JP2011242332A - 超音波非破壊計測方法、超音波非破壊計測装置、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信探触子から、超音波を発生するよう制御する超音波発生手段(64)と、受信探触子から、コンクリート構造物の底面で反射した受信信号を、前記超音波の発生時刻を起点とした受信信号波形として取得するよう制御する受信信号処理手段(65)と、前記受信信号波形についてノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断し、ノイズが重畳していないと判断される受信信号波形の前記単一周波数及び前記中間点から算出される反射波到達時間を前記コンクリート構造物における正規の反射波到達時間として決定し、異なる探触子間隔にそれぞれ対応する算出した反射波到達時間から超音波伝搬速度を決定する、制御部(62)とを備える。
【選択図】図2
Description
透過法により透過音速を計測する場合、送信探触子と受信探触子の2つの探触子を用いて、コンクリート構造物を挟んで配置する必要があるが、トンネルやマンホールなどの地中構造物の計測では、地山側に探触子を配置することが不可能である。また透過法の場合、コンクリート構造物の厚さが既知であることが前提となるため、コンクリート構造物の厚さが実測できない場合は、透過音速の計測は不可能である。
コンクリート材料は、作製時にセメント・水・骨材・砂利の量を決定するものであるが、厳密に言うと、コンクリート材料内の組成は不均一である。このコンクリート材料内の組成の不均一は、上記の透過法、表面法、及び特許文献1の技術における反射波法のいずれにおいても計測対象のコンクリート構造物における超音波の伝搬時間を誤って計測する可能性がある。
図1は、本発明による一実施例の超音波非破壊計測装置を適用する概略図である。本実施例の超音波非破壊計測装置6は、反射波法によりコンクリート構造物の超音波伝搬速度を計測する装置であり、コンクリート構造物1の表面に送信探触子4及び受信探触子5を所定間隔に配置させ、送信探触子4からコンクリート構造物1の表面から底面に向かう超音波9がコンクリート構造物1の底面で反射した成分を受信信号として受信探触子5で検出するにあたり、探触子の設置距離及び設置位置を可変にしてノイズの無い受信信号を検出し、この受信信号の電圧波形からコンクリート構造物1における超音波9の伝搬時間を計測して超音波伝搬速度を計算し、求めた伝搬速度を表示装置7に表示する。実施例1では、所定間隔の探触子における受信信号波形を計測する度に表示装置7に表示させ、計測者によってノイズを含んでいるか否かを判断させ、受信信号波形にノイズが含んでいる場合には、所定間隔の探触子における受信信号波形を別の設置位置に設置させるように構成することができるが、以下の説明では、受信信号波形がノイズを含んでいるか否かの判断を超音波非破壊計測装置6で自動的に行う場合を説明する。
OP2=(OC2)−(PC2)=(OD2)−(PD2)
となるから、
(V×Ta/2)2−(La/2)2=(V×Tb/2)2−(Lb/2)2
であり、Vについて展開することで、式(3)が得られる。
2 地山
4,4−1,4−2,4−3,4−4,4−5,4−6 送信探触子
5,5−1,5−2,5−3,5−4,5−5,5−6 受信探触子
6 超音波非破壊計測装置
7 表示装置
9 超音波
12,13 探触子切替器
14,15 探触子固定器
20 回転機構
21 回転軸
41 電圧発生機
42 接触媒質
51 受信機
52 接触媒質
61 ユーザインターフェース
62 制御部
63 記憶部
64 制御信号発生部
65 受信信号処理部
66 表示制御部
67 計測位置切替信号発生部
621 制御信号開始設定部
622 受信信号波形記録部
623 FFT演算部
624 受信信号波形解析部
6241 卓越周波数決定部
6242 受信信号波形中間点決定部
6243 反射波到達時間決定部
6244 反射音速演算部
Claims (10)
- コンクリート構造物の表面に所定間隔に配置された送信探触子及び受信探触子にて、反射波法によりコンクリート構造物の超音波伝搬速度を計測する超音波非破壊計測装置であって、
前記送信探触子から、超音波を発生するよう制御する超音波発生手段と、
前記受信探触子から、前記コンクリート構造物の底面で反射した受信信号を、前記超音波の発生時刻を起点とした受信信号波形として取得するよう制御する受信信号処理手段と、
前記受信信号波形について周波数解析を行い、単一周波数の信号であるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断する周波数解析手段と、
前記受信信号波形から、受信信号波形の振幅に基づく受信信号波形の中間点を算出することができるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断する受信信号波形中間点決定手段と、
前記周波数解析手段及び前記受信信号波形中間点決定手段によってノイズが重畳していないと判断される受信信号波形の前記単一周波数及び前記中間点から算出される反射波到達時間を前記コンクリート構造物における正規の反射波到達時間として決定する反射波到達時間決定手段と、
異なる探触子間隔にそれぞれ対応する算出した反射波到達時間から、所定の反射音速演算を実行し、超音波伝搬速度を決定する反射音速演算手段と、
を備えることを特徴とする超音波非破壊計測装置。 - 前記受信信号波形中間点決定手段は、前記受信信号波形における振幅が最大となる点と二番目に大きい点の間に存在する振幅が0となる中間点を算出することを特徴とする、請求項1に記載の超音波非破壊計測装置。
- 前記周波数解析手段及び前記受信信号波形中間点決定手段の双方は、前記受信信号波形にノイズが重畳していると判断される場合に、探触子の設置距離及び設置位置を変更して再測定するよう指令を発生する手段を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の超音波非破壊計測装置。
- 前記探触子の設置距離及び設置位置を変更するために、前記送信探触子及び前記受信探触子の設置位置を、前記コンクリート構造物における測定ポイントを軸に所定の回転速度で変化させる手段を更に備えることを特徴とする、請求項3に記載の超音波非破壊計測装置。
- 予め可変にする設置距離及び設置位置に固定された、それぞれ複数組の送信探触子及び受信探触子に対して、自動的に切替えて再測定するための計測位置切替信号を発生する計測位置切替信号発生手段を更に備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波非破壊計測装置。
- コンクリート構造物の表面に所定間隔に配置された送信探触子及び受信探触子にて、反射波法によりコンクリート構造物の超音波伝搬速度を計測する超音波非破壊計測方法であって、
(a)前記送信探触子から、超音波を発生するよう制御するステップと、
(b)前記受信探触子から、前記コンクリート構造物の底面で反射した受信信号を、前記超音波の発生時刻を起点とした受信信号波形として取得するよう制御するステップと、
(c)前記受信信号波形について周波数解析を行い、単一周波数の信号であるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断するステップと、
(d)前記受信信号波形から、受信信号波形の振幅に基づく受信信号波形の中間点を算出することができるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断するステップと、
(e)前記ステップ(c)及び前記ステップ(d)によってノイズが重畳していないと判断される受信信号波形の前記単一周波数及び前記中間点から算出される反射波到達時間を前記コンクリート構造物における正規の反射波到達時間として決定するステップと、
(f)異なる探触子間隔にそれぞれ対応する算出した反射波到達時間から、所定の反射音速演算を実行し、超音波伝搬速度を決定するステップと、
を含むことを特徴とする超音波非破壊計測方法。 - 前記ステップ(d)は、前記受信信号波形における振幅が最大となる点と二番目に大きい点の間に存在する振幅が0となる中間点を算出することを特徴とする、請求項6に記載の超音波非破壊計測方法。
- 前記ステップ(c)及び前記ステップ(d)の双方は、前記受信信号波形にノイズが重畳していると判断される場合に、探触子の設置距離及び設置位置を変更して再測定するよう指令を発生するステップを含むことを特徴とする、請求項6又は7に記載の超音波非破壊計測方法。
- 前記探触子の設置距離及び設置位置を変更するために、前記送信探触子及び前記受信探触子の設置位置を、前記コンクリート構造物における測定ポイントを軸に所定の回転速度で変化させるステップを更に含むことを特徴とする、請求項8に記載の超音波非破壊計測方法。
- コンクリート構造物の表面に所定間隔に配置された送信探触子及び受信探触子にて、反射波法によりコンクリート構造物の超音波伝搬速度を計測する超音波非破壊計測装置として構成するコンピュータに、
(a)前記送信探触子から、超音波を発生するよう制御するステップと、
(b)前記受信探触子から、前記コンクリート構造物の底面で反射した受信信号を、前記超音波の発生時刻を起点とした受信信号波形として取得するよう制御するステップと、
(c)前記受信信号波形について周波数解析を行い、単一周波数の信号であるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断するステップと、
(d)前記受信信号波形から、受信信号波形の振幅に基づく受信信号波形の中間点を算出することができるか否かを判別してノイズが重畳した受信信号であるか否かを判断するステップと、
(e)前記ステップ(c)及び前記ステップ(d)によってノイズが重畳していないと判断される受信信号波形の前記単一周波数及び前記中間点から算出される反射波到達時間を前記コンクリート構造物における正規の反射波到達時間として決定するステップと、
(f)異なる探触子間隔にそれぞれ対応する算出した反射波到達時間から、所定の反射音速演算を実行し、超音波伝搬速度を決定するステップと、
を実行させるためのプログラム。
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