な特性に応じて測定に最適な周波数範囲を選択することができ、これによって、より精度の高い測定が可能となる。
【0042】
また、上記実施の形態では、判定部38を設けたが、必ずしもこれらを設ける必要はなく、オシロスコープなどの波形測定装置を用いて、ローパスフィルタ37の出力波形を観測するようにしても良い。オシロスコープなどの波形測定装置がある場合は、判定部38を不要とする分、装置としてのコストの削減が可能となる。
【0043】
また、上記各実施の形態では、コンクリートの型枠等の閉鎖空間内への充填状況の検出について述べたが、他の木製型枠や鋼材で作られた型枠内への充填状況の検出等に使用できることは述べるまでもない。
【0044】
なお、上記各実施の形態では、コンクリートへのバイブレータかけ検知について述べたが、本発明に係るバイブレータかけ検知装置は、モルタルへのバイブレータかけ検知にも同様に適用できることは勿論である。
【0045】
【発明の効果】
請求項1に係る発明のバイブレータかけ検知方法によれば、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子を用いて、このセンサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号のレベルを判定するので、コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を知ることができ、コンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0046】
請求項2に係る発明のバイブレータかけ検知方法によれば、センサ素子として圧電スピーカを利用することによって、機械エネルギが印加されたときこのエネルギの大きさに応じた信号レベルの電気信号を容易に得ることができる。
【0047】
請求項3に係る発明のバイブレータかけ検知装置によれば、機械エネルギを電気エネルギに変換するセンサ素子に機械振動が印加されることで発生する電気信号を基準データと比較し、その結果に基づいてバイブレータかけ状況を判定するので、コンクリート又はモルタルへのバイブレーション印加状況を知ることができ、コンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0048】
請求項4に係る発明のバイブレータかけ検知装置によれば、電気エネルギを印加することで機械エネルギを発生し、機械エネルギを印加することで電気エネルギを発生するセンサ素子を用いて、それをコンクリート又はモルタルの充填検知側とコンクリート又はモルタルのバイブレータかけ検知側とに切り替えるようにしたので、型枠内へのコンクリート又はモルタルの充填状況を知ることができるとともに、コンクリート又はモルタルの打設後のバイブレーションかけ忘れを確実に防止できる。
【0049】
請求項5に係る発明のバイブレータかけ検知装置によれば、センサ素子として圧電スピーカを利用することによって、安価なバイブレータかけ検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の使用状態を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の判定部の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の判定部の動作説明図で、電気信号の波形図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係るバイブレータかけ検知装置の判定部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の実施の形態2に係るバイブレータかけ検知装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、30 バイブレータかけ検知装置
2 センサ素子
4 電気信号検出部
5、7 信号増幅アンプ
6 フィルタ
8、38 判定部
9 表示部
10、11 演算部
12 記憶部
13 判定出力部
31 同期信号発生器
32 可変周波数発振器
33 ドライブアンプ
34 抵抗
35 差動アンプ
36 4象限掛け算器
37 ローパスフィルタ
40 信号発生・印加部
41 周波数特性検出部
100 型枠
101 コンクリート
102 鉄筋[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibrator hooking detection method and a device for preventing a vibrator from being forgotten when compacting concrete or mortar by vibrating cast concrete or mortar.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in casting concrete, fresh concrete immediately after being kneaded is merely a mixture of completely different materials such as solid and different sizes of sand, gravel and cement, liquid water, gaseous air bubbles, etc. Although each of them forms a form by frictional force, they actually resist mixing with other substances. For this reason, compaction is performed by applying vibration from a vibrator after placing concrete (for example, see
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-54302 [Patent Document 2]
JP-A-2002-4583
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional method of compacting concrete by vibration, after filling concrete in the formwork, it only takes a few hours for the vibrator to be used for a certain period of time, all of which is left to human management, There is no method for automatically detecting and recording the location where the vibrator was actually applied and the time, etc., and there is a problem that the quality of concrete often deteriorates due to forgetting to use the vibrator. The problem of quality deterioration due to forgetting to apply a vibrator also occurs in the case of mortar casting.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vibrator hooking detection method and a device thereof that can reliably prevent forgetting to vibrate after placing concrete or mortar.
[0006]
[Means for solving the problem]
A vibrator hooking detection method according to the first aspect of the present invention is a vibrator hooking detection method for detecting a vibration application state given to compact concrete or mortar placed therein, wherein the sensor converts mechanical energy into electric energy. An electric signal generated by the sensor element is detected by applying mechanical vibration to the element, and the detected electric signal is compared with a reference value whose value has been determined in advance. It is characterized in that a vibration application state to the mortar is determined.
[0007]
According to the invention, the level of an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element is determined by using the sensor element that converts mechanical energy into electric energy, so that vibration is applied to concrete or mortar. The situation can be known, and forgetting to vibrate after placing concrete or mortar can be reliably prevented.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a vibrator operation, wherein the sensor element is a piezoelectric speaker.
[0009]
According to the invention, by using the piezoelectric speaker as the sensor element, when a mechanical energy is applied, an electric signal having a signal level corresponding to the magnitude of the energy can be easily obtained.
[0010]
A vibrator hooking detection device according to a third aspect of the present invention is a vibrator hooking detection device for detecting a vibration application state given for compacting concrete or mortar poured into a formwork, wherein mechanical energy is converted into electrical energy. A sensor element that converts an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element, an electric signal detecting unit that detects an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element, and an electric signal corresponding to the magnitude of the mechanical vibration detected by the electric signal detecting unit. Determining means for comparing the signal with predetermined reference data and determining a vibrating state based on the comparison result.
[0011]
According to the invention, an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element that converts mechanical energy into electric energy is compared with the reference data, and the vibrating state is determined based on the result. Alternatively, it is possible to know the state of application of vibration to the mortar, so that it is possible to reliably prevent forgetting to vibrate after placing concrete or mortar.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vibrator hooking detecting device for detecting a vibrating hooking state applied for compacting concrete or mortar poured into a formwork, wherein electric energy is applied. When mechanical energy is applied, a sensor element that generates electrical energy when mechanical energy is applied, and an electrical signal whose frequency changes over time within a predetermined range are repeatedly generated. Signal generation / application means for applying to the sensor element, and frequency characteristic detection means for detecting an oscillation frequency characteristic of the sensor element by applying an electric signal generated by the signal generation / application means to the sensor element And first determining means for determining the state of filling of the concrete or mortar from the detection result of the frequency characteristic detecting means An electric signal detecting means for detecting an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element; and an electric signal corresponding to the magnitude of the mechanical vibration detected by the electric signal detecting means, as predetermined reference data. And a switch for switching the sensor element to one of a concrete or mortar filling detection side or a concrete or mortar vibrating detection side based on the comparison result. Means.
[0013]
According to the invention, the detection of filling of concrete or mortar and the detection of vibrating are performed using the sensor element that generates mechanical energy by applying electric energy and generates electric energy by applying mechanical energy.
[0014]
In the detection of filling of concrete or mortar, an electric signal whose frequency changes over time within a predetermined range is applied to the sensor element and vibrated to detect the vibration frequency characteristic of the sensor element. Alternatively, it is possible to detect the filling state of the filling in the space by a change in the vibration frequency characteristic when the filling comes into contact with the mortar. On the other hand, in the vibration detection, it is possible to detect the state of vibrating concrete or mortar by detecting an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element.
[0015]
Therefore, by switching the sensor element to the concrete or mortar filling detection side, it is possible to know the filling of the concrete or mortar in the formwork, and by switching to the concrete or mortar vibrating detection side, the concrete or mortar is switched. It is possible to know the state of vibration application to the concrete, and it is possible to reliably prevent forgetting to apply vibration after placing concrete or mortar.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the vibrator hooking detection device according to the third or fourth aspect, wherein the sensor element is a piezoelectric speaker.
[0017]
According to the invention, by using the piezoelectric speaker as the sensor element, it is possible to provide an inexpensive vibration detector.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing an example of attachment of a sensor element of a vibrator-applied detection device according to
[0019]
In FIG. 1, a vibrator
[0020]
Next, in FIG. 2, the vibrator-applied
[0021]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
In this figure, a
[0022]
That is, as shown in FIG. 4, if the level of the electric signal from the
[0023]
Note that the signal amplification amplifier 5, the
[0024]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the
In this figure, first, the
[0025]
Thus, according to vibrator
[0026]
In the first embodiment, when the vibration from the vibrator 103 is detected, only that fact is displayed, but it may be recorded. For example, in addition to recording using a recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic memory, an optical memory, or a magneto-optical memory, printing by a printer may be used.
[0027]
Although one set of the signal amplification amplifier 5, the
[0028]
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a vibrator-applied detecting device according to
[0029]
The vibrator hooking detection device 30 according to the second embodiment has a function of detecting the state of filling of the form 100 with concrete in addition to the function of the vibrator hooking
[0030]
6, the concrete filling detection circuit of the vibrator application detecting device 30 according to the second embodiment includes a
[0031]
In the concrete filling detection circuit, a
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
In such a configuration, the sine wave signal generated by the
[0036]
This output signal Vo is a signal that reflects the frequency characteristics (amplitude and phase) of the
[0037]
The above-mentioned operation principle will be described below using mathematical expressions.
Here, Vr = Asin (ωt + α) and Vi = Bsin (ωt + β). Here, A and B are amplitudes, ωt is frequency, and α and β are phase shifts.
[0038]
The part of cos (β−α) in the equation (1) is a DC component that changes according to the phase difference, and includes the amplitude component of the voltage Vi. The portion of cos (2ωt + α + β) is a signal having a frequency twice as high as the original excitation voltage Vr and voltage Vi. Since the information on the required frequency characteristic is the amplitude (magnitude) of the voltage Vi, only the cos (β−α) in the equation (1) may be used. Therefore, the component of cos (2ωt + α + β) may be removed by passing through the low-
[0039]
As described above, when concrete is filled in a space such as a concrete formwork, the situation can be detected by changing the peak frequency and level.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, in addition to the function of vibrator hooking
[0041]
In each of the above embodiments, a sine wave of a single frequency range is used. However, a frequency range switch (not shown) for switching the frequency range is provided, and a sine wave of a plurality of frequency ranges is selectively provided. You may make it selectable. In this case, the
[0042]
In the above embodiment, the
[0043]
Further, in each of the above embodiments, the detection of the filling state in the closed space such as the concrete formwork has been described, but the detection of the filling state in the other wooden formwork or the formwork made of steel material or the like has been described. It goes without saying that it can be used for:
[0044]
In each of the above embodiments, the detection of vibrator application to concrete has been described. However, it is needless to say that the vibrator application detection device according to the present invention can be similarly applied to the detection of vibrator application to mortar.
[0045]
【The invention's effect】
According to the vibration detecting method of the present invention, the level of an electric signal generated by applying mechanical vibration to the sensor element is determined using the sensor element that converts mechanical energy into electric energy. Therefore, it is possible to know the state of application of vibration to concrete or mortar, and it is possible to reliably prevent forgetting to apply vibration after placing concrete or mortar.
[0046]
According to the vibration detecting method according to the second aspect of the present invention, by using a piezoelectric speaker as the sensor element, when mechanical energy is applied, an electric signal having a signal level corresponding to the magnitude of the energy is easily obtained. be able to.
[0047]
According to the vibration detecting device of the invention according to claim 3, an electric signal generated by applying mechanical vibration to a sensor element that converts mechanical energy into electric energy is compared with reference data, and based on the result, Since the vibrating state is determined, it is possible to know the vibration applying state to the concrete or the mortar, and it is possible to reliably prevent forgetting to vibrate after placing the concrete or the mortar.
[0048]
According to the vibrator hooking detection device of the invention according to claim 4, mechanical energy is generated by applying electric energy, and a sensor element that generates electric energy by applying mechanical energy is used for concrete or concrete. The mode is switched between the mortar filling detection side and the concrete or mortar vibrator detection side, so that it is possible to know the state of concrete or mortar filling in the formwork, and to apply vibration after casting concrete or mortar. Forgetting can be surely prevented.
[0049]
According to the vibration detecting device of the invention according to claim 5, an inexpensive vibration detecting device can be provided by using a piezoelectric speaker as the sensor element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a use state of a vibrator-applied detecting device according to
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a vibrator-applied detecting device according to
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a determination unit of the vibrator application detecting device according to
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of a determination unit of the vibrator-applied detecting device according to
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the determination unit of the vibrator-applied detecting device according to
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a vibrator-applied detecting device according to
[Explanation of symbols]
1, 30 Vibrator-applied
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