JP2006003288A - コンクリート中の超音波伝播速度の自動演算法及び演算装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 超音波を用いて、コンクリート構造物の厚さ、クラック深さ、空洞などを計測する際に必要となるコンクリート中での音速を、送受信探触予を一定の距離d離してコンクリート表面上に設置し、波形を取得し、超音波が送信されてから受信されるまでの伝播時聞Toを自動的に算出し、一定の距離dを伝播時間Toで除すことにより、音速を計測する。
【選択図】 図1
Description
ここで、探触子同士の間隔dは既知である。図8(a)に示されているように、伝播時間Toは、閾値と受信波形との交点から簡易に求めることができる。この伝播時間により、コンクリート中の音速を計測することができる。
時間軸上でサーチ範囲T1、T2を設定する手順、
サーチ範囲内で受信波形F(t)のピーク点を抽出する手順、
ピ−ク点近傍において波形円滑度を計算する手順、
ピーク時間Poを規定する手順、
F(T1)とF(Po)を結ぶ基準線Loを設定する手順、
設定した基準線Loから垂線Lsn(n=1,2,3,..n)を設定する手順、
垂線Lsnと波形F(t)との交点までの距離Dnを計算する手順、
距離が最大となる表示線Ld(max)と、波形F(t)との交点座標の伝播時間Toを求める手順、
伝播時間Toからコンクリート中の超音波伝播速度を計算する手順、
を順次行うことを特徴とする。
本発明のコンクリート中の超音波伝播速度の自動演算装置は、コンクリート構造物の表面に設置した送信探触子及び受信探触子と、
下記の手順を行うための演算手段と、を有することを特徴とする。
サーチ範囲内で受信波形F(t)のピーク点を抽出する手順、
ピ−ク点近傍において波形円滑度を計算する手順、
ピーク時間Poを規定する手順、
F(T1)とF(Po)を結ぶ基準線Loを設定する手順、
設定した基準線Loから垂線Lsn(n=1,2,3,..n)を設定する手順、
垂線Lsnと波形F(t)との交点までの距離Dnを計算する手順、
距離が最大となる表示線Ld(max)と、波形F(t)との交点座標の伝播時間Toを求める手順、
伝播時間Toからコンクリート中の超音波伝播速度を計算する手順。
(作用)
操作する人の判断による音速誤差を解消でき、また、操作する人の精神的負担を軽減できる。
作業性が向上する。
従来法では操作者にある程度の熟練が求められたが、本発明によれば、操作者の熟練は必要ない。
従来のコア抜きによる破壊検査はコンクリートを一部破壊するため、コンクリート構造物の強度低下に結びつく可能性があるが、本発明では完全非破壊検査であるため、コンクリート構造物の強度低下とはまったく関係ない。
超音波探査では完全非破壊でコンクリー卜内部の探査が可能であるため、コンクリート構造物の劣化を推定できる。
コンクリー卜構造物の内部劣化状態を正確に把握することができるため、補修範囲の選定し、最適な補修方法の選定ができ、コンクリー卜構造物を確実に延命化できるだけでなく、コンクリート構造物のライフサイクルコストの最小化に寄与することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
受信波形にノイズがない場合を実施例1として、ノイズが重畳している場合を実施例2とする。
図1に本発明によるフ口―チャートを示す。以下、図1のフローチャートに沿って説明する。
図2(a)に受信被形Fo(t)を示す。横軸単位は時間であり、縦軸単位は電圧(波形振幅値)である。
(STEP1)
コンクリー卜中の音速は、標準的には4300(m/s)であることが知られている。
(STEP2)
次に、時間T1およびT2間において、受信波形Fo(t)の波形ピーク時間Pnを検知する。波形ピーク時間の検知方法は、一般的に実施されており本実施例では取り立てて説明は行わない。
(STEP3)
次に、検知された波形ピーク時間Pn近傍の平滑度Soを計算する。図2(a)ではP1近傍としてA領域、P2近傍としてB領域として,示している。以下に本実施例による平滑Soの算出方法を説明する。
P(1−5)とP(1−4)、
P(1−4)とP(1−3)、
P(1−3)とP(1−2)、
P(1−2)とP(1−1)、
P(1−1)とP1
となる。
隣り合う2つの座標の振幅値の比較では、
A(P(1−5))<A(P(1−4))
A(P(1−4)<A(P(1―3))
A(P(1−3))<A(P(1―2))
A(P(1−2))<A(P(1−1))
A(P(1−1))<A(P1)
となる。
(+1)
(+1)
(+1)
(+1)
(+1)
となり.左符号群はすべて(+1)の符号となる。
P1とP(1+1)
P(1+1)とP(1+2)
P(1+2)とP(1+3)
P(1+3)とP(1+4)
P(1+4)とP(1+5)
隣り合う2つの座標の振幅値Aの比較では、
A(P1)>A(P(1+1))
A(P(1+1))>A(P(1+2))
A(P(1+2))>A(P(1+3))
A(P(1+3))>A(P(1+4))
A(P(1+4))>A(P(1+5))
となる。
(−1)
(−1)
(−1)
(−1)
(−1)
となり、右符号群はすべて(−1)の符号となる。
次に、円滑度So(P1)と定数Hoとの比較を行う。もし円滑度So(P1)が定数Hoより小さければ、すなわち、
So(P1)<Ho
であれば、時間P1をPoと呼称変更を行う。本実施例では、定数Hoを2としている。
したがって、時間P1をPoと呼称変更する。
So(P1)>Ho、
であれば、STEP3の最初にもどり、次のピ−ク時間P2における円滑度の計算を行う。本実施例では、So(P1)<Ho、であるため、STEP4に進む。
(STEP4)
受信された波形Fo(t)において、時間T1における波形振幅位置Fo(T1)とFo(Po)を結ぶ基準線Loを設定する。その模様を図4(a)に示す。以下に基準線Lo付近を拡大し、伝播時間Toの自動認識方法を説明する。
コンクリート表面を伝播する縦波の起生点と時間Toが一致していることがわかる。
実施例1と同様に、時間T1およびT2を設定する。時間T1およびT2と受信波形との位置関係を、図3(a)に示す。
次に、検知された波形ピーク時間Pn近傍の平滑度S1を計算する。図3(a)ではP1近傍としてA1領域、P2近傍としてB領域を示している。以下に本実施例による平滑度S1の定義と、平滑度S1の算出方法を説明する。
同様の処理を時間P(1−5)、P(1−4)、...P(1−1)、P1まで順次行う。
P(1−5)とP(1−4)、
P(1−4)とP(1−3)、
P(1−3)とP(1−2)、
P(1−2)とP(1−1)、
P(1−1)とP1
となる。
A(P(1−5))<A(P(1−4))
A(P(1−4))>A(P(1−3))
A(P(1−3))<A(P(1−2))
A(P(1−2))>A(P(1−1))
A(P(1−1))<A(P1)
となる。これに対応する符号は,それぞれ、
(+1)
(−1)
(+1)
(−1)
(+1)
となる。
円滑度S1(P1)>定数Ho
となる。
したがって、時間P1をPoと呼称変更は行わず、次のピーク点P2における円滑度計算を行う。P2における円滑度計算は、実施例1における図2に示されているノイズがない場合と同様である。
したがって、P1における円滑度S1(P1)は、
円滑度S1(P1)<定数Ho
となるため、時間P2をPoと呼称変更する。
次に距離が最大となる表示線Ld(max)と、受信波形F1(t)との交点座標を求める。
時間Toから音速Vを算出する。
2 受信探触子
3 圧電素子
4 電圧発生機
5 受信機
6 演算部
7 表示部
8 制御部
9 コンクリート
10 超音波
11 コンクリート表面を伝播する縦波
Claims (3)
- 送信探触子と受信探触子とをコンクリート構造物の表面に設置し、該送信探触子で発生させた超音波を該受信探触子で受信し、受信波形から該超音波の伝播速度を演算する演算方法において、
時間軸上でサーチ範囲T1、T2を設定する手順、
サーチ範囲内で受信波形F(t)のピーク点を抽出する手順、
ピ−ク点近傍において波形円滑度を計算する手順、
ピーク時間Poを規定する手順、
F(T1)とF(Po)を結ぶ基準線Loを設定する手順、
設定した基準線Loから垂線Lsn(n=1,2,3,..n)を設定する手順、
垂線Lsnと波形F(t)との交点までの距離Dnを計算する手順、
距離が最大となる表示線Ld(max)と、波形F(t)との交点座標の伝播時間Toを求める手順、
伝播時間Toからコンクリート中の超音波伝播速度を計算する手順、
を順次行うことを特徴とするコンクリート中の超音波伝播速度の自動演算方法。 - 前記受信波形はノイズを含む受信波形であることを特徴とする請求項1記載のコンクリート中の超音波伝播速度の自動演算方法。
- コンクリート構造物の表面に設置した送信探触子及び受信探触子と、
下記の手順を行うための演算手段と、
を有することを特徴とするコンクリート中の超音波伝播速度の自動演算装置。
時間軸上でサーチ範囲T1、T2を設定する手順、
サーチ範囲内で受信波形F(t)のピーク点を抽出する手順、
ピ−ク点近傍において波形円滑度を計算する手順、
ピーク時間Poを規定する手順、
F(T1)とF(Po)を結ぶ基準線Loを設定する手順、
設定した基準線Loから垂線Lsn(n=1,2,3,..n)を設定する手順、
垂線Lsnと波形F(t)との交点までの距離Dnを計算する手順、
距離が最大となる表示線Ld(max)と、波形F(t)との交点座標の伝播時間Toを求める手順、
伝播時間Toからコンクリート中の超音波伝播速度を計算する手順。
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JP2008002923A (ja) * | 2006-06-22 | 2008-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | コンクリート構造物内の鉄筋腐食程度の非破壊検査方法 |
CN109798824A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-24 | 湖南城市学院 | 一种带裂缝的混凝土空洞三维检测方法及系统 |
CN113190789A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种输气管道裂纹扩展速度计算方法 |
CN113433221A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-24 | 甘肃路桥第三公路工程有限责任公司 | 一种水泥混凝土路面接缝锯切时间预测装置及方法 |
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