JP2008039429A - Device and method for nondestructive inspection on reinforced concrete structure by electromagnetic wave - Google Patents

Device and method for nondestructive inspection on reinforced concrete structure by electromagnetic wave Download PDF

Info

Publication number
JP2008039429A
JP2008039429A JP2006210270A JP2006210270A JP2008039429A JP 2008039429 A JP2008039429 A JP 2008039429A JP 2006210270 A JP2006210270 A JP 2006210270A JP 2006210270 A JP2006210270 A JP 2006210270A JP 2008039429 A JP2008039429 A JP 2008039429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflected wave
reinforced concrete
concrete structure
wave signal
inspection apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006210270A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4038578B1 (en
Inventor
Shogo Tanaka
正吾 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaguchi University NUC
Original Assignee
Yamaguchi University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaguchi University NUC filed Critical Yamaguchi University NUC
Priority to JP2006210270A priority Critical patent/JP4038578B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4038578B1 publication Critical patent/JP4038578B1/en
Publication of JP2008039429A publication Critical patent/JP2008039429A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more surely detect a reflected-wave signal from a crack, a hollow, or the like in a reinforced concrete structure with rebars embedded therewithin. <P>SOLUTION: The nondestructive inspection device comprises: an inspection device body 1 movable to a plurality of positions on a surface of the reinforced concrete structure 6 with rebars 9 embedded therewithin; an electromagnetic wave irradiation means 2 mounted on the device body for irradiating an electromagnetic wave toward the concrete structure; a wave reception means 3 mounted on the device body for acquiring a reflected-wave signal of the electromagnetic wave irradiated from the electromagnetic wave irradiation means; and a signal processing means 4 for detecting a defect in the concrete structure by signal-processing the reflected-wave signal acquired by the reception means. The reception means acquires a plurality of reflected-wave signals different in position with the movement of the device body. The processing means reduces reflected-wave signal components from the rebars by adding up or averaging the plurality of reflected-wave signals different in position acquired by the reception means to detect defects in the concrete structure. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物を電磁波により非破壊検査する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for nondestructive inspection of a reinforced concrete structure in which reinforcing bars are embedded by electromagnetic waves.

近年、コンクリート構造物の劣化による事故が多発する中、これらの早急な検査及び補修が叫ばれている。このようなコンクリート構造物には、トンネル壁のように基本的には鉄筋が含まれない構造物と、ビルディング、橋梁を始めとする鉄筋コンクリート構造物がある。これらに対する非破壊検査手法としては、打音法、超音波法、電磁波レーダ法、レーザ法、赤外線法など各種の手法が研究開発されて来てはいるが、それぞれ得失があり、いまだ安心して使えるものはない。   In recent years, there are many accidents due to deterioration of concrete structures, and these urgent inspections and repairs are called out. Such concrete structures include structures such as tunnel walls that basically do not contain reinforcing bars, and reinforced concrete structures such as buildings and bridges. As non-destructive inspection methods for these, various methods such as sounding method, ultrasonic method, electromagnetic wave radar method, laser method, infrared method have been researched and developed. There is nothing.

また、レーダ(電磁波)を使用した非破壊検査手法も研究開発されて来ている。レーダは稼働性が良いという利点がある。ただ、従来の濃淡画像方式では、レーダ受信信号の濃淡画像を目視でみて異常の有無を判断するという方式であり、信頼度、精度が共に低く、推奨できない。   In addition, nondestructive inspection methods using radar (electromagnetic waves) have been researched and developed. Radar has the advantage of good operability. However, the conventional grayscale image method is a method in which the grayscale image of the radar reception signal is visually observed to determine whether there is an abnormality, and both reliability and accuracy are low and cannot be recommended.

従来方式である濃淡画像を用いた非破壊検査について説明する。濃淡画像とは、電磁波レーダで走査する際、一定距離ごとに電磁波パルスの送受信が行われるが、各ポイントにおいて得られた受信信号を整流した全波整流波形に応じて深度方向、走査方向に2次元的に濃淡をつけた画像である。そして、この濃淡画像を検査員が目視で観察することにより、コンクリート内部の異常を推測・診断するものである。参考のため、図27に深度80mm及び150mmの2層にわたって直径15.9mmの鉄筋が格子状に配筋されている鉄筋コンクリートに対し,隣り合う鉄筋の中央を通って、他の直交する鉄筋に交差するようレーダを走査したときの濃淡画像を示す。図のほぼ中央に現れる(上に凸の) 円弧状のパターンが、上部の交差鉄筋からの反射波によるものである。このパターンは、電磁波レーダと交差鉄筋との距離が近ければ、鉄筋からの反射波の到達時刻が早く、かつ反射波の振幅が大きいが、距離が遠ざかるにつれて到達時刻が遅れ、かつ振幅が小さくなるために生じるものである。また、これらの円弧状の画像の間で深度の深い箇所に、上に凸の薄い円弧状の画像が現れるが、これは下部の交差鉄筋からの反射波によるものである。このように、鉄筋コンクリートにおいては、鉄筋からの反射波が極めて大きいことがわかる。従って、クラック等が内部にあっても、これらからの反射波は鉄筋からの反射波に比べて小さく、濃淡画像からクラックを検知することは極めて困難である。   The conventional nondestructive inspection using the gray image will be described. When scanning with an electromagnetic wave radar, an electromagnetic wave pulse is transmitted and received at a certain distance, but it is 2 in the depth direction and the scanning direction according to the full-wave rectified waveform obtained by rectifying the received signal obtained at each point. This is a dimensionally shaded image. Then, an inspector visually observes this grayscale image, thereby estimating and diagnosing an abnormality inside the concrete. For reference, reinforced concrete with a 15.9 mm diameter reinforcing bar arranged in a grid pattern over two layers of depth 80 mm and 150 mm in Fig. 27 crosses the other orthogonal reinforcing bars through the center of the adjacent reinforcing bars. A gray image when the radar is scanned is shown. The arc-shaped pattern that appears in the center of the figure (convex upward) is due to the reflected wave from the upper crossing rebar. In this pattern, if the distance between the electromagnetic wave radar and the crossing rebar is close, the arrival time of the reflected wave from the rebar is early and the amplitude of the reflected wave is large, but the arrival time is delayed and the amplitude decreases as the distance increases. This is what happens. Further, an upward convex thin arc-shaped image appears at a deep depth between these arc-shaped images, which is due to a reflected wave from the lower crossing reinforcing bar. Thus, in reinforced concrete, it turns out that the reflected wave from a reinforcing bar is very large. Therefore, even if a crack or the like is present inside, the reflected wave from these is smaller than the reflected wave from the reinforcing bar, and it is extremely difficult to detect the crack from the grayscale image.

特許文献1には、本発明の従来技術である、電磁波を用いた鉄筋コンクリート構造物の非破壊検査技術が記載されている。測定された反射波の極値などを健全データと比較することにより鉄筋周辺のクラックを検出するものである。また、特許文献2にも同様に、本発明の従来技術が記載されている。実際の受波信号と予測受波信号波形とをパターンマッチングすることによりコンクリート構造物を非破壊検査するものである。
特開2005−331404号公報 特開2003−207463号公報
Patent Document 1 describes a non-destructive inspection technique for a reinforced concrete structure using electromagnetic waves, which is a conventional technique of the present invention. The cracks around the reinforcing bars are detected by comparing the measured extreme values of reflected waves with sound data. Similarly, Patent Document 2 describes the prior art of the present invention. A concrete structure is nondestructively inspected by pattern matching between an actual received signal and a predicted received signal waveform.
JP-A-2005-331404 JP 2003-207463 A

本発明は、内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物を電磁波により非破壊検査するにあたって、簡単な手法で鉄筋からの反射波信号を低減し、欠陥(クラック、空洞等)からの反射波信号をより確実に検出できる装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention reduces a reflected wave signal from a reinforcing bar by a simple method and non-destructively inspects a reinforced concrete structure in which the reinforcing bar is embedded by using an electromagnetic wave. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method that can detect more reliably.

前記課題を解決するため、本発明は以下の構成になっている。   In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の複数位置に移動可能な検査装置本体と、前記検査装置本体に搭載され、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記検査装置本体に搭載され、前記電磁波照射手段から照射された電磁波の反射波信号を取得する受波手段と、前記受波手段によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理手段と、を有する鉄筋コンクリート構造物検査装置であって、前記受波手段は、前記検査装置本体の移動にともなって、位置の異なる複数の反射波信号を取得し、前記信号処理手段は、前記受波手段によって取得された位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出することを特徴とする。   An inspection apparatus body movable to a plurality of positions on the surface of a reinforced concrete structure in which reinforcing bars are embedded, an electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus body and radiating electromagnetic waves toward the reinforced concrete structure, The reinforced concrete structure is mounted on the inspection apparatus main body and receives the reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave irradiating means, and the signal processing of the reflected wave signal obtained by the wave receiving means. A signal processing means for detecting a defect, wherein the wave receiving means acquires a plurality of reflected wave signals at different positions as the inspection apparatus body moves, and the signal The processing means adds or averages a plurality of reflected wave signals at different positions acquired by the wave receiving means, thereby obtaining the reinforcing bar. It reduces reflection wave signal component of et, and detects a defect of the reinforced concrete structure from the addition or averaged reflected wave signal.

内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の複数位置に検査装置本体を移動させる検査装置本体移動工程と、前記検査装置本体に搭載された電磁波照射手段により、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射工程と、前記電磁波照射工程で照射された電磁波の反射波信号を、前記検査装置本体に搭載された受波手段により取得する工程であって、前記検査装置本体の移動にともなって、位置の異なる複数の反射波信号を取得する受波工程と、前記受波工程によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する工程であって、取得された位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理工程と、を有する。   The inspection apparatus main body moving step of moving the inspection apparatus main body to a plurality of positions on the surface of the reinforced concrete structure in which the reinforcing bars are embedded, and the electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus main body toward the reinforced concrete structure An electromagnetic wave irradiation step of irradiating an electromagnetic wave, and a step of acquiring a reflected wave signal of the electromagnetic wave irradiated in the electromagnetic wave irradiation step by a wave receiving means mounted on the inspection device body, wherein the inspection device body is moved. Along with this, a wave receiving step of acquiring a plurality of reflected wave signals at different positions, and a step of detecting defects in the reinforced concrete structure by performing signal processing on the reflected wave signal acquired by the wave receiving step, The reflected wave signal component from the reinforcing bar is reduced by adding or averaging a plurality of reflected wave signals obtained at different positions, and added. Having a signal processing step of detecting a defect of the reinforced concrete structure from the averaged reflected wave signal.

また、以下の実施態様を有する。   Moreover, it has the following embodiments.

前記検査装置本体の移動範囲は、交差鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記交差鉄筋と隣接する次の交差鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間であり、前記信号処理手段(工程)は、前記移動範囲内での位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋コンクリートの欠陥を検出することを特徴とする。   The range of movement of the inspection apparatus main body is between a position on the surface closest to the crossing rebar and a position on a surface approximately in the middle between the crossing rebar and the next crossing rebar adjacent thereto, and the signal The processing means (step) detects the defect of the reinforced concrete by adding or averaging a plurality of reflected wave signals having different positions within the moving range.

前記加算又は平均された反射波信号は、前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号と、クラックからのクラック反射波信号との和で表現され、前記信号処理手段(工程)は、前記複数の反射波信号、及び、前記クラック反射波信号の各成分を抽出・解析することにより、クラックを検出することを特徴とする。   The added or averaged reflected wave signal is expressed as a sum of a plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure and a crack reflected wave signal from a crack, and the signal processing means (step) includes: A crack is detected by extracting and analyzing the components of the plurality of reflected wave signals and the crack reflected wave signal.

前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、少なくとも、前記鉄筋コンクリート構造物の表面からの反射波である表面反射波信号、及び、前記鉄筋コンクリート構造物の底面からの反射波である底面反射波信号を含むことを特徴とする。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure include at least a surface reflected wave signal that is a reflected wave from the surface of the reinforced concrete structure and a bottom surface that is a reflected wave from the bottom surface of the reinforced concrete structure. A reflected wave signal is included.

前記鉄筋コンクリート構造物は表面に1つ以上の表面層を有しており、前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、前記1つ以上の表面層の各底面からの反射波である表面層底面反射波信号を含むことを特徴とする。前記表面層としては、アスファルト面などがある。   The reinforced concrete structure has one or more surface layers on the surface, and a plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure are further reflected from the bottom surfaces of the one or more surface layers. It includes a surface layer bottom surface reflected wave signal which is a wave. Examples of the surface layer include an asphalt surface.

前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、前記検査装置本体の移動方向に平行な鉄筋からの反射波である平行鉄筋反射波信号を含むことを特徴とする。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure further include a parallel reinforcing bar reflected wave signal that is a reflected wave from a reinforcing bar parallel to the moving direction of the inspection apparatus main body.

前記表面反射波信号は、走査方向に平行な鉄筋からの反射波信号及び欠陥からの反射波信号が現れない正常箇所の表面を走査したときの反射波信号の平均値で近似されることを特徴とする。   The surface reflected wave signal is approximated by an average value of the reflected wave signal when scanning the surface of a normal portion where the reflected wave signal from the reinforcing bar parallel to the scanning direction and the reflected wave signal from the defect do not appear. And

前記欠陥は、クラック、空洞、又は底面形状の欠陥である。   The defects are cracks, cavities, or bottom surface defects.

本発明は、上記構成を採用したことにより、簡単な手法で鉄筋からの反射波信号を低減し、欠陥(クラック、空洞等)からの反射波信号をより確実に検出できる。送受波位置を変えると交差鉄筋からの反射波信号の到達時間が変わるので、送受波位置が異なる交差鉄筋からの反射波信号はそれぞれ位相が相違している。一方、クラック等の欠陥は、比較的同じ深さに広がっていることが多く、送受波位置を変えても反射波信号の位相はほとんど変化しない。本発明者は、位置の異なる複数の反射波信号を単純に加算(平均)することで、交差鉄筋からの反射波信号成分を相殺することができ、クラック等の欠陥からの信号は強調されることを見出した。信号を単純に加算するだけで良いので、簡単な信号処理で済み、装置を簡略化できるとともに検査スピードも向上する。また、走査範囲を、交差鉄筋の真上から、隣接する交差鉄筋との中間部の真上との間にすることにより、より確実に交差鉄筋からの反射波信号を相殺することができる。   By adopting the above configuration, the present invention can reduce the reflected wave signal from the reinforcing bar by a simple method and more reliably detect the reflected wave signal from the defect (crack, cavity, etc.). When the transmission / reception wave position is changed, the arrival time of the reflected wave signal from the crossing rebar changes, so that the reflected wave signals from the crossing rebar having different transmission / reception wave positions have different phases. On the other hand, defects such as cracks often spread to the same depth, and the phase of the reflected wave signal hardly changes even if the transmission / reception wave position is changed. The inventor can simply add (average) a plurality of reflected wave signals at different positions to cancel the reflected wave signal component from the crossing rebar, and the signal from a defect such as a crack is emphasized. I found out. Since it is sufficient to simply add the signals, simple signal processing is sufficient, the apparatus can be simplified and the inspection speed is improved. Moreover, the reflected wave signal from a crossing rebar can be canceled more reliably by setting the scanning range between the point just above the crossing rebar and the point just above the intermediate part between the adjacent crossing rebars.

本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態の装置の概略図である。検査装置本体1に、電磁波照射手段2と受波手段3が搭載されている。検査装置本体1は、鉄筋コンクリート構造物6の表面上を移動するようになっている。鉄筋コンクリート構造物6の表面にはアスファルト7があり、その下にコンクリート8がある。また、コンクリート8には、周期的に鉄筋9が埋め込まれている。検査装置本体1の移動にともなって電磁波照射手段2と受波手段3を駆動して、それぞれ異なる位置からの反射波信号を取得する。信号処理手段4は、取得した異なる位置からの反射波信号を加算(平均)処理し、クラック等の欠陥からの信号を検出して、検出結果を表示手段5で表示する。   An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus according to the present embodiment. An electromagnetic wave irradiation means 2 and a wave receiving means 3 are mounted on the inspection apparatus main body 1. The inspection apparatus main body 1 moves on the surface of the reinforced concrete structure 6. There is asphalt 7 on the surface of the reinforced concrete structure 6, and concrete 8 thereunder. Further, reinforcing bars 9 are periodically embedded in the concrete 8. As the inspection apparatus main body 1 moves, the electromagnetic wave irradiation means 2 and the wave receiving means 3 are driven to acquire reflected wave signals from different positions. The signal processing unit 4 adds (averages) the acquired reflected wave signals from different positions, detects a signal from a defect such as a crack, and displays the detection result on the display unit 5.

鉄筋コンクリートに対し、電磁波レーダの送信器から電磁波を発射すると、正常箇所では図2のように,受信器にはコンクリート表面、交差鉄筋及び底面からの3つの反射波が重畳したものが観測される。図2には1層鉄筋の場合の断面を示すが、2層鉄筋の場合には、2層目(下部層) の交差鉄筋からの弱い反射波も加わる。従って、鉄筋コンクリートのように、数多くの鉄筋が1層あるいは2層にわたって格子状に配筋されているような場合には、クラックからの小さな反射波は鉄筋からの大きな反射波に埋もれてしまい、濃淡画像の目視でクラックを検出するのは困難である。そこで、ここでは、交差鉄筋からの反射波を効果的に除去するための前処理について述べる。いま,レーダを隣り合う鉄筋の中央部分を通って他の直交する交差鉄筋と直交交差するように走査すれば、レーダと交差する交差鉄筋との距離が変わるため、交差鉄筋からの反射波の到達時間が走査距離に応じて変化する。従って、電磁波レーダの基本反射波形が紡錘型振動波形であることを考慮すれば、適切な区間の受信信号を平均処理すると、位相のシフトした多くの交差鉄筋からの反射波を加えることになり、交差鉄筋からの反射波の影響を低減化できる。もちろん、コンクリート表面及び底面からの反射波はそれぞれ平均しても消えることはないから、受信信号を平均化することにより、これら2つの反射波を加えたものが受信信号として残る訳である。従って、もし表面にある程度平行なクラックが内部にあれば、このクラックからの反射波も平均処理により消えることはないから、先の2つの反射波に加わる。よって、この平均波形に、信号伝播モデルによる非破壊検査法を適用すれば、クラック位置及びクラック深度が正確に検出されることになる。なお、平均化する区間であるが、交差鉄筋の真上から次の交差鉄筋との中央までを単位とすればよい。   When electromagnetic waves are emitted from the transmitter of the electromagnetic wave radar to the reinforced concrete, as shown in Fig. 2, at the normal location, the receiver is observed with three reflected waves superimposed from the concrete surface, the crossed reinforcing bars and the bottom surface. FIG. 2 shows a cross section in the case of a single-layer reinforcing bar, but in the case of a two-layer reinforcing bar, a weak reflected wave from the crossing reinforcing bar in the second layer (lower layer) is also added. Therefore, when a large number of reinforcing bars are arranged in one or two layers like a reinforced concrete, the small reflected wave from the crack is buried in the large reflected wave from the reinforcing bar. It is difficult to detect cracks visually. Therefore, here, pre-processing for effectively removing the reflected wave from the crossing rebar will be described. Now, if the radar is scanned so that it intersects perpendicularly with other orthogonal crossing reinforcing bars through the center of adjacent reinforcing bars, the distance between the radar and the crossing reinforcing reinforcing bars changes, so the arrival of reflected waves from the crossing reinforcing bars Time varies depending on the scanning distance. Therefore, considering that the fundamental reflected waveform of the electromagnetic wave radar is a spindle-shaped vibration waveform, when the received signals in the appropriate section are averaged, the reflected waves from many crossed reinforcing bars whose phases are shifted will be added. The influence of the reflected wave from the crossing rebar can be reduced. Of course, since the reflected waves from the concrete surface and the bottom surface do not disappear even if they are averaged, by averaging the received signals, the sum of these two reflected waves remains as the received signal. Therefore, if there is a crack parallel to the surface to some extent, the reflected wave from this crack will not disappear by the averaging process, so it will be added to the previous two reflected waves. Therefore, if a nondestructive inspection method using a signal propagation model is applied to this average waveform, the crack position and crack depth can be detected accurately. In addition, although it is the area to average, what is necessary is just to set it as a unit from right above a cross rebar to the center with the next cross rebar.

交差鉄筋からの反射波の除去について、確認のため、シミュレーションを行ってみる。いま、表面から80mmの深度の直径20mmの鉄筋に垂直に電磁波レーダを走査させた場合を考える。なお,ここでは,コンクリート表面からの反射波(以下,表面波と呼称) 及び交差鉄筋からの基本反射波形として、実験により得た図3及び図4の波形を使用した。また、交差鉄筋からの反射波の強度及び伝播時間としては、発明者が先に導いた信号伝播モデルによるものを充てた(特願2006−132996)。参考のため、交差鉄筋の真上(x = 0mm) 及び交差鉄筋から60mm、120mm 離れた位置に電磁波レーダの中心を置いたときの受信信号波形を示したシミュレーション波形が図5である。表面波の後半の部分で受信信号波形が大きく変わっていることがわかる。いま、交差鉄筋の真上(x = 0mm) からx =125mmの区間の受信信号波形を平均した波形を求めると、図6の破線のようになった。図には表面波も(実線で) 合わせて描いているが、両者は酷似しており、本実施形態により交差鉄筋からの反射波が効果的に除去できることがわかる。参考のため、x = 0mm、x = 60mmにおける受信信号及び上記の平均波形から表面波を差し引いてみると図7のようになり、平均波形は、平均値処理を行わない(x =0mm及び60mmの) 受信信号に比べ、交差鉄筋からの反射波の影響を大幅に抑えることができている。   To confirm the removal of the reflected wave from the crossing rebar, we will perform a simulation to confirm. Consider the case where an electromagnetic wave radar is scanned perpendicularly to a 20 mm diameter reinforcing bar 80 mm deep from the surface. In addition, the waveform of FIG.3 and FIG.4 obtained by experiment was used here as a reflected wave from a concrete surface (henceforth a surface wave) and a basic reflected waveform from a crossing reinforcing bar. In addition, as the intensity and propagation time of the reflected wave from the crossing reinforcing bars, the signal propagation model derived by the inventor was used (Japanese Patent Application No. 2006-132996). For reference, FIG. 5 shows a simulation waveform showing a received signal waveform when the center of the electromagnetic wave radar is placed directly above the crossing rebar (x = 0 mm) and at a position 60 mm and 120 mm away from the crossing rebar. It can be seen that the received signal waveform changes greatly in the latter half of the surface wave. Now, when the waveform obtained by averaging the reception signal waveforms in the section from x = 125 mm directly above the crossed reinforcing bar (x = 0 mm) is as shown by the broken line in FIG. In the figure, surface waves are also drawn together (solid lines), but they are very similar, and it can be seen that the reflected waves from the crossing rebar can be effectively removed by this embodiment. For reference, when the surface wave is subtracted from the received signal at x = 0 mm and x = 60 mm and the above average waveform, the result is as shown in FIG. 7, and the average waveform is not subjected to average value processing (x = 0 mm and 60 mm). B) Compared with the received signal, the influence of the reflected wave from the crossing rebar can be greatly suppressed.

ここでは、コンクリート表面にほぼ平行なクラックが生じていると仮定して、受信信号のモデル化を行う。いま、コンクリート表面からの反射波形をr0(t)、クラックなど媒質境界面からの基本反射波形をr(t)で表すことにすれば、平均波形rave(t)は次式でモデル化できる。 Here, the received signal is modeled on the assumption that a substantially parallel crack has occurred on the concrete surface. If the reflection waveform from the concrete surface is represented by r 0 (t) and the basic reflection waveform from the medium boundary surface such as a crack is represented by r (t), the average waveform r ave (t) is modeled by the following equation: it can.

Figure 2008039429
ただし,ai(i = 0,
1, 2)はそれぞれ表面、クラック、底面からの反射波の一次結合係数を、またTi(i = 0,
1, 2)はそれら反射波の伝播時間を表す。ここで、表面波の一次結合係数a0及び伝播時間T0 は実験により予め求めることができるので、既知とできる。従って、求めるべき未知パラメータは{a1, a2, T1, T2}となるが、これらは次の評価関数を最小化することにより求められる。
Figure 2008039429
Where a i (i = 0,
1, 2) is the primary coupling coefficient of the reflected wave from the surface, crack and bottom, respectively, and T i (i = 0,
1, 2) represents the propagation time of these reflected waves. Here, since the primary coupling coefficient a 0 and the propagation time T 0 of the surface wave can be obtained in advance by experiments, they can be known. Therefore, the unknown parameters to be obtained are {a 1 , a 2 , T 1 , T 2 }, which are obtained by minimizing the following evaluation function.

Figure 2008039429
ここで、rave(t)は実際に求められた平均波形である。つまり、実際の平均波形rave(t)とモデル波形r*(t)のパターンマッチング角を最小にするパラメータ{a1, a2, T1, T2} を求めることにより、クラックの深度を求めようとするものである。なお、(数2)式において、最適なa1, a2 はrave(t) -a0r0(t-T0)をr(t
- T1), r(t - T2)で張られる空間に直交射影することにより,任意のT1, T2 に対して解析解
Figure 2008039429
Here, r ave (t) is an average waveform actually obtained. In other words, by determining the parameters {a 1 , a 2 , T 1 , T 2 } that minimize the pattern matching angle between the actual average waveform r ave (t) and the model waveform r * (t), the crack depth is reduced. It is what you want. In equation (2), the optimum a 1 and a 2 are r ave (t) -a 0 r 0 (tT 0 ) r (t
-Analytical solution for any T 1 , T 2 by orthogonal projection onto the space spanned by T 1 ), r (t-T 2 )

Figure 2008039429
が得られるので、(数2)式の最小化はT1, T2に対してのみ数値的に行えばよい。なお、(数3)式のr1,r2はr1 = r(t - T1),r2 = r(t - T2) の意である。なお,(・,・) 及び||・||はそれぞれヒルベルト空間の内積及びノルム記号である。上記の最適化により{a* 1, a* 2 , T* 1 , T* 2} が得られれば、a* 1の大きさを見ることにより、クラックの有無を判断することができる。つまり、a* 1はクラックからの反射波の大きさを表すことになるので、(1)a* 1 が小さな値であれば、底面以外からの反射波は生じていない(つまり,正常)ことになるが、(2)大きな値であれば、クラックがあり、かつ、そのときの伝播時間T* 1によってクラックの深度L*= [(T* 1 - T0)/2]Vが求まることになる。なお、V (=c/√ε) (c:光速,ε:比誘電率) はコンクリート中の電磁波速度を表す。
Figure 2008039429
Therefore, the minimization of Equation (2) may be performed numerically only for T 1 and T 2 . Note that r 1 and r 2 in the equation (3) mean r 1 = r (t−T 1 ) and r 2 = r (t−T 2 ). (・, ・) And || ・ || are the inner product and norm symbol of Hilbert space, respectively. If {a * 1 , a * 2 , T * 1 , T * 2 } is obtained by the above optimization, the presence or absence of a crack can be determined by looking at the size of a * 1 . In other words, since a * 1 represents the magnitude of the reflected wave from the crack, (1) If a * 1 is a small value, no reflected wave from the bottom surface is generated (that is, normal) (2) If the value is large, there is a crack, and the crack depth L * = [(T * 1 -T 0 ) / 2] V can be obtained from the propagation time T * 1 at that time become. V (= c / √ε) (c: speed of light, ε: relative dielectric constant) represents the speed of electromagnetic waves in concrete.

従って,適当ないき値γを設け、a* 1<γであれば正常と判定し(このときのコンクリート構造物の厚みは[(T* 2 - T0)/2]V )、a* 1>γ であれば、異常と判定し,このときのクラックの深度及びコンクリートの厚みはそれぞれ[(T* 1 - T0)/2]V 、[(T* 2 - T0)/2]Vにより求まる。 Accordingly, a suitable live value gamma provided, determines as normal if a * 1 <γ (thickness of the concrete structure at this time [(T * 2 - T 0 ) / 2] V), a * 1 > γ, it is judged as abnormal, and the crack depth and concrete thickness at this time are [(T * 1 -T 0 ) / 2] V and [(T * 2 -T 0 ) / 2] V, respectively. It is obtained by.

以上、クラックが1 個の場合について述べたが、クラックが2 個以上ある場合、あるいは空洞がある場合も、反射波の数を増やすことにより、上記の検査システムは容易に拡張可能である。つまり、クラックが2 個ある場合は反射波の数をひとつ、空洞が1 個ある場合は空洞底面からの反射波の分ひとつを増やせばよい。   Although the case where there is one crack has been described above, the above inspection system can be easily expanded by increasing the number of reflected waves even when there are two or more cracks or when there are cavities. In other words, if there are two cracks, the number of reflected waves should be increased by one, and if there is one cavity, the number of reflected waves from the bottom of the cavity should be increased.

以下に実験結果を示す。   The experimental results are shown below.

[実施例1] アスファルトを剥がした床版の場合
ここでは、鉄筋コンクリート構造物のひとつとして、高速道路床版を考える。そして、まず、高速道路床版を切り出し、その後、表面のアスファルト部分を剥がした試験体を考えてみた。試験体の概略図を図8に示す。本試験体は高速道路床版であるが、アスファルトを剥がしているため、ビルディングの鉄筋コンクリートと見立てることもできる。試験体の厚みは180mmであるが、鉄筋径がいずれも15.9mmの上下2層の格子状鉄筋が配筋されている。なお、第1層目及び第2層目の鉄筋の深度はそれぞれ約70mm及び140mmである。
[Example 1] In the case of a floor slab from which asphalt has been removed Here, an expressway floor slab is considered as one of the reinforced concrete structures. Then, firstly, a test body in which a highway floor slab was cut out and then the asphalt portion on the surface was peeled off was considered. A schematic diagram of the test specimen is shown in FIG. Although this specimen is an expressway floor slab, it can be thought of as reinforced concrete in a building because the asphalt has been removed. The thickness of the test specimen is 180 mm, but two layers of upper and lower grid-like reinforcing bars with a reinforcing bar diameter of 15.9 mm are arranged. Note that the depths of the first layer and the second layer are about 70 mm and 140 mm, respectively.

図中のy軸方向は車輌の進行する方向を、x軸方向はそれに直交する方向を表すが、第1層目の鉄筋のピッチはy軸及びx軸方向でそれぞれ約250mm,320mmである。一方、第2層目の鉄筋のピッチは、y軸及びx軸方向でそれぞれ約125mm,160mmである。つまり、第2層目の鉄筋のピッチが第1 層目の半分の間隔に(つまり,密に)なっている。更に、第2層目においては,同図(b)に示すように、ところどころ強度を高めるため2 本の鉄筋が束ねて配置されている箇所もある(同図(a)
には,第1層目の鉄筋配置のみを示している)。
In the figure, the y-axis direction represents the direction in which the vehicle travels, and the x-axis direction represents the direction orthogonal thereto, but the pitch of the first layer rebar is about 250 mm and 320 mm in the y-axis and x-axis directions, respectively. On the other hand, the pitch of the second-layer reinforcing bars is about 125 mm and 160 mm in the y-axis and x-axis directions, respectively. In other words, the pitch of the reinforcing bars in the second layer is half the distance (that is, densely) in the first layer. Furthermore, in the second layer, as shown in Fig. 2 (b), there are places where two reinforcing bars are bundled and arranged to increase the strength in some places (Fig. 1 (a)).
Shows only the arrangement of the first-layer reinforcing bars).

上記の試験体に対し,y軸方向の隣り合う鉄筋の中央を通って、x軸方向にある交差鉄筋と直交するようにx 軸方向に[0mm,950mm] の区間を電磁波レーダにより走査したときの(従来の)B モード濃淡画像を図9に示す。図より、円弧状の濃い濃淡画像がそれぞれ150mm,480mm,800mmの3箇所に現れるが、これらは第1層目の交差鉄筋によるものであることは明らかである。これらの円弧状の濃淡画像の間に、極めて薄い他の円弧状の濃淡画像が下の方におぼろげながら見えているが、これらは第2 層目の交差鉄筋による反射波を表している。従来の濃淡画像目視方式では、高々これ位までのことしかわからず、コンクリート中にクラック等の異常があるのか否かの判断は困難である。   When the above specimen is scanned by an electromagnetic wave radar with [0mm, 950mm] in the x-axis direction passing through the center of adjacent reinforcing bars in the y-axis direction and perpendicular to the crossing rebar in the x-axis direction The (conventional) B-mode grayscale image is shown in FIG. From the figure, arc-shaped dark and shaded images appear at three locations of 150 mm, 480 mm, and 800 mm, respectively, but it is clear that these are due to the crossing reinforcing bars in the first layer. Between these arc-shaped gray images, another extremely thin arc-shaped gray image is seen fainting downward, and these represent reflected waves from the second-layer crossing rebar. With the conventional gray-scale image viewing method, only this level can be known, and it is difficult to determine whether there are abnormalities such as cracks in the concrete.

次に、本論の方式で交差鉄筋からの反射波の影響を除去するため、検査区間全体[0mm,950mm]を、(交差鉄筋の真上から隣接する交差鉄筋の中央までを1区間とする)6つの区間S1〜S6に分割し、各区間で受信信号の平均波形を求め、各平均波形に対し提案手法を適用した。その際、クラックからの基本反射波形としては図10に示すものを使用した。また、コンクリート表面からの反射波である表面反射波としては、交差鉄筋と直交交差走査したときの電磁波レーダ受信信号を平均したものを近似解として用いた。この結果、クラックからの反射波の一次結合係数a* 1は図11に示すようになった。なお、各区間の中央の箇所に係数a* 1を代表させて示している。今、いき値をγ= 0.05としたため、図よりS1からS4までは異常、S5,S6の区間では正常と判定できた。そして異常と判定した区間S1〜S4では、T* 1 ,T* 2 よりクラック位置と底面位置を、また正常と判定した区間S5とS6ではT* 2より底面位置を求めた結果、図12に示すようになった。なお、図で□印及び*印で示すのが、それぞれクラック及び床版底面の位置(つまり、深度)である。なお、コンクリートの比誘電率としては、一般的なコンクリートに対して用いられる8を採用した。 Next, in order to remove the influence of the reflected wave from the crossing rebar by the method of this paper, the whole inspection section [0mm, 950mm] is taken as (one section from right above the crossing rebar to the center of the adjacent crossing rebar) It was divided into six sections S1 to S6, the average waveform of the received signal was obtained in each section, and the proposed method was applied to each average waveform. At that time, the waveform shown in FIG. 10 was used as the basic reflection waveform from the crack. Further, as the surface reflected wave that is a reflected wave from the concrete surface, an averaged electromagnetic wave radar reception signal when orthogonal cross scanning with the crossing rebar was used as an approximate solution. As a result, the primary coupling coefficient a * 1 of the reflected wave from the crack was as shown in FIG. The coefficient a * 1 is shown as a representative at the center of each section. Since the threshold value is now γ = 0.05, it can be determined from the figure that S1 to S4 are abnormal and S5 and S6 are normal. Then, in the sections S1 to S4 determined to be abnormal, the crack position and the bottom surface position were determined from T * 1 and T * 2 , and in the sections S5 and S6 determined to be normal, the bottom surface position was determined from T * 2 . Came to show. In the figure, the □ mark and the * mark indicate the position of the crack and the floor slab bottom (that is, the depth), respectively. As the relative dielectric constant of concrete, 8 used for general concrete was adopted.

図より,本実施例により計測された床版の厚みはほぼ180mmとなっており、実際の値とほとんど一致することがわかる。また、S1からS4の区間に深度が48mmから76mmにわたって傾斜クラックが生じていることがわかる。これらの診断結果を検証するため、区間S2とS3の境界付近でコアリングを行った。このときのコアリング穴内部の写真を図13に示すが、コアリングにより実際に観察したクラックは傾斜を有しており、しかもクラックの深度は55mmから70mm程度にわたっていた。よって、本実施例ではかなり高精度にクラックの位置及び深度が計測できていることがわかる。   From the figure, it can be seen that the thickness of the floor slab measured by this example is almost 180 mm, which is almost the same as the actual value. It can also be seen that inclined cracks occur in the section from S1 to S4 over a depth of 48 mm to 76 mm. In order to verify these diagnostic results, coring was performed near the boundary between sections S2 and S3. A photograph of the inside of the coring hole at this time is shown in FIG. 13. The crack actually observed by coring had an inclination, and the depth of the crack ranged from about 55 mm to 70 mm. Therefore, it can be seen that the position and depth of the crack can be measured with very high accuracy in this embodiment.

参考のため,異常箇所S2及び正常箇所S6における平均処理後の受信信号波形及び提案手法による(モデルに基づく) 最適予測波形を図14及び図15に示すが、いずれの箇所も、2つの波形はよく類似しており、本実施例手法の合理性が確認できる。   For reference, the received signal waveform after the average processing at the abnormal location S2 and the normal location S6 and the optimum predicted waveform (based on the model) according to the proposed method are shown in FIGS. 14 and 15. It is very similar and the rationality of the method of this embodiment can be confirmed.

[実施例2] アスファルトを剥がしていない床版の場合
次に、アスファルトを剥がす前の状態で高速道路床版試験体に対し実験を行ってみた。つまり、実質的に高速道路のままの床版について検査実験をしてみた。これは、アスファルトを剥がさない状態でも、高速道路床版の異常診断が的確に行えるか否かをみるためである。試験体及び実験の概略図を図16に示す。走査ラインは実施例1と同一である。
[Example 2] In the case of a floor slab in which asphalt has not been peeled Next, an experiment was conducted on a highway floor slab specimen in a state before the asphalt was peeled off. In other words, an inspection experiment was conducted on a floor slab that was essentially a freeway. This is to check whether or not the abnormality diagnosis of the highway floor slab can be accurately performed even when the asphalt is not peeled off. A schematic diagram of the test specimen and the experiment is shown in FIG. The scanning line is the same as in the first embodiment.

参考のため、図17にこのときの濃淡画像を示すが、アスファルトの厚さが50mmあるため、交差鉄筋からの反射波による円弧状のパターンが深度の深い方へ後退しているだけでなく、画像が前のときよりも薄くなっている。このときのレーダ受信信号に対し、実施例1と同様に走査範囲をS1からS6の6区間に分割した。そして各区間において受信信号の平均化を行い、本実施例方式を適用した。   For reference, the gray image at this time is shown in FIG. 17, but since the asphalt thickness is 50 mm, the arc-shaped pattern due to the reflected wave from the crossing reinforcing bars not only recedes toward the deeper depth, The image is lighter than before. For the radar received signal at this time, the scanning range was divided into six sections S1 to S6 as in the first embodiment. Then, the received signal was averaged in each section, and the present embodiment method was applied.

参考のため、このときの区間S1に対する平均波形を図18に示すが、受信信号の最初の部分から、波形がアスファルトを剥がした場合の波形(図14、図15)と異なることがわかる。これは、アスファルトとコンクリートの境界面からの反射波が新たに受信信号に加わっているためである。このことから、アスファルトを剥がさない状態における床版の異常診断に際しては、もしクラックがあれば、表面、クラック、底面からの3つの反射波に、新たにアスファルトとコンクリートの境界面からの反射波を考えた4反射波モデルを採用しなければならないことがわかる。   For reference, the average waveform for the section S1 at this time is shown in FIG. 18, but it can be seen from the first part of the received signal that the waveform is different from the waveform when the asphalt is peeled off (FIGS. 14 and 15). This is because the reflected wave from the boundary surface between asphalt and concrete is newly added to the received signal. Therefore, when diagnosing floor slabs without removing asphalt, if there is a crack, three new reflected waves from the surface, crack, and bottom surface are added to the reflected surface from the interface between asphalt and concrete. It can be seen that the four-reflection model considered must be adopted.

従って、このアスファルト付き高速道路床版試験体に対し、4反射波モデルを用いて、まず表面波、(アスファルトと鉄筋コンクリートの)境界面、クラック及び底面の反射波の一次結合係数a* 0,a* 1,a* 2,a* 3及び伝播時間T* 1 ,T* 2 ,T* 3を求めた(T* 0は既知)。このときの区間S1からS6に対するクラックからの反射波の一次結合係数a* 2を示したのが図19である。実施例1と同じいき値γ=0.05を採用すれば、S1からS4の範囲では(クラックからの反射波の一次結合係数) a* 2がいき値よりも大きくなっていることから、これらの4 つの区間においてはクラックが生じていることがわかる。そして、この区間に対してはT* 1 ,T* 2 ,T* 3よりそれぞれアスファルトの厚み、クラック及び底面の位置を求め、また残りの区間S5, S6に対してはa* 2がいき値より小さくなったため正常と判定し、この区間に対してはT* 1 ,T* 3よりアスファルトの厚み及び底面の位置を求めた結果、図20のようになった。なお、図中の△印はアスファルトとコンクリートの境界面の位置を、□印及び*印は実施例1と同様、それぞれクラック及び床版底面の位置を示す。なお、ここではアスファルト及びコンクリートの比誘電率としてそれぞれ標準的な5及び8を採用した。 Therefore, for the asphalt-equipped highway floor slab specimen, using the four-reflected wave model, firstly the primary coupling coefficient a * 0 , a of the surface wave, the boundary surface (of asphalt and reinforced concrete), the crack and the reflected wave of the bottom * 1 , a * 2 , a * 3 and propagation times T * 1 , T * 2 , T * 3 were obtained (T * 0 is known). FIG. 19 shows the primary coupling coefficient a * 2 of the reflected wave from the crack in the sections S1 to S6 at this time. If the same threshold value γ = 0.05 as in Example 1 is adopted, in the range from S1 to S4, (the primary coupling coefficient of the reflected wave from the crack) a * 2 is larger than the threshold value. It can be seen that cracks have occurred in the two sections. And for this section, the asphalt thickness, crack and bottom position are calculated from T * 1 , T * 2 and T * 3 respectively, and a * 2 is the threshold value for the remaining sections S5 and S6. Since it became smaller, it was determined to be normal, and as a result of obtaining the thickness of the asphalt and the position of the bottom surface from T * 1 and T * 3 for this section, it was as shown in FIG. In addition, (triangle | delta) mark in a figure shows the position of the boundary surface of asphalt and concrete, and □ mark and * mark show the position of a crack and a floor slab bottom, respectively, similarly to Example 1. In this case, standard 5 and 8 were adopted as the relative dielectric constant of asphalt and concrete, respectively.

図より、アスファルトの厚さがほとんど誤差なく高精度に測れているだけでなく、アスファルトを剥がさなくてもクラック位置・深度が高精度に検出できていることがわかる(参考のため、アスファルトを剥がさない場合と剥がした場合とでクラック深度の計測値の差を求めると、最大で4.5mm)。ただ、底面の深度が実測値230mmより若干浅めに測れているが、これはこの深度が本実験で使用した電磁波レーダの探査深度の限界付近であるためである。このことから、アスファルトを剥がさずに、底面の位置までより正確な計測・診断を行うためには、もう少し探査深度の大きい(つまり,パワーの大きい)電磁波レーダを使用する必要があることがわかる。   From the figure, it can be seen that the thickness of the asphalt is not only measured with high accuracy and with high accuracy, but also the crack position and depth can be detected with high accuracy without removing the asphalt (for reference, the asphalt is removed). The maximum difference in crack depth measurement between the case of no peeling and the case of peeling is 4.5 mm). However, the depth of the bottom surface is measured slightly shallower than the actual measurement value of 230 mm, because this depth is near the limit of the exploration depth of the electromagnetic wave radar used in this experiment. From this, it can be seen that in order to perform more accurate measurement / diagnosis up to the position of the bottom without peeling off the asphalt, it is necessary to use an electromagnetic wave radar having a slightly larger exploration depth (that is, greater power).

とにかく、アスファルトを張った状態での高速道路床版試験体に対する非破壊検査結果は、アスファルトを剥がした試験体とほとんど同程度の高精度な検査結果となることがわかった。   Anyway, it was found that the non-destructive inspection results for the highway floor slab specimens with asphalt were almost as accurate as those for the asphalt peeled specimens.

なお、比誘電率などの物性値はここでは便宜上標準的な値を用いたが、これでも十分な精度の計測結果が得られている。現地で更に信頼度のある計測値を得ようと思えば、コアリングして解析をするか、あるいは鉄筋からの反射波を利用して比誘電率を計測することなどが考えられる。   Here, standard values for the physical properties such as the relative permittivity are used here for convenience, but a measurement result with sufficient accuracy can be obtained. If you want to obtain more reliable measurement values at the site, you can consider coring and analyzing, or measuring the dielectric constant using the reflected waves from the reinforcing bars.

実施例1及び2では、電磁波レーダの走査に際して理想的な場合を、つまり走査ラインとして2本の隣接する鉄筋の中央を通って他の直交する交差鉄筋方向へ走査した場合を考えたが、現場での検査においては、当然、走査ラインに関する制約ができるだけ少ないことが望まれる。そこで、以下は、実施例1及び2とは異なる走査を行った場合の実施例である。   In the first and second embodiments, an ideal case when scanning with an electromagnetic wave radar was considered, that is, a case where a scan line was scanned in the direction of another crossing reinforcing bar passing through the center of two adjacent reinforcing bars. In the inspection, it is naturally desirable that there are as few restrictions on the scanning line as possible. Therefore, the following is an example when scanning different from that in Examples 1 and 2 is performed.

[実施例3] 走査ラインが2本の平行鉄筋の中央からはずれた場合
図21に示すように、実施例2のアスファルトを剥がさない場合の高速道路床版試験体について、y=0mmを走査方向鉄筋の真上とした±120mmの範囲で、20mm間隔にて電磁波レーダを中央からシフトしx軸に平行に走査させた。ただし、x軸方向の走査区間は、共通に先のS3の区間(約160mm)とし、走査ラインごとに当該区間の受信信号の平均波形を求めた。なお、走査ラインが走査方向鉄筋に近い場合は、受信信号に走査方向鉄筋からの反射波が絶えず加わるため、先の反射波モデルに、新たに走査方向鉄筋からの反射波を加えたものを採用することにした。つまり、アスファルト表面、アスファルト底面、走査方向鉄筋、クラック、床版底面からの5つの反射波を考慮した5反射波モデルを採用した。
[Example 3] When the scanning line deviates from the center of the two parallel reinforcing bars As shown in FIG. 21, in the highway floor slab specimen when the asphalt of Example 2 is not peeled off, y = 0 mm is set in the scanning direction. The electromagnetic wave radar was shifted from the center and scanned in parallel with the x-axis at intervals of 20 mm within a range of ± 120 mm directly above the rebar. However, the scanning section in the x-axis direction was commonly set to the previous S3 section (about 160 mm), and the average waveform of the received signal in the section was obtained for each scanning line. When the scanning line is close to the scanning direction reinforcing bar, the reflected wave from the scanning direction reinforcing bar is constantly added to the received signal. Therefore, the reflected wave from the scanning direction reinforcing bar is newly added to the previous reflected wave model. Decided to do. In other words, a five-reflection model that takes into account five reflected waves from the asphalt surface, asphalt bottom, scanning rebar, crack, and floor slab bottom was adopted.

このとき、提案システムにより求めたクラックからの反射波の一次結合係数を図22に示すが、走査方向鉄筋に近い走査ラインでは、この走査方向鉄筋からの反射波が大きいため、相対的にクラックからの反射波の一次結合係数が小さくなる。なお、この走査方向鉄筋からの反射波の係数を図23に示すが、走査方向鉄筋の近くでは反射波の係数の絶対値が大きな値となるが、この走査方向鉄筋から40mm程度離れると走査方向鉄筋からの反射波一次結合係数は急激に小さくなることがわかる。逆に、クラックからの反射波一次結合係数は大きくなる。   At this time, the primary coupling coefficient of the reflected wave from the crack obtained by the proposed system is shown in FIG. 22, but in the scanning line close to the scanning direction reinforcing bar, the reflected wave from the scanning direction reinforcing bar is large. The primary coupling coefficient of the reflected wave becomes smaller. The coefficient of the reflected wave from the scanning direction reinforcing bar is shown in FIG. 23. The absolute value of the reflected wave coefficient is large in the vicinity of the scanning direction reinforcing bar. It can be seen that the primary coupling coefficient of the reflected wave from the reinforcing bar decreases rapidly. Conversely, the reflected wave primary coupling coefficient from the crack increases.

ところで、前実施例と同様、クラックからの反射波の一次結合係数に対するいき値を0.05として、この値よりも一次結合係数が大きい箇所について(クラック有りと判定し)、反射波到達時刻よりアスファルト底面、クラック、床版底面の深度を求め、それ以外の箇所ではアスファルト底面及び床版底面の深度を求めた。この結果を図24に示すが、アスファルト底面及び床版底面の深度は実施例2と同様な計測値が得られており、かつクラックについても、計測された深度は105mm程度であり、前実施例のように走査方向鉄筋の中央を走査したときとほとんど同一の結果が得られている。ただ、走査方向鉄筋の付近ではこの走査方向鉄筋からの反射波が大きいため、この近辺±40mmの領域ではクラックが検出されず、正しく検出しようとすれば走査ラインを走査方向鉄筋から40mm程度離す必要があることがわかる。   By the way, as in the previous embodiment, the threshold value for the primary coupling coefficient of the reflected wave from the crack is set to 0.05, and the portion where the primary coupling coefficient is larger than this value (determined that there is a crack), the asphalt bottom from the reflected wave arrival time. Then, the depth of the crack and the floor slab bottom was obtained, and the depth of the asphalt bottom and the floor slab bottom was obtained at other points. This result is shown in FIG. 24. As for the depth of the bottom surface of the asphalt and the floor slab, the same measured values as in Example 2 were obtained, and the measured depth of cracks was about 105 mm. Thus, almost the same result as that obtained by scanning the center of the reinforcing bar in the scanning direction is obtained. However, since the reflected wave from the scanning bar is large in the vicinity of the scanning reinforcing bar, cracks are not detected in this area of ± 40 mm. I understand that there is.

参考のため、この走査方向の鉄筋に対しても、クラックの場合と共通のいき値0.05を採用し、このいき値より大きな一次結合係数の走査ラインの箇所で走査方向鉄筋の深度を求めた結果を図24に太線で示している。図より、レーダと走査方向鉄筋の距離が離れるにつれて鉄筋の深度が深くなるのは、走査方向鉄筋からの反射波の到達時刻が遅れるからである。また、これがクラックでなく、走査方向鉄筋からの影響であるというのは、反射波一次結合係数が負であることから容易に識別できる。   For reference, the same threshold value 0.05 as in the case of cracks was adopted for the reinforcing bar in the scanning direction, and the depth of the reinforcing bar in the scanning direction was obtained at the position of the scanning line with the primary coupling coefficient larger than this threshold value. Is indicated by a thick line in FIG. From the figure, the depth of the reinforcing bar increases as the distance between the radar and the scanning reinforcing bar increases, because the arrival time of the reflected wave from the scanning reinforcing bar is delayed. In addition, this is not a crack but an effect from the scanning direction reinforcing bar, which can be easily identified because the reflected wave primary coupling coefficient is negative.

以上より、電磁波レーダの走査に際し、走査方向鉄筋と40mm程度以上離れれば、クラックの検出及びクラック深度の計測が可能であることがわかった。なお、走査方向鉄筋の近くではクラックの反射波係数はいき値0.05よりも低下するが、試しにクラックがあるとしてクラック深度を強引に求めてみると◆印のようになり、走査方向鉄筋から離れた走査ラインで求まったクラック深度とほぼ一致することがわかる。よって、走査方向鉄筋からの反射波の有無に拘わらず、反射波があるとした一般的なシステムを作成することもできる。   From the above, it was found that, when scanning with an electromagnetic wave radar, detection of cracks and measurement of crack depth are possible if they are separated from the reinforcing bars in the scanning direction by about 40 mm or more. Note that the reflection wave coefficient of the crack is lower than the threshold value of 0.05 near the scanning direction reinforcing bar, but when the crack depth is forcibly determined as a crack in the test, it becomes as shown by ◆ and away from the scanning direction reinforcing bar. It can be seen that this is almost the same as the crack depth found in the scanning line. Therefore, it is possible to create a general system in which there is a reflected wave regardless of the presence or absence of the reflected wave from the scanning direction reinforcing bar.

[実施例4] 走査ラインが鉄筋と斜めに交差する場合
次に、レーダが鉄筋と直交交差でなく、ある角度をもって斜めに交差する場合を考えてみる。参考のため、ここでは、交差鉄筋となす角度が10度,30度,60度の3通りについての非破壊検査結果を示す。但し、交差箇所はクラックのある領域S3としている。このとき、先と同じように、鉄筋と交差する手前120mmから交差ポイントまでの受信データの平均波形に対して提案システムを適用したときのクラックからの反射波一次結合係数を示したのが図25である。いずれの角度の場合においても、一次結合係数は先に挙げたいき値0.05よりも大きな値をとっており、走査ライン直下にクラックが生じていることがわかる。なお、ここでは4反射波モデルを採用しているが、このときの各反射波の到達時間より、アスファルトの底面、クラック、コンクリート底面の深度を求めると図26のようになった。
[Embodiment 4] When the scanning line crosses the reinforcing bar diagonally Next, let us consider a case where the radar crosses the reinforcing bar diagonally at a certain angle instead of orthogonal crossing. For reference, here are the non-destructive inspection results for three angles of 10 degrees, 30 degrees, and 60 degrees. However, intersections are an area S 3 with a crack. At this time, as before, FIG. 25 shows the primary coupling coefficient of the reflected wave from the crack when the proposed system is applied to the average waveform of the received data from 120 mm before the intersection with the reinforcing bar to the intersection. It is. At any angle, the primary coupling coefficient has a value larger than the above-described threshold value of 0.05, and it can be seen that a crack is generated immediately below the scanning line. Here, a four-reflected wave model is adopted, but the depth of the bottom surface of the asphalt, cracks, and concrete bottom surface is obtained from the arrival time of each reflected wave at this time, as shown in FIG.

以上のように、実施例3,4によれば、電磁波レーダの走査ラインにかなりの自由度を与えても、クラックの検出及び位置計測が高精度に行えることがわかった。このことは、換言すれば、クラックがコンクリート表面に対し傾斜をもった場合にもクラックからの反射波を強調できる方向を見い出せることを意味し,クラックが必ずしもコンクリート表面に平行でなくてもよいことを示す。   As described above, according to Examples 3 and 4, it was found that crack detection and position measurement can be performed with high accuracy even when a considerable degree of freedom is given to the scanning line of the electromagnetic wave radar. In other words, this means that even when the crack is inclined with respect to the concrete surface, it is possible to find a direction in which the reflected wave from the crack can be emphasized, and the crack does not necessarily have to be parallel to the concrete surface. It shows that.

本発明の実施形態の概略図。1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. 電磁波の伝播経路を示す図。The figure which shows the propagation path of electromagnetic waves. コンクリート表面からの反射波の波形。Waveform of reflected wave from concrete surface. 鉄筋からの反射波を示す波形。Waveform showing the reflected wave from the reinforcing bar. 検査装置本体が鉄筋上を動いたときの各位置ごとの波形(xは鉄筋からの水平距離)。Waveform at each position when the inspection apparatus body moves on the reinforcing bar (x is the horizontal distance from the reinforcing bar). 表面からの反射波と平均化した反射波の波形の違い示すグラフ。The graph which shows the difference in the waveform of the reflected wave from the surface, and the average reflected wave. 受信した反射波と表面からの反射波の波形の差分を示すグラフ。The graph which shows the difference of the waveform of the received reflected wave and the reflected wave from the surface. 実施例1の試験体の概略図。1 is a schematic diagram of a test body of Example 1. FIG. 実施例1の従来技術であるBモード濃淡画像。FIG. 2 is a B-mode grayscale image that is the conventional technology of Embodiment 1. FIG. クラックからの基本反射波形。Basic reflection waveform from the crack. 実施例1における、クラックからの反射波の一次結合係数を示すグラフ。3 is a graph showing a primary coupling coefficient of a reflected wave from a crack in Example 1. FIG. 実施例1の測定結果を示すグラフ。3 is a graph showing measurement results of Example 1. コアリング内部の写真。A photo inside the coring. 異常区間S2における、平均処理後の受信信号波形と最適予測波形の比較を示すグラフ。The graph which shows the comparison of the received signal waveform after an average process, and the optimal prediction waveform in abnormal area S2. 正常区間S6における、平均処理後の受信信号波形と最適予測波形の比較を示すグラフ。The graph which shows the comparison of the received signal waveform after an average process, and an optimal prediction waveform in normal area S6. 実施例2の試験体及び実験の概略図。FIG. 3 is a schematic view of a test body of Example 2 and an experiment. 実施例2の従来技術であるBモード濃淡画像。FIG. 6 is a B-mode grayscale image that is a conventional technique of Embodiment 2. FIG. 実施例2における、区間S1に対する平均波形。The average waveform with respect to area S1 in Example 2. FIG. 実施例2における、クラックからの反射波の一次結合係数を示すグラフ。The graph which shows the primary coupling coefficient in the reflected wave from a crack in Example 2. FIG. 実施例2の測定結果を示すグラフ。6 is a graph showing measurement results of Example 2. 実施例3の試験体及び実験の概略図。Schematic of the test body and experiment of Example 3. 実施例3における、クラックからの反射波の一次結合係数を示すグラフ。6 is a graph showing a primary coupling coefficient of a reflected wave from a crack in Example 3. 実施例3における、平行鉄筋からの反射波の一次結合係数を示すグラフ。The graph which shows the primary coupling coefficient in the reflected wave from a parallel reinforcing bar in Example 3. FIG. 実施例3の測定結果を示すグラフ。10 is a graph showing measurement results of Example 3. 実施例4における、鉄筋からの反射波の一次結合係数を示すグラフ。The graph which shows the primary coupling coefficient in the reflected wave from a reinforcing bar in Example 4. FIG. 実施例4の測定結果を示すグラフ。10 is a graph showing measurement results of Example 4. 従来技術のBモード濃淡画像。B-mode grayscale image of the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 検査装置本体
2 電磁波照射手段
3 受波手段
4 信号処理手段
5 表示手段
6 鉄筋コンクリート構造物
7 アスファルト
8 コンクリート
9 鉄筋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus main body 2 Electromagnetic wave irradiation means 3 Wave receiving means 4 Signal processing means 5 Display means 6 Reinforced concrete structure 7 Asphalt 8 Concrete 9 Reinforcing bar

内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上を略直線的に移動する検査装置本体と、前記検査装置本体に搭載され、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記検査装置本体に搭載され、前記電磁波照射手段から照射された電磁波の反射波信号を取得する受波手段と、前記受波手段によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理手段と、を有する鉄筋コンクリート構造物検査装置であって、前記検査装置本体の移動範囲は、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間を少なくとも含み、前記受波手段は、前記検査装置本体の移動にともなって、前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を取得し、前記信号処理手段は、前記受波手段によって取得された、前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記検査装置本体の移動方向に略直交する前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の表面に略平行な欠陥を検出することを特徴とする。 An inspection apparatus main body that moves substantially linearly on the surface of a reinforced concrete structure in which reinforcing bars are embedded, an electromagnetic wave irradiation means that is mounted on the inspection apparatus main body and irradiates electromagnetic waves toward the reinforced concrete structure, and The reinforced concrete structure is mounted on the inspection apparatus main body and receives the reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave irradiating means, and the signal processing of the reflected wave signal obtained by the wave receiving means. A signal processing means for detecting a defect, wherein the moving range of the inspection apparatus main body is a position on the surface closest to the reinforcing bar and another reinforcing bar that is parallel and adjacent to the reinforcing bar. It includes a location on substantially intermediate surface between, between at least, the reception means, with the movement of the inspection apparatus main body, the movement range Obtaining a plurality of reflected wave signals of successive different positions in the inner, the signal processing means, obtained by the wave receiving means, adding or averaging a plurality of the reflected wave signal of successive different positions within the movement range To reduce the reflected wave signal component from the reinforcing bar substantially orthogonal to the moving direction of the inspection apparatus body, and detect a defect substantially parallel to the surface of the reinforced concrete structure from the added or averaged reflected wave signal It is characterized by.

検査装置本体を、内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間を少なくとも含む移動範囲で、略直線的に移動させる検査装置本体移動工程と、前記検査装置本体に搭載された電磁波照射手段により、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射工程と、前記電磁波照射工程で照射された電磁波の反射波信号を、前記検査装置本体に搭載された受波手段により取得する工程であって、前記検査装置本体の移動にともなって、前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を取得する受波工程と、前記受波工程によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する工程であって、取得された前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記検査装置本体の移動方向に略直交する前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の表面に略平行な欠陥を検出する信号処理工程と、を有する。 On the surface of the reinforced concrete structure in which the reinforcing bar is embedded, on the surface on the surface closest to the reinforcing bar and on the surface substantially intermediate between another reinforcing bar that is parallel to and adjacent to the reinforcing bar. An electromagnetic wave that radiates electromagnetic waves toward the reinforced concrete structure by an inspection apparatus main body moving step that moves substantially linearly within a movement range that includes at least the position and electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus main body. an irradiation step, the reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted by the electromagnetic wave irradiation step, a step of obtaining the reception means mounted on the test apparatus main body, along with the movement of the inspection apparatus main body, the movement a wave receiving step of acquiring a plurality of reflected wave signals of consecutive different positions within the rebar con by performing signal processing on the reflected wave signal obtained by the wave receiving step A process for detecting a defect in Ried structure, the substantially perpendicular to the moving direction of the inspection apparatus main body by adding or averaging a plurality of the reflected wave signal of successive different positions in the acquired moving range A signal processing step of reducing a reflected wave signal component from the reinforcing bar and detecting a defect substantially parallel to the surface of the reinforced concrete structure from the added or averaged reflected wave signal.

内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上を略直線的に移動する検査装置本体と、前記検査装置本体に搭載され、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記検査装置本体に搭載され、前記電磁波照射手段から照射された電磁波の反射波信号を取得する受波手段と、前記受波手段によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理手段と、を有する鉄筋コンクリート構造物検査装置であって、前記検査装置本体の移動範囲は、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間を少なくとも含み、前記受波手段は、前記検査装置本体の移動にともなって、前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を取得し、前記信号処理手段は、前記受波手段によって取得された反射波信号のうち、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間の連続した位置の複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記検査装置本体の移動方向に略直交する前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の表面に略平行な面を含む欠陥を検出することを特徴とする。 An inspection apparatus main body that moves substantially linearly on the surface of a reinforced concrete structure in which reinforcing bars are embedded, an electromagnetic wave irradiation means that is mounted on the inspection apparatus main body and irradiates electromagnetic waves toward the reinforced concrete structure, and The reinforced concrete structure is mounted on the inspection apparatus main body and receives the reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave irradiating means, and the signal processing of the reflected wave signal obtained by the wave receiving means. A signal processing means for detecting a defect, wherein the moving range of the inspection apparatus main body is a position on the surface closest to the reinforcing bar and another reinforcing bar that is parallel and adjacent to the reinforcing bar. It includes a location on substantially intermediate surface between, between at least, the reception means, with the movement of the inspection apparatus main body, the movement range Obtaining a plurality of reflected wave signals of successive different positions in the inner, the signal processing means, out of the acquired reflected-wave signal by the wave receiving means, and position on the surface closest to the reinforcing bars, parallel to the reinforcing bars By adding or averaging a plurality of reflected wave signals at successive positions between the position on the substantially intermediate surface between the adjacent rebars and substantially perpendicular to the moving direction of the inspection apparatus main body The reflected wave signal component from the reinforcing bar is reduced, and a defect including a plane substantially parallel to the surface of the reinforced concrete structure is detected from the added or averaged reflected wave signal.

検査装置本体を、内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間を少なくとも含む移動範囲で、略直線的に移動させる検査装置本体移動工程と、前記検査装置本体に搭載された電磁波照射手段により、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射工程と、前記電磁波照射工程で照射された電磁波の反射波信号を、前記検査装置本体に搭載された受波手段により取得する工程であって、前記検査装置本体の移動にともなって、前記移動範囲内で連続した異なる位置の複数の反射波信号を取得する受波工程と、前記受波工程によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する工程であって、取得された反射波信号のうち、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋に平行で隣接する別の鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間の連続した異なる位置の複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記検査装置本体の移動方向に略直交する前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の表面に略平行な面を含む欠陥を検出する信号処理工程と、を有する。 On the surface of the reinforced concrete structure in which the reinforcing bar is embedded, on the surface on the surface closest to the reinforcing bar and on the surface substantially intermediate between another reinforcing bar that is parallel to and adjacent to the reinforcing bar. An electromagnetic wave that radiates electromagnetic waves toward the reinforced concrete structure by an inspection apparatus main body moving step that moves substantially linearly within a movement range that includes at least the position and electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus main body. an irradiation step, the reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted by the electromagnetic wave irradiation step, a step of obtaining the reception means mounted on the test apparatus main body, along with the movement of the inspection apparatus main body, the movement a wave receiving step of acquiring a plurality of reflected wave signals of consecutive different positions within the rebar con by performing signal processing on the reflected wave signal obtained by the wave receiving step A process for detecting a defect in Ried structure, among the acquired reflected-wave signal, substantially intermediate surface between the position on the surface closest to the reinforcing bars, and another reinforcing bars adjacent to each other in parallel to the reinforcing bars A reflected wave signal component from the reinforcing bar that is substantially orthogonal to the moving direction of the inspection apparatus main body is reduced by adding or averaging a plurality of reflected wave signals at consecutive different positions between the upper position and the upper position. And a signal processing step of detecting a defect including a plane substantially parallel to the surface of the reinforced concrete structure from the averaged reflected wave signal.

Claims (16)

内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の複数位置に移動可能な検査装置本体と、
前記検査装置本体に搭載され、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記検査装置本体に搭載され、前記電磁波照射手段から照射された電磁波の反射波信号を取得する受波手段と、
前記受波手段によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理手段と、
を有する鉄筋コンクリート構造物検査装置であって、
前記受波手段は、前記検査装置本体の移動にともなって、位置の異なる複数の反射波信号を取得し、
前記信号処理手段は、前記受波手段によって取得された位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出することを特徴とする鉄筋コンクリート構造物検査装置。
A main body of the inspection apparatus movable to a plurality of positions on the surface of the reinforced concrete structure in which the reinforcing bars are embedded;
An electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus main body and radiating an electromagnetic wave toward the reinforced concrete structure;
A wave receiving means mounted on the inspection apparatus body for obtaining a reflected wave signal of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave irradiation means;
Signal processing means for detecting defects in the reinforced concrete structure by signal processing the reflected wave signal acquired by the wave receiving means;
A reinforced concrete structure inspection apparatus having
The wave receiving means acquires a plurality of reflected wave signals at different positions as the inspection apparatus body moves.
The signal processing means reduces or reduces a reflected wave signal component from the reinforcing bar by adding or averaging a plurality of reflected wave signals at different positions acquired by the receiving means, and adding or averaging the reflected wave signals from the added or averaged reflected wave signals A reinforced concrete structure inspection apparatus for detecting a defect in the reinforced concrete structure.
前記検査装置本体の移動範囲は、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋と隣接する鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間であり、
前記信号処理手段は、前記移動範囲内での位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することを特徴とする請求項1記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。
The range of movement of the inspection apparatus main body is between a position on the surface closest to the reinforcing bar and a position on a surface approximately in the middle between the reinforcing bar and the adjacent reinforcing bar,
The reinforced concrete structure inspection apparatus according to claim 1, wherein the signal processing means adds or averages a plurality of reflected wave signals having different positions within the moving range.
前記加算又は平均された反射波信号は、前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号と、クラックからのクラック反射波信号との和で表現され、
前記信号処理手段は、前記複数の反射波信号、及び、前記クラック反射波信号の各成分を抽出・解析することにより、クラックを検出することを特徴とする請求項1又は2記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。
The added or averaged reflected wave signal is expressed as a sum of a plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure and a crack reflected wave signal from a crack,
3. The reinforced concrete structure according to claim 1, wherein the signal processing means detects cracks by extracting and analyzing the components of the plurality of reflected wave signals and the crack reflected wave signal. Inspection device.
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、少なくとも、前記鉄筋コンクリート構造物の表面からの反射波である表面反射波信号、及び、前記鉄筋コンクリート構造物の底面からの反射波である底面反射波信号を含むことを特徴とする請求項3記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure include at least a surface reflected wave signal that is a reflected wave from the surface of the reinforced concrete structure and a bottom surface that is a reflected wave from the bottom surface of the reinforced concrete structure. The reinforced concrete structure inspection apparatus according to claim 3, further comprising a reflected wave signal. 前記鉄筋コンクリート構造物は表面に1つ以上の表面層を有しており、
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、前記1つ以上の表面層の各底面からの反射波である表面層底面反射波信号を含むことを特徴とする請求項4記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。
The reinforced concrete structure has one or more surface layers on its surface;
The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure further include a surface layer bottom surface reflected wave signal that is a reflected wave from each bottom surface of the one or more surface layers. The reinforced concrete structure inspection device described.
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、前記検査装置本体の移動方向に平行な鉄筋からの反射波である平行鉄筋反射波信号を含むことを特徴とする請求項4又は5記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure further includes a parallel reinforcing bar reflected wave signal that is a reflected wave from a reinforcing bar parallel to the moving direction of the inspection apparatus main body. Or the reinforced concrete structure inspection apparatus of 5. 前記表面反射波信号は、走査方向に平行な鉄筋からの反射波信号及び欠陥からの反射波信号が現れない正常箇所の表面を走査したときの反射波信号の平均値で近似されることを特徴とする請求項4乃至6いずれか記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。   The surface reflected wave signal is approximated by an average value of the reflected wave signal when scanning the surface of a normal portion where the reflected wave signal from the reinforcing bar parallel to the scanning direction and the reflected wave signal from the defect do not appear. The reinforced concrete structure inspection apparatus according to any one of claims 4 to 6. 前記欠陥は、クラック、空洞、又は底面形状の欠陥である、請求項1乃至7いずれか記載の鉄筋コンクリート構造物検査装置。   The reinforced concrete structure inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect is a crack, a cavity, or a bottom shape defect. 内部に鉄筋が埋め込まれた鉄筋コンクリート構造物の表面上の複数位置に検査装置本体を移動させる検査装置本体移動工程と、
前記検査装置本体に搭載された電磁波照射手段により、前記鉄筋コンクリート構造物に向けて電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記電磁波照射工程で照射された電磁波の反射波信号を、前記検査装置本体に搭載された受波手段により取得する工程であって、前記検査装置本体の移動にともなって、位置の異なる複数の反射波信号を取得する受波工程と、
前記受波工程によって取得された反射波信号を信号処理することによって前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する工程であって、取得された位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋からの反射波信号成分を低減し、加算又は平均された反射波信号から前記鉄筋コンクリート構造物の欠陥を検出する信号処理工程と、
を有する鉄筋コンクリート構造物検査方法。
An inspection apparatus main body moving step for moving the inspection apparatus main body to a plurality of positions on the surface of the reinforced concrete structure in which the reinforcing bars are embedded;
By the electromagnetic wave irradiation means mounted on the inspection apparatus main body, an electromagnetic wave irradiation step of irradiating the electromagnetic wave toward the reinforced concrete structure,
A step of obtaining a reflected wave signal of the electromagnetic wave irradiated in the electromagnetic wave irradiation step by a wave receiving means mounted on the inspection apparatus body, and a plurality of reflections having different positions as the inspection apparatus body moves. A wave receiving process for acquiring a wave signal;
Detecting a defect in the reinforced concrete structure by performing signal processing on the reflected wave signal acquired by the wave receiving step, and adding or averaging the acquired reflected wave signals at different positions A signal processing step of reducing a reflected wave signal component from the reinforcing bar and detecting a defect of the reinforced concrete structure from the added or averaged reflected wave signal;
A method for inspecting a reinforced concrete structure.
前記検査装置本体の移動範囲は、鉄筋に最も近い表面上の位置と、前記鉄筋と隣接する鉄筋との間の略中間の表面上の位置と、の間であり、
前記信号処理工程は、前記移動範囲内での位置の異なる複数の反射波信号を加算又は平均することによって前記鉄筋コンクリートの欠陥を検出することを特徴とする請求項9記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。
The range of movement of the inspection apparatus main body is between a position on the surface closest to the reinforcing bar and a position on a surface approximately in the middle between the reinforcing bar and the adjacent reinforcing bar,
The reinforced concrete structure inspection method according to claim 9, wherein the signal processing step detects a defect of the reinforced concrete by adding or averaging a plurality of reflected wave signals having different positions within the moving range.
前記加算又は平均された反射波信号は、前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号と、クラックからのクラック反射波信号との和で表現され、
前記信号処理工程は、前記複数の反射波信号、及び、前記クラック反射波信号の各成分を抽出・解析することにより、クラックを検出することを特徴とする請求項9又は10記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。
The added or averaged reflected wave signal is expressed as a sum of a plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure and a crack reflected wave signal from a crack,
The reinforced concrete structure according to claim 9 or 10, wherein the signal processing step detects cracks by extracting and analyzing the components of the plurality of reflected wave signals and the crack reflected wave signal. Inspection method.
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、少なくとも、前記鉄筋コンクリート構造物の表面からの反射波である表面反射波信号、及び、前記鉄筋コンクリート構造物の底面からの反射波である底面反射波信号を含むことを特徴とする請求項11記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure include at least a surface reflected wave signal that is a reflected wave from the surface of the reinforced concrete structure and a bottom surface that is a reflected wave from the bottom surface of the reinforced concrete structure. The reinforced concrete structure inspection method according to claim 11, further comprising a reflected wave signal. 前記鉄筋コンクリート構造物は表面に1つ以上の表面層を有しており、
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、1つ以上の表面層の各底面からの反射波である表面層底面反射波信号を含むことを特徴とする請求項12記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。
The reinforced concrete structure has one or more surface layers on its surface;
13. The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure further include a surface layer bottom surface reflected wave signal that is a reflected wave from each bottom surface of one or more surface layers. Inspection method for reinforced concrete structures.
前記鉄筋コンクリート構造物の構造に起因する複数の反射波信号は、さらに、前記検査装置本体の移動方向に平行な鉄筋からの反射波である平行鉄筋反射波信号を含むことを特徴とする請求項12又は13記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。   The plurality of reflected wave signals resulting from the structure of the reinforced concrete structure further include a parallel reinforcing bar reflected wave signal that is a reflected wave from a reinforcing bar parallel to the moving direction of the inspection apparatus main body. Or the reinforced concrete structure inspection method of 13. 前記表面反射波信号は、走査方向に平行な鉄筋からの反射波信号及び欠陥からの反射波信号が現れない正常箇所の表面を走査したときの反射波信号の平均値で近似されることを特徴とする請求項12乃至14いずれか記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。   The surface reflected wave signal is approximated by an average value of the reflected wave signal when scanning the surface of a normal portion where the reflected wave signal from the reinforcing bar parallel to the scanning direction and the reflected wave signal from the defect do not appear. The reinforced concrete structure inspection method according to any one of claims 12 to 14. 前記欠陥は、クラック、空洞、又は底面形状の欠陥である、請求項9乃至15いずれか記載の鉄筋コンクリート構造物検査方法。   The reinforced concrete structure inspection method according to claim 9, wherein the defect is a crack, a cavity, or a bottom shape defect.
JP2006210270A 2006-08-01 2006-08-01 Apparatus and method for nondestructive inspection of reinforced concrete structures by electromagnetic waves Active JP4038578B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006210270A JP4038578B1 (en) 2006-08-01 2006-08-01 Apparatus and method for nondestructive inspection of reinforced concrete structures by electromagnetic waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006210270A JP4038578B1 (en) 2006-08-01 2006-08-01 Apparatus and method for nondestructive inspection of reinforced concrete structures by electromagnetic waves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP4038578B1 JP4038578B1 (en) 2008-01-30
JP2008039429A true JP2008039429A (en) 2008-02-21

Family

ID=39078306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006210270A Active JP4038578B1 (en) 2006-08-01 2006-08-01 Apparatus and method for nondestructive inspection of reinforced concrete structures by electromagnetic waves

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4038578B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107259A (en) * 2008-10-28 2010-05-13 Geo Search Co Ltd Method and device for nondestructively evaluating soundness of reinforced concrete block
KR100972563B1 (en) 2009-08-14 2010-07-28 한국도로공사 Determinating device for condition of a bridge deck using dielectric constant and the method thereof
JP2016211897A (en) * 2015-04-30 2016-12-15 日本電信電話株式会社 Measurement method and underground rader device
JP2017167002A (en) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社東芝 Structure evaluation device, structure evaluation system, and structure evaluation method
WO2018008637A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 国立大学法人東京大学 Method for estimating abnormal part of object being surveyed

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6717452B2 (en) * 2018-09-26 2020-07-01 技建開発株式会社 Method for detecting internal abnormal condition of reinforced concrete structure
CN113566692B (en) * 2021-07-23 2023-12-08 国网天津市电力公司电力科学研究院 Nondestructive testing method for quality of cable cement protection cover plate
CN115825111B (en) * 2023-02-17 2023-05-09 深圳大学 Tunnel lining deep nondestructive testing method and system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01180486A (en) * 1988-01-11 1989-07-18 Japan Radio Co Ltd Structure survey device
JP2003090806A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Hitachi Ltd Radar device
JP2005331404A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Shogo Tanaka Method and apparatus for diagnosing reinforced concrete structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01180486A (en) * 1988-01-11 1989-07-18 Japan Radio Co Ltd Structure survey device
JP2003090806A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Hitachi Ltd Radar device
JP2005331404A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Shogo Tanaka Method and apparatus for diagnosing reinforced concrete structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田中正吾: "電磁波レーダを用いたトンネルの高精度リアルタイム非破壊検査", 検査技術, vol. 11, no. 2, JPN4007008371, February 2006 (2006-02-01), pages 66 - 72, ISSN: 0000898271 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107259A (en) * 2008-10-28 2010-05-13 Geo Search Co Ltd Method and device for nondestructively evaluating soundness of reinforced concrete block
KR100972563B1 (en) 2009-08-14 2010-07-28 한국도로공사 Determinating device for condition of a bridge deck using dielectric constant and the method thereof
JP2016211897A (en) * 2015-04-30 2016-12-15 日本電信電話株式会社 Measurement method and underground rader device
JP2017167002A (en) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社東芝 Structure evaluation device, structure evaluation system, and structure evaluation method
US10794990B2 (en) 2016-03-16 2020-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Structure evaluation apparatus, structure evaluation system, and structure evaluation method
WO2018008637A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 国立大学法人東京大学 Method for estimating abnormal part of object being surveyed

Also Published As

Publication number Publication date
JP4038578B1 (en) 2008-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4038578B1 (en) Apparatus and method for nondestructive inspection of reinforced concrete structures by electromagnetic waves
CA2496370C (en) Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector
RU2521720C1 (en) Method and device for welding zone imaging
JP5252502B2 (en) Ultrasonic flaw detection apparatus and method
JP5604738B2 (en) Progress crack detection method, apparatus and program
JP6310814B2 (en) Image processing method and ultrasonic inspection method and apparatus using the same
JP2008008740A (en) Method for detecting defect, and device therefor
JP2005156305A (en) Evaluation method of internal defect
JP2005274557A (en) Ultrasonic flaw detecting method and device
JP2004361321A (en) Defect evaluating apparatus of underground structure, defect evaluating method and program for making computer execute the same
JP4459244B2 (en) Probe holder, flaw detection apparatus, and flaw detection method for flaw detection in a deck of a steel deck
JP2007085949A (en) Method and device for detecting texture change by ultrasonic wave
JP2005331404A (en) Method and apparatus for diagnosing reinforced concrete structure
JP7078128B2 (en) Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detector, steel material manufacturing equipment, steel material manufacturing method, and steel material quality control method
JPH11118775A (en) Ultrasonic inspection device
JP2010043989A (en) Defect height estimation method by ultrasonic flaw detection
JP4511487B2 (en) Inspection method of damage and corrosion thinning phenomenon caused by hydrogen
Tinkey et al. Impact echo scanning for discontinuity detection and imaging in posttensioned concrete bridges and other structures
JP4364031B2 (en) Ultrasonic flaw detection image processing apparatus and processing method thereof
KR20150023434A (en) Steel material quality evaluation method and quality evaluation device
JP2009244076A (en) Method and system of detecting alteration state of heterogeneous substance in medium using electromagnetic wave radar
JP2009014513A (en) Ultrasonic flaw detection method
JP4738243B2 (en) Ultrasonic flaw detection system
JP2002243703A (en) Ultrasonic flaw detector
JP5033152B2 (en) Ultrasonic inspection apparatus and ultrasonic inspection method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150