JP2017129506A - 変状検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、変状検出装置10の概略正面図である。
変状検出装置10の筐体3の一面31には、パラメトリックスピーカ800(加振手段)と、レーザドップラ振動計2Aが出力するレーザ光が通過するレンズ431と、レーザドップラ振動計2Bが出力するレーザ光が通過するレンズ430とがある。
トランスデューサー801は、レンズ431の図2中左右および上下に計4つ配置されてもよい。
パラメトリックスピーカ800は、測定対象物における測定面4の測定ポイントP1(第1ポイント)に向けて超音波を出力し、測定ポイントP1を加振する。
半導体レーザ1401のレーザ素子1402は、CPUにより、カレントドライバ1404を介して定電流で駆動制御される。レーザ素子1402は、端面発光型であり、一端面からレーザ光を出力する。レーザ素子1402が出力するレーザ光は、レンズ431を介して測定ポイントP1に照射される。測定ポイントP1にて反射した反射光は、レンズ431を介してレーザ素子1402に入射する。
フォトダイオード1403の出力信号は、アンプ1405を介してコンパレータ1413,1414に入力される。コンパレータ1413,1414の後段には、ゲート部1415およびカウンタ1416が設置される。
コンパレータ1413は、フォトダイオード1403の出力電圧が、基準電圧TH1を超える場合に出力電圧がHighとなり、基準電圧TH1未満の場合に出力電圧がLowとなる。レーザ素子1402がレーザ光の出力を開始するタイミングT1では、フォトダイオード1403の出力は、バックビームの受光量分、上がるため、コンパレータ1413の出力電圧はHighとなる。
ゲート部1415は、コンパレータ1414の出力がHighであり、かつ、コンパレータ1414の出力がLowの場合、Highを出力し、コンパレータ1413,1414の出力の組み合わせがそれ以外の場合、Lowを出力する。すなわち、ゲート部144は、レーザ光が出力されてから測定ポイントP1にて反射して戻ってくるまでの間、出力がHighとなる。
まず、変状検出装置10は、き裂のない健全なコンクリート壁等の測定面4に対して測定ポイントP1へのレーザ光が垂直に入射するように設置される。CPUは、レーザドップラ振動計2A、2Bによりレーザ光を測定ポイントP1,P2に照射し、測定ポイントP1,P2までの距離LMI、LMrを測定する(Act1)。この際、および後述するAct10まで、ガルバノミラー420は、レーザドップラ振動計2A,2Bの出力するレーザ光が平行となる角度に設定される。
超音波は、ひび割れ部分を伝搬できないため、測定面4にひび割れがある場合、1点鎖線で示すように、ひび割れの深さD方向の頂点を迂回して伝搬し、レーザドップラ振動計2Bの測定ポイントP2に到達する。
tanθ=P2P2’/P1P2’
=(LMr−LMI)/L0
にて測定面4の傾きθを算出する。P2’は、測定面4が傾いていない場合における測定ポイントP2の位置を示す。
図10では、ひび割れを便宜上太い黒線で表現しているが、ひび割れは、目視で確認出来るものもあるが、そうでないものもある。変状検出装置10は、目視できないひび割れも検出できる。ひび割れは、必ずしも直線上に生じるわけではなく、図10のように方向を変えつつ伸長する。
Claims (5)
- 測定対象物の測定面の第1ポイントを非接触で加振する加振手段と、
前記第1ポイントから前記測定面の第2ポイントまでの振動の伝搬時間を非接触で測定する伝搬時間測定手段と、
基準面に対する前記測定面の傾きを非接触で測定する傾き測定手段と、
前記伝搬時間を、前記測定面の傾きが無い場合の前記第1ポイントから前記第2ポイントまでの振動の伝搬時間である基準伝搬時間と比較して測定対象物における変状の有無を判定するとともに、前記測定面の前記傾きに応じて前記基準伝搬時間を補正する判定手段と、
を備える変状検出装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記傾き測定手段は、前記基準面から前記第1ポイントまでの第1距離を非接触で測定する第1距離測定手段と、前記基準面から前記第2ポイントまでの第2距離を非接触で測定する第2距離測定手段と、を備え、前記第1距離と前記第2距離の差に基づいて傾きを算出する変状検出装置。 - 請求項2に記載の装置において、
前記加振手段は、前記第1ポイントに超音波を照射することにより前記第1ポイントを加振し、
前記第1距離測定手段は、前記第1ポイントにレーザ光を照射し、反射光を受光することにより、前記第1距離を測定するとともに前記第1ポイントの振動を検出し、前記第2距離測定手段は、前記第2ポイントにレーザ光を照射し、反射光を受光することにより、前記第2距離を測定するとともに前記第2ポイントの振動を検出し、
前記伝搬時間測定手段は前記第1距離測定手段および前記第2距離測定手段を備え、前記第1距離測定手段により前記第1ポイントの振動を検出してから、前記第2距離測定手段により前記第2ポイントの振動を検出するまでの時間を前記伝搬時間として測定する変状検出装置。 - 請求項3に記載の装置において、
前記第2距離測定手段は、光源からのレーザ光を反射するミラーを備え、前記ミラーの反射角度を変更することにより、前記第2ポイントであるレーザ光の照射ポイントを移動させる変状検出装置。 - 請求項3または請求項4に記載の装置において、
前記加振手段は、超音波を出力する複数のトランスデューサーが、前記第1距離測定手段が出射するレーザ光の光軸の周囲に並ぶパラメトリックスピーカであり、前記光軸は、複数の前記トランスデューサーの中心を通る変状検出装置。
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