JP2019168389A - Crack angle determination device and crack angle determination method - Google Patents

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Abstract

To provide a crack angle determination device and a crack angle determination method each enabling crack angles to be easily determined.SOLUTION: A crack angle determination device 4 evaluates a crack angle θ formed between a crack C in a depth direction, of an object M and a surface Mof the object M. A crack depth calculation unit 14 calculates a crack depth at each striking position on the basis of oscillation generated when striking the surface Mof the object M on the crack C at a plurality of striking positions. The crack depth calculation unit 14 calculates a crack depth on the basis of a spectrum peak of natural frequency of oscillation generated when striking at a plurality of striking positions. A crack angle calculation unit 18 calculates the crack angle θ on the basis of the calculation result of the crack depth calculation unit 14.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、物体の深さ方向のひび割れとこの物体の表面とがなすひび割れの角度を判定するひび割れ角度判定装置及びひび割れ角度判定方法に関する。   The present invention relates to a crack angle determination device and a crack angle determination method for determining the angle of a crack formed by a crack in the depth direction of an object and the surface of the object.

コンクリート表面のひび割れを認識する技術として、画像撮影による方法が開発されている。従来のひび割れ検知装置は、コンクリート構造物に光を照射する光照射手段と、このコンクリート構造物を撮影する撮影手段と、この撮影手段が撮影する画像の各画素についてRGB値から彩度を演算する彩度演算手段と、この彩度演算手段が演算した彩度に基づいてコンクリート構造物の表面のひび割れの有無を判別するひび割れ判別手段などを備えている(例えば、特許文献1参照)。この従来のひび割れ検知装置では、コンクリート構造物の表面が汚れていてひび割れが容易に視認できない場合であっても、ひび割れがあるときの彩度の値とひび割れがないときの彩度の値とは比較して、ひび割れの有無を検知している。   As a technique for recognizing cracks on the concrete surface, a method by taking an image has been developed. A conventional crack detection device calculates a saturation from RGB values for each pixel of an image photographed by a light irradiating means for irradiating a concrete structure with light, a photographing means for photographing the concrete structure, and the photographing means. Saturation calculation means and crack determination means for determining the presence or absence of cracks on the surface of the concrete structure based on the saturation calculated by the saturation calculation means (see, for example, Patent Document 1). With this conventional crack detection device, the saturation value when there is a crack and the saturation value when there is no crack, even if the surface of the concrete structure is dirty and the crack is not easily visible In comparison, the presence or absence of cracks is detected.

コンクリート表面の浮きを認識する技術として、打音調査による方法が開発されている。従来の打音検査装置は、コンクリート構造物に打撃を加えるハンマーと、このハンマーを両端部に支持した状態で回転する回転軸と、この回転軸を回転駆動するための駆動力を発生するモータと、回転軸を先端部に支持した状態で作業者によって把持されて伸縮自在の伸縮棒とを備えている(例えば、特許文献2参照)。この従来の打音検査装置では、モータによって回転軸を回転させることによって、コンクリート構造物にハンマーを繰り返し衝突させて打撃を加えている。   As a technique for recognizing the float on the concrete surface, a method based on a hitting sound investigation has been developed. A conventional hammering inspection apparatus includes a hammer that strikes a concrete structure, a rotating shaft that rotates with the hammer supported at both ends, and a motor that generates a driving force for rotationally driving the rotating shaft. And a telescopic rod that is gripped by an operator with the rotating shaft supported at the tip (see, for example, Patent Document 2). In this conventional hammering sound inspection device, a hammer is repeatedly collided with a concrete structure by rotating a rotating shaft by a motor, thereby hitting the concrete structure.

特開2014-006219号公報JP 2014-006219

特開2016-142723号公報JP 2016-142723 A

従来のひび割れ検知装置は、撮影画像の彩度に基づいてひび割れの有無を検出しているが、コンクリート構造物のはく落を評価するときに基準となるひび割れの角度を評価することができない問題点がある。従来の打音検査装置は、コンクリート構造物の浮きについて打音調査によって確認しているが、あくまで叩き落せるような、はく落寸前のコンクリート構造物しか把握できない問題点がる。コンクリート構造物のはく落は、はく落ブロックの形状寸法、ひび割れ面の凹凸、ひび割れ面の角度の3つの条件によって決まる。このため、はく落のしやすさを定量的に評価するためには、この3つの条件を把握する必要があり、はく落危険性の判断にはひび割れ角度が非常で重要である。しかし、従来、ひび割れの角度を判定する手法がなかった。   Conventional crack detection devices detect the presence or absence of cracks based on the saturation of the photographed image, but there is a problem that it is not possible to evaluate the standard crack angle when evaluating the flaking of concrete structures. is there. The conventional hammering sound inspection apparatus confirms the floating of the concrete structure by a hammering sound investigation. However, there is a problem that only the concrete structure before dropping can be grasped to the last. Peeling of a concrete structure is determined by three conditions: the geometry of the peeling block, the unevenness of the crack surface, and the angle of the crack surface. For this reason, in order to quantitatively evaluate the ease of peeling, it is necessary to grasp these three conditions, and the crack angle is very important in determining the risk of peeling. However, conventionally, there has been no method for determining the angle of cracking.

この発明の課題は、ひび割れの角度を簡易に判定することができるひび割れ角度判定装置及びひび割れ角度判定方法を提供することである。   The subject of this invention is providing the crack angle determination apparatus and crack angle determination method which can determine the angle of a crack easily.

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図1、図2及び図4に示すように、物体(M)の深さ方向のひび割れ(C)とこの物体の表面(M1)とがなすひび割れ角度(θ)を判定するひび割れ角度判定装置であって、前記ひび割れ上の前記物体の表面を複数の打撃位置(P1,…,PN)で打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置におけるひび割れ深さ(h1,…,hN)を演算するひび割れ深さ演算部(14)と、前記ひび割れ深さ演算部の演算結果に基づいて、前記ひび割れ角度を演算するひび割れ角度演算部(18)とを備えるひび割れ角度判定装置(4)である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
As shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 4, the invention of claim 1 is a crack angle (θ) formed by a crack (C) in the depth direction of the object (M) and the surface (M 1 ) of the object. A crack angle determination device for determining a crack at each hitting position based on vibrations generated when the surface of the object on the crack is hit at a plurality of hitting positions (P 1 ,..., P N ). Crack depth calculation unit (14) for calculating the depth (h 1 ,..., H N ), and crack angle calculation unit (18) for calculating the crack angle based on the calculation result of the crack depth calculation unit. It is a crack angle determination apparatus (4) provided with these.

請求項2の発明は、請求項1に記載のひび割れ角度判定装置において、図4及び図5に示すように、前記ひび割れ深さ演算部は、前記複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動の固有振動数(f0)のスペクトル(I)のピークに基づいて、前記ひび割れ深さを演算することを特徴とするひび割れ角度判定装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the crack angle determination device according to the first aspect, as shown in FIGS. 4 and 5, the crack depth calculation unit generates vibrations when hit at the plurality of hitting positions. The crack angle determination device is characterized in that the crack depth is calculated based on the peak of the spectrum (I) of the natural frequency (f 0 ).

請求項3の発明は、請求項2に記載のひび割れ角度判定装置において、図6に示すように、前記ひび割れ深さ演算部は、前記振動の固有振動数のスペクトルのピークと前記ひび割れ深さとの相関関係に基づいて、前記ひび割れ深さを演算することを特徴とするひび割れ角度判定装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the crack angle determination device according to the second aspect, as shown in FIG. 6, the crack depth calculation unit calculates the peak of the natural frequency spectrum of the vibration and the crack depth. The crack angle determination device is characterized in that the crack depth is calculated based on the correlation.

請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のひび割れ角度判定装置において、図1、図2及び図4に示すように、前記ひび割れ角度演算部は、各打撃位置とひび割れ端部(P0)との間の打撃距離(d1,…,dN)と、各打撃位置におけるひび割れ深さとに基づいて、前記ひび割れ角度を演算することを特徴とするひび割れ角度判定装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the crack angle determination device according to any one of the first to third aspects, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the crack angle calculation unit includes: The crack angle is calculated based on the striking distance (d 1 ,..., D N ) between the striking position and the crack end (P 0 ) and the crack depth at each striking position. An angle determination device.

請求項5の発明は、図1、図2、図4及び図7に示すように、物体(M)の深さ方向のひび割れ(C)とこの物体の表面(M1)とがなすひび割れ角度(θ)を判定するひび割れ角度判定方法であって、前記ひび割れ上の前記物体の表面を複数の打撃位置(P1,…,PN)で打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置におけるひび割れ深さ(h1,…,hN)を演算するひび割れ深さ演算工程(#150)と、前記ひび割れ深さ演算工程における演算結果に基づいて、前記ひび割れ角度を演算するひび割れ角度演算工程(#160)とを含むひび割れ角度判定方法(#100)である。 In the invention of claim 5, as shown in FIGS. 1, 2, 4 and 7, the crack angle formed by the crack (C) in the depth direction of the object (M) and the surface (M 1 ) of the object (M). A crack angle determination method for determining (θ), wherein each hit is made based on vibrations generated when the surface of the object on the crack is hit at a plurality of hit positions (P 1 ,..., P N ). Crack depth calculation step (# 150) for calculating the crack depth (h 1 ,..., H N ) at the position, and crack angle calculation for calculating the crack angle based on the calculation result in the crack depth calculation step A crack angle determination method (# 100) including a step (# 160).

請求項6の発明は、請求項5に記載のひび割れ角度判方法において、図4及び図5に示すように、前記ひび割れ深さ演算工程は、前記複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動の固有振動数のスペクトル(I)のピークに基づいて、前記ひび割れ深さを演算する工程を含むことを特徴とするひび割れ角度判定方法である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the crack angle determination method according to the fifth aspect, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the crack depth calculation step includes vibrations generated when hitting at the plurality of hitting positions. A crack angle determination method comprising a step of calculating the crack depth based on a peak of the natural frequency spectrum (I).

請求項7の発明は、請求項6に記載のひび割れ角度判定方法において、図6に示すように、前記ひび割れ深さ演算工程は、前記振動の固有振動数のスペクトルのピークと前記ひび割れ深さとの相関関係に基づいて、前記ひび割れ深さを演算する工程を含むことを特徴とするひび割れ角度判定方法である。   According to a seventh aspect of the present invention, in the crack angle determination method according to the sixth aspect, as shown in FIG. 6, the crack depth calculation step includes a peak of a spectrum of the natural frequency of the vibration and the crack depth. It is a crack angle determination method characterized by including the process of calculating the said crack depth based on correlation.

請求項8の発明は、請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載のひび割れ角度判定方法において、図1、図2及び図4に示すように、前記ひび割れ角度演算工程は、各打撃位置とひび割れ端部(P0)との間の打撃距離(d1,…,dN)と、各打撃位置におけるひび割れ深さとに基づいて、前記ひび割れ角度を演算する工程を含むことを特徴とするひび割れ角度判定方法である。 The invention of claim 8 is the crack angle determination method according to any one of claims 5 to 7, wherein the crack angle calculation step includes each of the crack angle calculation steps as shown in FIGS. And a step of calculating the crack angle based on the striking distance (d 1 ,..., D N ) between the striking position and the crack end (P 0 ) and the crack depth at each striking position. And a crack angle determination method.

この発明によると、ひび割れの角度を簡易に判定することができる。   According to the present invention, the crack angle can be easily determined.

この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置を模式的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing a crack angle determination device according to an embodiment of the present invention. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置を模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the crack angle determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置によるひび割れ角度判定手法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the crack angle determination method by the crack angle determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置の各打撃位置におけるスペクトル強度とひび割れ深さとの関係を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the relationship between the spectrum intensity | strength and crack depth in each hit position of the crack angle determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置のスペクトル強度演算部の演算結果を一例として模式的に示す波形図である。It is a wave form diagram which shows typically a calculation result of a spectrum intensity calculation part of a crack angle judging device concerning an embodiment of this invention as an example. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置の相関関係情報記憶部のデータ構造を一例として模式的に示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows typically the data structure of the correlation information storage part of the crack angle determination apparatus which concerns on embodiment of this invention as an example. この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定方法を説明するための工程図である。It is process drawing for demonstrating the crack angle determination method which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図1〜図4に示す物体Mは、ひび割れ角度判定装置4によってひび割れCの角度θが判定される判定対象物である。物体Mは、コンクリートを主要材料に用いたコンクリート構造物のような固定構造物(土木構造物)である。物体Mは、例えば、山腹などの地中を貫通して列車などの移動体を通過させるトンネルにおいて、地山の変形及び崩落を抑制及び防止するとともに漏水を防止して、トンネル内の主要断面及び機能を維持するトンネル覆工である。物体Mは、この物体Mの深さ方向にひび割れCが発生している。表面M1は、物体Mの内側表面である。表面M1は、例えば、トンネル覆工の内空側の表面である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The object M shown in FIGS. 1 to 4 is a determination target for which the angle θ of the crack C is determined by the crack angle determination device 4. The object M is a fixed structure (civil engineering structure) such as a concrete structure using concrete as a main material. The object M, for example, in a tunnel that passes through a ground such as a mountainside and passes a moving body such as a train, suppresses and prevents deformation and collapse of the ground and prevents water leakage. It is a tunnel lining that maintains its function. The object M has a crack C in the depth direction of the object M. The surface M 1 is the inner surface of the object M. The surface M 1 is, for example, the inner surface of the tunnel lining.

ひび割れCは、物体Mに発生するき裂である。ひび割れCは、物体Mの表面M1からこの物体Mの内部に進展、又は物体Mの内部からこの物体Mの表面M1に進展している。ひび割れCは、例えば、物体Mの内面側に圧縮応力が作用して縮み、この物体Mの外面側に引張応力が作用して伸びることによって、斜め方向に進展する斜めひび割れである。開口部C1は、物体Mの表面M1側のひび割れCの端部である。ひび割れ角度θは、物体Mの深さ方向のひび割れCとこの物体Mの表面M1とがなす角度である。 The crack C is a crack generated in the object M. The crack C propagates from the surface M 1 of the object M to the inside of the object M or from the inside of the object M to the surface M 1 of the object M. The crack C is, for example, an oblique crack that progresses in an oblique direction when the compressive stress acts on the inner surface side of the object M and contracts and the tensile stress acts on the outer surface side of the object M and extends. The opening C 1 is an end of a crack C on the surface M 1 side of the object M. The crack angle θ is an angle formed by the crack C in the depth direction of the object M and the surface M 1 of the object M.

図1に示すひび割れ角度判定システム1は、ひび割れ角度θを判定するシステムである。ひび割れ角度判定システム1は、加振装置2と、振動検出装置3と、ひび割れ角度判定装置4などを備えている。ひび割れ角度判定システム1は、加振装置2によって物体Mを加振したときに発生する振動を振動検出装置3によって検出し、この振動検出装置3の検出結果に基づいてひび割れ角度判定装置4によってひび割れ角度θを評価する。ひび割れ角度判定システム1は、ひび割れC上を加振装置2によって打撃したときに発生する振動を振動検出装置3によって検出し、いくつかの特定の固有振動数でスペクトルのピークを持つ計測結果を得る。   A crack angle determination system 1 shown in FIG. 1 is a system for determining a crack angle θ. The crack angle determination system 1 includes a vibration device 2, a vibration detection device 3, a crack angle determination device 4, and the like. The crack angle determination system 1 detects a vibration generated when the object M is vibrated by the vibration device 2 by the vibration detection device 3, and the crack angle determination device 4 cracks based on the detection result of the vibration detection device 3. The angle θ is evaluated. The crack angle determination system 1 detects vibration generated when the vibration device 2 is hit by the vibration device 2 on the crack C, and obtains a measurement result having a spectrum peak at several specific natural frequencies. .

図1〜図3に示す加振装置2は、物体Mを加振する装置である。加振装置2は、物体Mの表面M1に打撃を加えてこの物体Mを振動させる。加振装置2は、使用者の操作によって物体Mを打撃して、この物体Mに打撃力(加振力)Fを作用させる。加振装置2は、例えば、物体Mに作用させた打撃力Fを把握可能なインパクトハンマー(インパルスハンマー)のような加振器である。加振装置2は、図1に示すように、ひび割れC上の物体Mの表面M1を複数の打撃箇所P1,…,PNで打撃する。加振装置2は、物体Mに衝撃を加えたときに発生する打撃力Fを検出する荷重検出部(ロードセル)を備えており、物体Mを加振する打撃力Fに応じた打撃力検出信号(打撃力情報)をひび割れ角度判定装置4に出力する。 1 to 3 is a device that vibrates an object M. The vibration exciter 2 strikes the surface M 1 of the object M to vibrate the object M. The vibration device 2 strikes the object M by a user's operation and applies a striking force (excitation force) F to the object M. The vibration device 2 is a vibrator such as an impact hammer (impulse hammer) capable of grasping the striking force F applied to the object M, for example. Vibrator 2, as shown in FIG. 1, the striking point P 1 the surface M 1 more of the object M on the cracks C, ..., striking at P N. The vibration device 2 includes a load detection unit (load cell) that detects a striking force F generated when an impact is applied to the object M, and a striking force detection signal corresponding to the striking force F that vibrates the object M. (Battering force information) is output to the crack angle determination device 4.

図1〜図4に示す振動検出装置3は、物体Mに発生する振動を検出する装置である。振動検出装置3は、加振装置2によって物体Mが加振されたときに、この物体Mに発生する振動を検出する。振動検出装置3は、加振装置2によって物体Mの表面M1を複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに、各打撃箇所P1,…,PNで発生する振動をそれぞれ検出する。振動検出装置3は、例えば、物体Mの振動による加速度を検出する加速度センサである。振動検出装置3は、物体Mの表面M1に着脱自在に装着される。振動検出装置3は、物体Mの表面M1に発生する振動に応じた振動検出信号(振動情報)をひび割れ角度判定装置4に出力する。 The vibration detection device 3 illustrated in FIGS. 1 to 4 is a device that detects vibration generated in the object M. The vibration detection device 3 detects vibration generated in the object M when the object M is vibrated by the vibration device 2. Vibration detecting device 3, the vibrating device more hitting position P 1 of the surface M 1 of the object M by 2, ..., when hit with a P N, each striking points P 1, ..., a vibration generated by P N Detect each. The vibration detection device 3 is, for example, an acceleration sensor that detects acceleration due to vibration of the object M. The vibration detection device 3 is detachably attached to the surface M 1 of the object M. The vibration detection device 3 outputs a vibration detection signal (vibration information) corresponding to the vibration generated on the surface M 1 of the object M to the crack angle determination device 4.

図1及び図2に示すひび割れ角度判定装置4は、ひび割れ角度θを判定する装置である。ひび割れ角度判定装置4は、加振装置2が加える打撃力Fの大きさと、振動検出装置3が検出する振動の大きさとに基づいて、物体Mに発生しているひび割れ角度θを評価する。ひび割れ角度判定装置4は、物体Mのひび割れ角度θに基づいてこの物体Mのはく落の危険性を評価する。ひび割れ角度判定装置4は、図4に示すように、スペクトル強度(スペクトルのピーク)I1,…,I4が打撃位置P1,…,P4におけるひび割れ深さh1,…,h4と相関があるため、打撃位置P1,…,PN毎にひび割れ深さh1,…,hNを求め、このひび割れ深さh1,…,hNからひび割れ角度θ1,…,θNを求める。ひび割れ角度判定装置4は、図2に示すように、打撃力情報入力部5と、打撃力情報記憶部6と、振動情報入力部7と、振動情報記憶部8と、スペクトル強度演算部9と、スペクトル強度情報記憶部10と、正射影長さ演算部11と、正射影長さ情報記憶部12と、相関関係情報記憶部13と、ひび割れ深さ演算部14と、ひび割れ深さ情報記憶部15と、打撃距離設定部16と、打撃距離情報記憶部17と、ひび割れ角度演算部18と、ひび割れ角度情報記憶部19と、はく落危険度評価部20と、評価結果情報記憶部21と、ひび割れ角度判定プログラム記憶部22と、表示部23と、制御部24などを備えている。ひび割れ角度判定装置4は、例えば、パーソナルコンピュータなどによって構成されており、ひび割れ角度判定プログラムに従って所定の処理を実行する。 A crack angle determination device 4 shown in FIGS. 1 and 2 is a device that determines a crack angle θ. The crack angle determination device 4 evaluates the crack angle θ generated in the object M based on the magnitude of the striking force F applied by the vibration device 2 and the magnitude of vibration detected by the vibration detection device 3. The crack angle determination device 4 evaluates the risk of the object M peeling off based on the crack angle θ of the object M. Cracking angle judging unit 4, as shown in FIG. 4, the spectral intensity (spectrum peak) I 1, ..., I 4 is the striking position P 1, ..., crack depth h 1 in the P 4, ..., and h 4 since there is a correlation, the striking position P 1, ..., crack depth h 1 for each P N, ..., seek h N, the crack depth h 1, ..., h N Karahibiware angle θ 1, ..., θ N Ask for. As shown in FIG. 2, the crack angle determination device 4 includes a striking force information input unit 5, a striking force information storage unit 6, a vibration information input unit 7, a vibration information storage unit 8, and a spectrum intensity calculation unit 9. The spectral intensity information storage unit 10, the orthogonal projection length calculation unit 11, the orthogonal projection length information storage unit 12, the correlation information storage unit 13, the crack depth calculation unit 14, and the crack depth information storage unit 15, an impact distance setting unit 16, an impact distance information storage unit 17, a crack angle calculation unit 18, a crack angle information storage unit 19, a flaking risk evaluation unit 20, an evaluation result information storage unit 21, and a crack An angle determination program storage unit 22, a display unit 23, a control unit 24, and the like are provided. The crack angle determination device 4 is configured by, for example, a personal computer and executes predetermined processing according to a crack angle determination program.

図3に示すひび割れ深さHは、物体Mの表面M1からひび割れCまでの深さである。ひび割れ長さLは、ひび割れCの一方の端部から他方の端部までの距離である。正射影長さDは、物体Mの表面M1にひび割れCを正射影したときのこのひび割れCの長さである。正射影長さDは、ひび割れCの各点を物体Mの表面M1に下した垂線の足の集まりである。ひび割れ先端位置P0は、ひび割れCの開口部C1側の端部である。打撃位置Pは、加振装置2によって物体Mの表面M1に打撃力Fを作用させる位置である。打撃距離dは、ひび割れ先端位置P0から打撃位置Pまでの距離である。ひび割れ深さhは、打撃位置Pにおける物体Mの表面M1からひび割れCまでの深さである。図3に示すように、複雑な形状ではないひび割れ角度θのひび割れCは、ひび割れCの正射影長さDに相当する物体Mの浮いている範囲であれば、打撃位置Pによらず同じ固有振動数f0でスペクトルのピークを持つ。この固有振動数f0のスペクトル強度Iとひび割れ深さhとの間には相関関係がある。ひび割れ角度判定装置4は、このような固有振動数f0のスペクトル強度Iとひび割れ深さhとの相関関係を利用して物体Mのひび割れ角度θを同定する。 The crack depth H shown in FIG. 3 is the depth from the surface M 1 of the object M to the crack C. The crack length L is the distance from one end of the crack C to the other end. The orthogonal projection length D is the length of the crack C when the crack C is orthogonally projected on the surface M 1 of the object M. The orthogonal projection length D is a collection of perpendicular legs that have each point of the crack C dropped on the surface M 1 of the object M. The crack tip position P 0 is an end of the crack C on the opening C 1 side. The striking position P is a position where the striking force F is applied to the surface M 1 of the object M by the vibration device 2. The hitting distance d is a distance from the crack tip position P 0 to the hitting position P. The crack depth h is a depth from the surface M 1 of the object M to the crack C at the hitting position P. As shown in FIG. 3, the crack C having a crack angle θ which is not a complicated shape is the same characteristic regardless of the striking position P as long as the object M is in a range where the object M corresponding to the orthogonal projection length D of the crack C is floating. It has a spectrum peak at frequency f 0 . There is a correlation between the spectral intensity I of the natural frequency f 0 and the crack depth h. The crack angle determination device 4 identifies the crack angle θ of the object M using the correlation between the spectral intensity I of the natural frequency f 0 and the crack depth h.

図2に示す打撃力情報入力部5は、加振装置2が出力する打撃力情報が入力する手段である。打撃力情報入力部5は、加振装置2が出力する打撃力情報を制御部24に出力する。打撃力情報入力部5は、例えば、加振装置2から制御部24に打撃力検出信号を入力させるインタフェース(I/F)回路などである。打撃力情報記憶部6は、打撃力情報入力部5が出力する打撃力情報を記憶する手段である。打撃力情報記憶部6は、例えば、加振装置2によって物体Mに作用させた打撃力Fを打撃力情報として記憶するメモリなどである。   The striking force information input unit 5 shown in FIG. 2 is means for inputting striking force information output by the vibration device 2. The striking force information input unit 5 outputs striking force information output from the vibration device 2 to the control unit 24. The striking force information input unit 5 is, for example, an interface (I / F) circuit that inputs a striking force detection signal from the vibration device 2 to the control unit 24. The striking force information storage unit 6 is means for storing striking force information output from the striking force information input unit 5. The striking force information storage unit 6 is, for example, a memory that stores striking force F applied to the object M by the vibration device 2 as striking force information.

振動情報入力部7は、振動検出装置3が出力する振動情報が入力する手段である。振動情報入力部7は、振動検出装置3が出力する振動情報を制御部24に出力する。振動情報入力部7は、例えば、振動検出装置3から制御部24に振動検出信号を入力させるインタフェース(I/F)回路などである。振動情報記憶部8は、振動情報入力部7が出力する振動情報を記憶する手段である。振動情報記憶部8は、図4に示すように、打撃位置P1,…,PN毎に振動情報を記憶する。振動情報記憶部8は、例えば、加振装置2が出力する振動情報を記憶するメモリなどである。 The vibration information input unit 7 is means for inputting vibration information output from the vibration detection device 3. The vibration information input unit 7 outputs the vibration information output from the vibration detection device 3 to the control unit 24. The vibration information input unit 7 is, for example, an interface (I / F) circuit that inputs a vibration detection signal from the vibration detection device 3 to the control unit 24. The vibration information storage unit 8 is means for storing vibration information output from the vibration information input unit 7. As shown in FIG. 4, the vibration information storage unit 8 stores vibration information for each hitting position P 1 ,..., P N. The vibration information storage unit 8 is, for example, a memory that stores vibration information output by the vibration device 2.

図2に示すスペクトル強度演算部9は、複数の打撃箇所P1,…,PNで打撃したときに発生する振動の固有振動数f0のスペクトル強度I1,…,INを演算する手段である。スペクトル強度演算部9は、図5に示すように、振動情報入力部7が出力する振動検出信号に基づいてスペクトル波形Wを生成し、振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iを演算する。ここで、図5に示すスペクトル波形Wは、物体Mに打撃力Fを作用させたときに発生する振動検出信号の波形(振動波形)を周波数分析したときのフーリエスペクトルを示す波形である。固有振動数f0は、物体Mの振動波形を周波数分析したときに振幅スペクトルが極大となる卓越周波数である。スペクトル強度演算部9は、例えば、振動情報入力部7が出力する振動検出信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation(以下、FFTという))処理して、振動の固有振動数f0のスペクトル強度(スペクトルの大きさ)Iを演算する。スペクトル強度演算部9は、例えば、物体Mを加振したときの加速度応答をFETアナライザによって周波数分析し、振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iを演算する。スペクトル強度演算部9は、演算後の振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iをスペクトル強度信号(スペクトル強度情報)として制御部24に出力する。スペクトル強度情報記憶部10は、スペクトル強度演算部9が演算したスペクトル強度Iを記憶する手段である。スペクトル強度情報記憶部10は、例えば、スペクトル強度演算部9が出力するスペクトル強度情報を記憶するメモリなどである。 Spectrum intensity calculation unit 9 shown in FIG. 2, a plurality of striking portions P 1, ..., spectral intensity I 1 of the natural frequency f 0 of the vibration generated when hit with a P N, ..., means for calculating the I N It is. As shown in FIG. 5, the spectrum intensity calculation unit 9 generates a spectrum waveform W based on the vibration detection signal output from the vibration information input unit 7, and calculates the spectrum intensity I of the natural frequency f 0 of the vibration. Here, the spectrum waveform W shown in FIG. 5 is a waveform showing a Fourier spectrum when frequency analysis is performed on the waveform (vibration waveform) of the vibration detection signal generated when the impact force F is applied to the object M. The natural frequency f 0 is a dominant frequency at which the amplitude spectrum becomes maximum when the vibration waveform of the object M is subjected to frequency analysis. The spectrum intensity calculation unit 9 performs, for example, a fast Fourier transformation (hereinafter referred to as FFT) process on the vibration detection signal output from the vibration information input unit 7 to obtain a spectral intensity (f0) of the natural frequency f 0 of the vibration. (Spectrum size) I is calculated. For example, the spectrum intensity calculation unit 9 frequency-analyzes an acceleration response when the object M is vibrated by an FET analyzer, and calculates the spectrum intensity I of the natural frequency f 0 of vibration. The spectrum intensity calculation unit 9 outputs the spectrum intensity I of the calculated natural frequency f 0 of the vibration to the control unit 24 as a spectrum intensity signal (spectrum intensity information). The spectrum intensity information storage unit 10 is means for storing the spectrum intensity I calculated by the spectrum intensity calculation unit 9. The spectrum intensity information storage unit 10 is, for example, a memory that stores the spectrum intensity information output by the spectrum intensity calculation unit 9.

図2に示す正射影長さ演算部11は、ひび割れC上の物体Mの表面M1を複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動に基づいて、正射影長さDを演算する手段である。正射影長さ演算部11は、振動検出装置3の検出結果に基づいて正射影長さDを演算する。正射影長さ演算部11は、振動検出装置3が出力する振動情報を解析することによって正射影長さDを演算する。正射影長さ演算部11は、物体Mの内部のひび割れCによる空洞部の有無によって振動が相違するため、各打撃位置P1,…,PNにおける振動情報に基づいて正射影長さDを演算する。正射影長さ演算部11は、物体Mの内部のひび割れCが存在する領域の振動と、ひび割れCが存在しない領域の振動とが相違するのを利用して、各打撃位置P1,…,PNにおける振動情報に基づいて正射影長さDを演算する。正射影長さ演算部11は、演算後の正射影長さDを正射影長さ信号(正射影長さ情報)として制御部24に出力する。正射影長さ情報記憶部12は、正射影長さ演算部11が演算した正射影長さDを記憶する手段である。正射影長さ情報記憶部12は、例えば、正射影長さ演算部11が出力する正射影長さ情報を記憶するメモリなどである。 Orthogonal projection length calculating unit 11 shown in FIG. 2, a plurality of striking position of the surface M 1 of the object M P 1 on the cracks C, ..., based on the vibration generated when struck by P N, the orthogonal projection length This is means for calculating the length D. The orthogonal projection length calculation unit 11 calculates the orthogonal projection length D based on the detection result of the vibration detection device 3. The orthogonal projection length calculation unit 11 calculates the orthogonal projection length D by analyzing vibration information output from the vibration detection device 3. Orthogonal projection length calculation unit 11, to different vibration by the presence or absence of the cavity due to internal cracks C of the object M, the hitting position P 1, ..., orthogonal projection length D on the basis of vibration information in the P N Calculate. The orthogonal projection length calculation unit 11 uses the difference between the vibration in the region where the crack C exists in the object M and the vibration in the region where the crack C does not exist, to thereby calculate each hitting position P 1 ,. An orthogonal projection length D is calculated based on the vibration information at P N. The orthogonal projection length calculation unit 11 outputs the calculated orthogonal projection length D to the control unit 24 as an orthogonal projection length signal (orthographic projection length information). The orthogonal projection length information storage unit 12 is means for storing the orthogonal projection length D calculated by the orthogonal projection length calculation unit 11. The orthogonal projection length information storage unit 12 is, for example, a memory that stores the orthogonal projection length information output by the orthogonal projection length calculation unit 11.

図2に示す相関関係情報記憶部13は、振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iとひび割れ深さhとの相関関係を相関関係情報として記憶する手段である。相関関係情報記憶部13は、振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iとひび割れ深さhとの相関関係を正射影長さD1,…,DM毎に相関関係情報として記憶する。相関関係情報記憶部13は、図6に示すようなスペクトル強度I−ひび割れ深さhとの関係を表す相関関係を記憶する。ここで、図6に示す縦軸は、ひび割れ深さhであり、横軸はスペクトル強度Iである。相関関係情報記憶部13は、スペクトル強度Iとひび割れ深さhとの関係を正射影長さD1,…,DM毎に予めデータベース化して記憶する。相関関係情報記憶部13は、例えば、様々なひび割れ角度θ、正射影長さDの試験片を予め作製しておき、各打撃距離d1,…,dNで打撃力F1,…,FNによって打撃したときのスペクトル強度I1,…,INの関係を整理してデータベース化した相関関係情報を記憶する。相関関係情報記憶部13は、振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iとひび割れ深さhとの相関関係を相関関係情報として記憶するメモリなどである。 The correlation information storage unit 13 shown in FIG. 2 is means for storing the correlation between the spectral intensity I of the natural frequency f 0 of vibration and the crack depth h as correlation information. Correlation information storage unit 13, an orthogonal projection length D 1 of the correlation between the spectral intensity I and crack depth h of the natural frequency f 0 of the vibration, ... is stored as correlation information for each D M. The correlation information storage unit 13 stores a correlation representing the relationship between the spectrum intensity I and the crack depth h as shown in FIG. Here, the vertical axis shown in FIG. 6 is the crack depth h, and the horizontal axis is the spectral intensity I. Correlation information storage unit 13, an orthogonal projection length D 1 the relationship between the spectral intensity I and crack depth h, ..., and stores in advance a database for each D M. The correlation information storage unit 13, for example, various cracking angle theta, leave the specimen orthogonal projection length D prepared in advance, the striking distance d 1, ..., striking force F 1 at d N, ..., F Correlation information stored in a database by organizing the relationships of the spectral intensities I 1 ,..., I N when hit by N is stored. The correlation information storage unit 13 is a memory that stores the correlation between the spectral intensity I of the natural frequency f 0 of the vibration and the crack depth h as correlation information.

図2に示すひび割れ深さ演算部14は、ひび割れC上の物体Mの表面M1を複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNを演算する手段である。ひび割れ深さ演算部14は、複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動の固有振動数f0のスペクトルのピークに基づいて、ひび割れ深さh1,…,hNを演算する。ひび割れ深さ演算部14は、振動の固有振動数f0のスペクトルのピークとひび割れ深さh1,…,hNとの相関関係に基づいて、ひび割れ深さh1,…,hNを演算する。ひび割れ深さ演算部14は、相関関係情報記憶部13が記憶する相関関係情報と、スペクトル強度演算部9が演算する振動の固有振動数f0のスペクトル強度I1,…,INと、正射影長さ演算部11が演算する正射影長さD1,…,DMとに基づいて、ひび割れ深さh1,…,hNを演算する。ひび割れ深さ演算部14は、図6に示すように、正射影長さ演算部11が演算する正射影長さD1,…,DMに対応する相関関係情報を選択し、スペクトル強度演算部9が演算するスペクトル強度情報に対応するひび割れ深さh1,…,hNをこの相関関係情報から特定する。ひび割れ深さ演算部14は、演算後のひび割れ深さh1,…,hNをひび割れ深さ信号(ひび割れ深さ情報)として制御部24に出力する。ひび割れ深さ情報記憶部15は、ひび割れ深さ演算部14が演算したひび割れ深さh1,…,hNを記憶する手段である。ひび割れ深さ情報記憶部15は、例えば、ひび割れ深さ演算部14が出力するひび割れ深さ情報を記憶するメモリなどである。 Crack depth calculation unit 14 shown in FIG. 2, a plurality of striking position of the surface M 1 of the object M P 1 on the cracks C, ..., based on the vibration generated when struck by P N, each hitting position P 1, ..., crack depth h 1 in the P N, ..., a means for calculating the h N. Crack depth calculation unit 14, a plurality of strike position P 1, ..., based on the peak of the spectrum of the natural frequency f 0 of the vibration generated when hit with a P N, crack depth h 1, ..., h Calculate N. Crack depth calculation unit 14, the peak and crack depth h 1 of the spectrum of the natural frequency f 0 of the vibration, ..., based on the correlation between the h N, crack depth h 1, ..., calculates h N To do. The crack depth calculation unit 14 is correlated with correlation information stored in the correlation information storage unit 13, spectrum intensities I 1 ,..., I N of the natural frequency f 0 of vibration calculated by the spectrum intensity calculation unit 9. orthogonal projection length D 1 projection length calculating unit 11 calculates, ..., on the basis of the D M, crack depth h 1, ..., it calculates the h N. As shown in FIG. 6, the crack depth calculation unit 14 selects correlation information corresponding to the orthogonal projection lengths D 1 ,..., D M calculated by the orthogonal projection length calculation unit 11, and the spectral intensity calculation unit Crack depths h 1 ,..., H N corresponding to the spectrum intensity information calculated by 9 are specified from this correlation information. The crack depth calculation unit 14 outputs the calculated crack depths h 1 ,..., H N to the control unit 24 as a crack depth signal (crack depth information). The crack depth information storage unit 15 is means for storing the crack depths h 1 ,..., H N calculated by the crack depth calculation unit 14. The crack depth information storage unit 15 is, for example, a memory that stores crack depth information output from the crack depth calculation unit 14.

打撃距離設定部16は、打撃距離d1,…,dNを設定する手段である。打撃距離設定部16は、ひび割れ先端位置P0から各打撃位置P1,…,PNまでの打撃距離d1,…,dNを打撃距離情報として設定する。打撃距離設定部16は、例えば、使用者の手動操作によって打撃距離d1,…,dNを入力する入力装置又は補助入力装置などである。打撃距離設定部16は、設定後の打撃距離d1,…,dNを打撃距離信号(打撃距離情報)として制御部24に出力する。打撃距離情報記憶部17は、打撃距離設定部16が設定した打撃距離設定情報を記憶する手段である。打撃距離情報記憶部17は、例えば、打撃距離設定部16が出力する打撃距離情報を記憶するメモリなどである。 The hitting distance setting unit 16 is means for setting hitting distances d 1 ,..., D N. Striking distance setting unit 16, the hitting position P 1 from crack tip position P 0, ..., striking distance d 1 to P N, ..., sets the d N as batting distance information. The hitting distance setting unit 16 is, for example, an input device or an auxiliary input device that inputs the hitting distances d 1 ,..., D N by a user's manual operation. The hitting distance setting unit 16 outputs the set hitting distances d 1 ,..., D N to the control unit 24 as a hitting distance signal (hitting distance information). The hitting distance information storage unit 17 is means for storing hitting distance setting information set by the hitting distance setting unit 16. The hitting distance information storage unit 17 is, for example, a memory that stores hitting distance information output by the hitting distance setting unit 16.

ひび割れ角度演算部18は、ひび割れ深さ演算部14の演算結果に基づいて、ひび割れ角度θを演算する手段である。ひび割れ角度演算部18は、各打撃位置P1,…,PNとひび割れ先端位置P0との間の打撃距離d1,…,dNと、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNとに基づいて、ひび割れ角度θを演算する。ひび割れ角度演算部18は、打撃距離dとひび割れ深さhとに基づいて、以下の数1によってひび割れ角度θを演算する。 The crack angle calculation unit 18 is a means for calculating the crack angle θ based on the calculation result of the crack depth calculation unit 14. Cracking angle calculating section 18, the hitting position P 1, ..., striking distance d 1 between the P N and the crack distal end position P 0, ..., and d N, each hitting position P 1, ..., cracks in the P N The crack angle θ is calculated based on the depths h 1 ,..., H N. The crack angle calculation unit 18 calculates the crack angle θ by the following formula 1 based on the hit distance d and the crack depth h.

Figure 2019168389
Figure 2019168389

ひび割れ角度演算部18は、演算後のひび割れ角度θ1,…,θNをひび割れ角度信号(ひび割れ角度情報)として制御部24に出力する。ひび割れ角度情報記憶部19は、ひび割れ角度演算部18が演算したひび割れ角度θ1,…,θNを記憶する手段である。ひび割れ角度情報記憶部19は、例えば、ひび割れ角度演算部18が出力するひび割れ角度情報を記憶するメモリなどである。 The crack angle calculation unit 18 outputs the calculated crack angles θ 1 ,..., Θ N to the control unit 24 as crack angle signals (crack angle information). The crack angle information storage unit 19 is means for storing the crack angles θ 1 ,..., Θ N calculated by the crack angle calculation unit 18. The crack angle information storage unit 19 is, for example, a memory that stores crack angle information output from the crack angle calculation unit 18.

はく落危険度評価部20は、物体Mのはく落の危険度を評価する手段である。はく落危険度評価部20は、ひび割れ角度演算部18が演算するひび割れ角度θを評価基準として、物体Mのはく落の危険度の有無を評価する。はく落危険度評価部20は、例えば、ひび割れ角度θが所定値を超えるときには物体Mにはく落が発生する危険度が低いと評価し、ひび割れ角度θが所定値以下であるときには物体Mにはく落が発生する危険が高いと評価する。はく落危険度評価部20は、評価後のはく落の危険度の有無を評価結果信号(評価結果情報)として制御部24に出力する。評価結果情報記憶部21は、はく落危険度評価部20の評価結果を記憶する手段である。評価結果情報記憶部21は、例えば、はく落危険度評価部20が出力する評価結果情報を記憶するメモリなどである。   The flaking risk evaluation unit 20 is a means for evaluating the flaking risk of the object M. The flaking risk evaluation unit 20 evaluates the presence or absence of the flaking risk of the object M using the crack angle θ calculated by the crack angle calculation unit 18 as an evaluation criterion. For example, when the crack angle θ exceeds a predetermined value, the flaking risk evaluation unit 20 evaluates that the risk of occurrence of flaking is low on the object M, and when the crack angle θ is equal to or smaller than the predetermined value, flaking occurs on the object M. Assess that there is a high risk of The peeling risk evaluation unit 20 outputs to the control unit 24 the presence or absence of the risk of peeling after evaluation as an evaluation result signal (evaluation result information). The evaluation result information storage unit 21 is a means for storing the evaluation result of the peeling risk degree evaluation unit 20. The evaluation result information storage unit 21 is, for example, a memory that stores evaluation result information output from the peeling risk evaluation unit 20.

ひび割れ角度判定プログラム記憶部22は、ひび割れ角度θを判定するためのひび割れ角度判定プログラムを記憶する手段である。ひび割れ角度判定プログラム記憶部22は、情報記録媒体から読み取ったひび割れ角度判定プログラム又は電気通信回線を通じて取り込まれたひび割れ角度判定プログラムなどを記憶するメモリなどである。   The crack angle determination program storage unit 22 is a means for storing a crack angle determination program for determining the crack angle θ. The crack angle determination program storage unit 22 is a memory or the like that stores a crack angle determination program read from an information recording medium or a crack angle determination program fetched through an electric communication line.

表示部23は、ひび割れ角度判定装置4に関する種々の情報を表示する手段である。表示部23は、例えば、打撃力情報記憶部6が記憶する打撃力情報、振動情報記憶部8が記憶する振動情報、スペクトル強度情報記憶部10が記憶するスペクトル強度情報、正射影長さ情報記憶部12が記憶する正射影長さ情報、相関関係情報記憶部13が記憶する相関関係情報、ひび割れ深さ情報記憶部15が記憶するひび割れ深さ情報、ひび割れ角度情報記憶部19が記憶するひび割れ角度情報、及び評価結果情報記憶部21が記憶する評価結果情報などを表示画面上に表示する。   The display unit 23 is a means for displaying various information regarding the crack angle determination device 4. The display unit 23 includes, for example, striking force information stored in the striking force information storage unit 6, vibration information stored in the vibration information storage unit 8, spectrum intensity information stored in the spectrum intensity information storage unit 10, and orthogonal projection length information storage. Orthogonal projection length information stored in the section 12, correlation information stored in the correlation information storage section 13, crack depth information stored in the crack depth information storage section 15, and crack angle stored in the crack angle information storage section 19 Information and evaluation result information stored in the evaluation result information storage unit 21 are displayed on the display screen.

制御部24は、ひび割れ角度判定装置4に関する種々の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部24は、ひび割れ角度判定プログラム記憶部22からひび割れ角度判定プログラムを読み出して、このひび割れ角度判定プログラムに従って所定のひび割れ角度判定処理を実行する。制御部24は、例えば、打撃力情報入力部5が出力する打撃力情報の記憶を打撃力情報記憶部6に指令したり、振動情報入力部7が出力する振動情報の記憶を振動情報記憶部8に指令したり、振動情報記憶部8から振動情報を読み出して正射影長さ演算部11及びスペクトル強度演算部9に出力したり、スペクトル強度演算部9にスペクトル強度Iの演算を指令したり、スペクトル強度演算部9が出力するスペクトル強度情報の記憶をスペクトル強度情報記憶部10に指令したり、スペクトル強度情報記憶部10からスペクトル強度情報を読み出してひび割れ深さ演算部14に出力したり、正射影長さ演算部11に正射影長さDの演算を指令したり、正射影長さ演算部11が出力する正射影長さ情報の記憶を正射影長さ情報記憶部12に指令したり、正射影長さ情報記憶部12から正射影長さ情報を読み出してひび割れ深さ演算部14に出力したり、相関関係情報記憶部13から相関関係情報を読み出してひび割れ深さ演算部14に出力したり、ひび割れ深さ演算部14にひび割れ深さhの演算を指令したり、ひび割れ深さ演算部14が出力するひび割れ深さ情報の記憶をひび割れ深さ情報記憶部15に指令したり、ひび割れ深さ情報記憶部15からひび割れ深さ情報を読み出してひび割れ角度演算部18に出力したり、打撃距離設定部16が出力する打撃距離情報の記憶を打撃距離情報記憶部17に指令したり、打撃距離情報記憶部17から打撃距離情報を読み出してひび割れ角度演算部18に出力したり、ひび割れ角度演算部18にひび割れ角度θの演算を指令したり、ひび割れ角度演算部18が出力するひび割れ角度情報の記憶をひび割れ角度情報記憶部19に指令したり、ひび割れ角度情報記憶部19からひび割れ角度情報を読み出してはく落危険度評価部20に出力したり、はく落危険度評価部20にはく落危険度の評価を指令したり、はく落危険度評価部20が出力する評価結果情報の記憶を評価結果情報記憶部21に指令したり、表示部23に種々の情報の表示を指令したりする。制御部24には、打撃力情報入力部5、打撃力情報記憶部6、振動情報入力部7、振動情報記憶部8、スペクトル強度演算部9、スペクトル強度情報記憶部10、正射影長さ演算部11、正射影長さ情報記憶部12、相関関係情報記憶部13、ひび割れ深さ演算部14、ひび割れ深さ情報記憶部15、打撃距離設定部16、打撃距離情報記憶部17、ひび割れ角度演算部18、ひび割れ角度情報記憶部19、はく落危険度評価部20、評価結果情報記憶部21、ひび割れ角度判定プログラム記憶部22及び表示部23が相互に通信可能に接続されている。   The control unit 24 is a central processing unit (CPU) that controls various operations related to the crack angle determination device 4. The control unit 24 reads a crack angle determination program from the crack angle determination program storage unit 22 and executes a predetermined crack angle determination process according to the crack angle determination program. For example, the control unit 24 instructs the striking force information storage unit 6 to store the striking force information output from the striking force information input unit 5, and the vibration information storage unit to store the vibration information output from the vibration information input unit 7. 8, reading vibration information from the vibration information storage unit 8 and outputting the vibration information to the orthogonal projection length calculation unit 11 and the spectrum intensity calculation unit 9, or instructing the spectrum intensity calculation unit 9 to calculate the spectrum intensity I Instructing the spectrum intensity information storage unit 10 to store the spectrum intensity information output by the spectrum intensity calculation unit 9, reading the spectrum intensity information from the spectrum intensity information storage unit 10, and outputting it to the crack depth calculation unit 14, Commands the orthographic projection length calculation unit 11 to calculate the orthographic projection length D, and commands the orthographic projection length information storage unit 12 to store the orthographic projection length information output by the orthographic projection length calculation unit 11. Or the orthographic projection length information storage unit 12 reads the orthographic projection length information and outputs it to the crack depth calculation unit 14, or the correlation information storage unit 13 reads the correlation information and sends it to the crack depth calculation unit 14. To output, to command the crack depth calculation unit 14 to calculate the crack depth h, to command the crack depth information storage unit 15 to store the crack depth information output from the crack depth calculation unit 14, Read the crack depth information from the crack depth information storage unit 15 and output it to the crack angle calculation unit 18, or command the striking distance information storage unit 17 to store the striking distance information output by the striking distance setting unit 16, The striking distance information is read from the striking distance information storage unit 17 and output to the crack angle calculation unit 18, the crack angle calculation unit 18 is instructed to calculate the crack angle θ, and the crack is calculated. The crack angle information storage unit 19 is instructed to store the crack angle information output from the angle calculation unit 18, the crack angle information is read from the crack angle information storage unit 19, and is output to the flaking risk evaluation unit 20, or the flaking risk The degree evaluation unit 20 is instructed to evaluate the drop risk, the evaluation result information storage unit 21 is instructed to store the evaluation result information output from the drop risk evaluation unit 20, and various information is displayed on the display unit 23. Or command. The control unit 24 includes a striking force information input unit 5, a striking force information storage unit 6, a vibration information input unit 7, a vibration information storage unit 8, a spectrum intensity calculation unit 9, a spectrum intensity information storage unit 10, and an orthogonal projection length calculation. Unit 11, orthographic projection length information storage unit 12, correlation information storage unit 13, crack depth calculation unit 14, crack depth information storage unit 15, hitting distance setting unit 16, hitting distance information storage unit 17, crack angle calculation The unit 18, the crack angle information storage unit 19, the flaking risk evaluation unit 20, the evaluation result information storage unit 21, the crack angle determination program storage unit 22, and the display unit 23 are connected to be communicable with each other.

次に、この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定方法について説明する。
以下では、制御部24の動作を中心として説明する。
図7に示すひび割れ角度判定方法#100は、物体Mの深さ方向のひび割れCとこの物体Mの表面M1とがなすひび割れ角度θを判定する方法である。ひび割れ角度判定方法#100は、打撃工程#110と、振動検出工程#120と、スペクトル強度演算工程#130と、正射影長さ演算工程#140と、ひび割れ深さ演算工程#150と、ひび割れ角度演算工程#160と、はく落危険度評価工程#170と、評価結果表示工程#180などを含む。
Next, a crack angle determination method according to an embodiment of the present invention will be described.
Hereinafter, the operation of the control unit 24 will be mainly described.
The crack angle determination method # 100 shown in FIG. 7 is a method for determining the crack angle θ formed by the crack C in the depth direction of the object M and the surface M 1 of the object M. Crack angle determination method # 100 includes striking process # 110, vibration detection process # 120, spectrum intensity calculation process # 130, orthographic length calculation process # 140, crack depth calculation process # 150, and crack angle. It includes a calculation step # 160, a peeling risk evaluation step # 170, an evaluation result display step # 180, and the like.

打撃工程#110において、複数の打撃箇所P1,…,PNで物体Mを打撃する。図1及び図4に示すように、ひび割れ先端位置P0の近傍に振動検出装置3を使用者が設置する。加振装置2によって打撃を加える複数の打撃位置P1,…,PNからひび割れ先端位置P0までの各打撃距離d1,…,dNを打撃距離設定部16によって使用者が設定する。各打撃距離d1,…,dNに関する打撃距離情報が打撃距離設定部16から制御部24に出力されると、打撃距離情報記憶部17に制御部24がこの打撃距離情報を出力し、打撃距離情報記憶部17に打撃距離情報が記憶される。物体Mの表面M1上の複数の打撃位置P1,…,PNに加振装置2によって打撃を加えると、打撃力F1,…,FNに応じた打撃力情報が加振装置2から打撃力情報入力部5に出力される。加振装置2から打撃力情報入力部5を通じて制御部24に打撃力情報が入力し、打撃力情報記憶部6に制御部24がこの打撃力情報を出力し、打撃力情報記憶部6に打撃力情報が記憶される。 In the hitting process # 110, the object M is hit at a plurality of hitting points P 1 ,..., P N. As shown in FIGS. 1 and 4, the user installs the vibration detection device 3 in the vicinity of the crack tip position P 0 . The user sets the hitting distances d 1 ,..., D N from the hitting positions P 1 ,..., P N to be hit by the vibration device 2 to the crack tip position P 0 by the hit distance setting unit 16. When the striking distance information regarding each striking distance d 1 ,..., D N is output from the striking distance setting unit 16 to the control unit 24, the control unit 24 outputs this striking distance information to the striking distance information storage unit 17, and the batting is performed. The hitting distance information is stored in the distance information storage unit 17. A plurality of striking position P 1 on the surface M 1 of the object M, ..., the addition hit by vibrating device 2 to P N, the striking force F 1, ..., striking force information corresponding to F N are vibrator 2 Is output to the striking force information input unit 5. The striking force information is input from the vibration device 2 to the control unit 24 through the striking force information input unit 5, and the control unit 24 outputs this striking force information to the striking force information storage unit 6, and the striking force information storage unit 6 is hit. Force information is stored.

振動検出工程#120において、複数の打撃箇所P1,…,PNで物体Mを打撃したときに発生する振動を検出する。図1、図2及び図4に示すように、加振装置2によって物体Mが加振されると、打撃位置P1,…,PN毎に振動に応じた振動情報が振動検出装置3から振動情報入力部7に出力される。振動検出装置3から振動情報入力部7を通じて制御部24に振動情報が入力し、振動情報記憶部8に制御部24がこの振動情報を出力し、振動情報記憶部8に振動情報が記憶される。 In the vibration detection step # 120, vibration generated when the object M is hit at a plurality of hit points P 1 ,..., P N is detected. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, when the object M is vibrated by the vibrator 2, the striking position P 1, ..., from the vibration information vibration detection device 3 in accordance with the vibration for each P N The vibration information is input to the vibration information input unit 7. Vibration information is input from the vibration detection device 3 to the control unit 24 through the vibration information input unit 7, the control unit 24 outputs this vibration information to the vibration information storage unit 8, and the vibration information is stored in the vibration information storage unit 8. .

スペクトル強度演算工程#130において、複数の打撃箇所P1,…,PNで打撃したときに発生する振動の固有振動数f0のスペクトル強度I1,…,INを演算する。振動情報記憶部8から振動情報を制御部24が読み出して、この振動情報を制御部24がスペクトル強度演算部9に出力するとともに、スペクトル強度演算部9にスペクトル強度Iの演算を制御部24が指令する。図4に示すように、ひび割れC上の物体Mの表面M1に打撃力F1,…,FNを作用させたときに、打撃位置P1,…,PNにかかわらず同じ固有振動数f0でスペクトルのピークが現れる。打撃位置P1,…,PN毎に振動のスペクトル波形Wをスペクトル強度演算部9が生成し、このスペクトル波形Wのピーク(強度レベル)をスペクトル強度I1,…,INとしてスペクトル強度演算部9が演算する。スペクトル強度演算部9がスペクトル強度情報を制御部24に出力すると、このスペクトル強度情報をスペクトル強度情報記憶部10に制御部24が出力し、スペクトル強度情報記憶部10にスペクトル強度情報が記憶される。 In the spectrum intensity calculation step # 130, a plurality of striking portions P 1, ..., spectral intensity I 1 of the natural frequency f 0 of the vibration generated when hit with a P N, ..., and calculates the I N. The control unit 24 reads the vibration information from the vibration information storage unit 8, and the control unit 24 outputs the vibration information to the spectrum intensity calculation unit 9, and the control unit 24 calculates the spectrum intensity I to the spectrum intensity calculation unit 9. Command. As shown in FIG. 4, the striking force F 1 on the surface M 1 of the object M on the cracks C, ..., when allowed to act F N, hitting position P 1, ..., the same natural frequency regardless P N A spectrum peak appears at f 0 . Hitting position P 1, ..., a spectrum waveform W of the vibration generated by the spectrum intensity calculation section 9 for each P N, the spectral intensity I 1 of the peak (intensity level) of the spectral waveform W, ..., spectral intensity calculated as I N The unit 9 calculates. When the spectrum intensity calculation unit 9 outputs the spectrum intensity information to the control unit 24, the spectrum intensity information is output to the spectrum intensity information storage unit 10 by the control unit 24, and the spectrum intensity information is stored in the spectrum intensity information storage unit 10. .

図7に示す正射影長さ演算工程#140において、正射影長さDを演算する。正射影長さ演算工程#140では、振動検出装置3が出力する振動情報に基づいて正射影長さDが演算される。振動情報記憶部8から振動情報を制御部24が読み出して、この振動情報を制御部24が正射影長さ演算部11に出力するとともに、正射影長さ演算部11に正射影長さDの演算を制御部24が指令する。物体Mの内部にひび割れCが存在するか否かは、打撃位置P1,…,PNに打撃力F1,…,FNを作用させたときに発生する振動によって識別することができる。このため、物体Mの表面M1を打撃したときのひび割れ領域と非ひび割れ領域の振動情報に基づいて、打撃位置P1,…,PNの内部にひび割れCが存在するか否かを正射影長さ演算部11が判定し、ひび割れ先端位置P0を始点とする正射影長さDを正射影長さ演算部11が演算する。正射影長さ演算部11が正射影長さ情報を制御部24に出力すると、この正射影長さ情報を正射影長さ情報記憶部12に制御部24が出力し、正射影長さ情報記憶部12に正射影長さ情報が記憶される。 In the orthogonal projection length calculation step # 140 shown in FIG. 7, the orthogonal projection length D is calculated. In the orthogonal projection length calculation step # 140, the orthogonal projection length D is calculated based on the vibration information output from the vibration detection device 3. The control unit 24 reads the vibration information from the vibration information storage unit 8, and the control unit 24 outputs the vibration information to the orthogonal projection length calculation unit 11, and the orthographic projection length calculation unit 11 has the orthogonal projection length D. The control unit 24 commands the calculation. Whether inside cracks C of the object M is present, the striking position P 1, ..., a striking force F 1 to P N, ..., it can be identified by the vibration generated when allowed to act F N. Therefore, based on the cracked area and vibration information of the non-cracked region when it struck the surface M 1 of the object M, the striking position P 1, ..., orthogonal projection whether cracks C are present within the P N The length calculation unit 11 determines, and the orthogonal projection length calculation unit 11 calculates the orthogonal projection length D starting from the crack tip position P 0 . When the orthogonal projection length calculation unit 11 outputs the orthogonal projection length information to the control unit 24, the orthogonal projection length information is output to the orthogonal projection length information storage unit 12 by the control unit 24, and the orthogonal projection length information storage is performed. The orthogonal projection length information is stored in the unit 12.

ひび割れ深さ演算工程#150において、ひび割れ角度θを演算する。ひび割れ深さ演算工程#150では、ひび割れC上の物体Mの表面M1を複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNを演算する。ひび割れ深さ演算工程#150では、複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動の固有振動数f0のスペクトルのピークに基づいて、ひび割れ深さh1,…,hNを演算する。ひび割れ深さ演算工程#150では、振動の固有振動数f0のスペクトルのピークとひび割れ深さh1,…,hNとの相関関係に基づいてひび割れ深さh1,…,hNを演算する。スペクトル強度情報記憶部10からスペクトル強度情報を制御部24が読み出して、このスペクトル強度情報を制御部24がひび割れ深さ演算部14に出力するとともに、正射影長さ情報記憶部12から正射影長さ情報を制御部24が読み出して、この正射影長さ情報を制御部24がひび割れ深さ演算部14に出力する。また、相関関係情報記憶部13から相関関係情報を制御部24が読み出して、この相関関係情報を制御部24がひび割れ深さ演算部14に出力する。ひび割れ深さhの演算をひび割れ深さ演算部14に制御部24が指令すると、図6に示すような正射影長さD1,…,DMに対応する相関関係情報をひび割れ深さ演算部14が抽出して、図4に示すように打撃位置P1,…,PN毎のスペクトル強度I1,…,INに対応するひび割れ深さh1,…,hNをひび割れ深さ演算部14が演算する。ひび割れ深さ演算部14がひび割れ深さ情報を制御部24に出力すると、このひび割れ深さ情報をひび割れ深さ情報記憶部15に制御部24が出力し、ひび割れ深さ情報記憶部15にひび割れ深さ情報が記憶される。 In the crack depth calculation step # 150, the crack angle θ is calculated. In crack depth calculation step # 150, a plurality of striking position of the surface M 1 of the object M P 1 on the cracks C, ..., based on the vibration generated when struck by P N, each hitting position P 1, ... , P N are calculated as crack depths h 1 ,..., H N. In crack depth calculation step # 150, a plurality of strike position P 1, ..., based on the peak of the spectrum of the natural frequency f 0 of the vibration generated when hit with a P N, crack depth h 1, ..., h N is calculated. In crack depth calculation step # 150, the peaks and crack depth h 1 of the spectrum of the natural frequency f 0 of the vibration, ..., crack depth h 1 based on the correlation between the h N, ..., calculates h N To do. The control unit 24 reads the spectral intensity information from the spectral intensity information storage unit 10, and the control unit 24 outputs the spectral intensity information to the crack depth calculation unit 14, and the orthographic projection length from the orthographic projection length information storage unit 12. The control unit 24 reads the height information, and the control unit 24 outputs the orthogonal projection length information to the crack depth calculation unit 14. Further, the control unit 24 reads the correlation information from the correlation information storage unit 13, and the control unit 24 outputs the correlation information to the crack depth calculation unit 14. When the control unit 24 instructs the crack depth calculation unit 14 to calculate the crack depth h, the correlation information corresponding to the orthogonal projection lengths D 1 ,..., D M as shown in FIG. 14 is extracted, the striking position P 1 as shown in FIG. 4, ..., the spectral intensity I 1 of each P N, ..., crack depth h 1 corresponding to the I N, ..., cracking the h N depth calculation The unit 14 calculates. When the crack depth calculation unit 14 outputs the crack depth information to the control unit 24, the control unit 24 outputs this crack depth information to the crack depth information storage unit 15, and the crack depth information storage unit 15 receives the crack depth. Information is stored.

図7に示すひび割れ角度演算工程#160において、ひび割れ深さ演算工程#130における演算結果に基づいて、ひび割れ角度θを演算する。ひび割れ角度演算工程#160では、各打撃位置P1,…,PNとひび割れ先端端部P0との間の打撃距離d1,…,dNと、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNとに基づいて、ひび割れ角度θを演算する。ひび割れ深さ情報記憶部15からひび割れ深さ情報を制御部24が読み出して、このひび割れ深さ情報を制御部24がひび割れ角度演算部18に出力するとともに、相関関係情報記憶部13から相関関係情報を制御部24が読み出して、この相関関係情報を制御部24がひび割れ深さ演算部14に出力する。ひび割れ角度θの演算をひび割れ角度演算部18に制御部24が指令すると、打撃位置P1,…,PN毎のひび割れ深さh1,…,hNに対応するひび割れ角度θ1,…,θNをひび割れ角度演算部18が数1によって演算する。ひび割れ角度演算部18がひび割れ角度情報を制御部24に出力すると、このひび割れ角度情報をひび割れ角度情報記憶部19に制御部24が出力し、ひび割れ角度情報記憶部19にひび割れ角度情報が記憶される。 In the crack angle calculation step # 160 shown in FIG. 7, the crack angle θ is calculated based on the calculation result in the crack depth calculation step # 130. In the crack angle calculation step # 160, the striking distances d 1 ,..., D N between the striking positions P 1 ,..., P N and the crack tip end P 0 and the striking positions P 1 ,. The crack angle θ is calculated based on the crack depths h 1 ,..., H N at. The control unit 24 reads the crack depth information from the crack depth information storage unit 15, and the control unit 24 outputs the crack depth information to the crack angle calculation unit 18, and the correlation information from the correlation information storage unit 13. Is read by the control unit 24 and the control unit 24 outputs the correlation information to the crack depth calculation unit 14. When the control unit 24 instructs the angle calculating unit 18 cracking operations cracking angle theta, the striking position P 1, ..., crack depth h 1 of each P N, ..., crack angle theta 1 which corresponds to h N, ..., The crack angle calculation unit 18 calculates θ N by Equation 1. When the crack angle calculation unit 18 outputs the crack angle information to the control unit 24, the control unit 24 outputs this crack angle information to the crack angle information storage unit 19, and the crack angle information storage unit 19 stores the crack angle information. .

図7に示すはく落危険度評価工程#170において、物体Mのはく落の危険度を評価する。はく落危険度の評価をはく落危険度評価部20に制御部24が指令する。ひび割れ角度情報記憶部19からひび割れ角度情報を制御部24が読み出して、このひび割れ角度情報を制御部24がはく落危険度評価部20に出力する。その結果、各打撃位置P1,…,PNのひび割れ角度θ1,…,θNが所定値を超えているか否かをはく落危険度評価部20が評価し、物体Mのはく落危険性の有無を評価する。はく落危険度評価部20が評価結果情報を制御部24に出力すると、この評価結果情報を評価結果情報記憶部21に制御部24が出力し、評価結果情報記憶部21に評価結果情報が記憶される。 In the delamination risk evaluation step # 170 shown in FIG. 7, the delamination risk of the object M is evaluated. The controller 24 instructs the peel risk evaluation unit 20 to evaluate the peel risk. The control unit 24 reads the crack angle information from the crack angle information storage unit 19, and the control unit 24 outputs the crack angle information to the flaking risk evaluation unit 20. As a result, the strike position P 1, ..., crack angle theta 1 of P N, ..., θ N evaluates whether the spallation risk estimation unit 20 exceeds a predetermined value, the object M spalling risk Evaluate presence or absence. When the peeling risk evaluation unit 20 outputs the evaluation result information to the control unit 24, the control unit 24 outputs the evaluation result information to the evaluation result information storage unit 21, and the evaluation result information is stored in the evaluation result information storage unit 21. The

評価結果表示工程#180において、はく落危険度評価工程#150における評価結果を表示部23が表示する。はく落危険度の評価結果の表示を表示部23に制御部24が指令すると、評価結果情報記憶部21から評価結果情報を制御部24が読み出して、この評価結果情報を制御部24が表示部23に出力する。その結果、物体Mのはく落危険性の有無を表示部23が表示画面上に表示する。   In the evaluation result display step # 180, the display unit 23 displays the evaluation result in the peeling risk evaluation step # 150. When the control unit 24 instructs the display unit 23 to display the evaluation result of the risk of peeling, the control unit 24 reads the evaluation result information from the evaluation result information storage unit 21, and the control unit 24 displays the evaluation result information. Output to. As a result, the display unit 23 displays on the display screen whether or not there is a risk of the object M peeling off.

この発明の実施形態に係るひび割れ角度判定装置及びひび割れ角度判定方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、ひび割れC上の物体Mの表面M1を複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNをひび割れ深さ演算部14が演算し、このひび割れ深さ演算部14の演算結果に基づいて、ひび割れ角度θをひび割れ角度演算部18が演算する。このため、複数回の打撃からひび割れ角度θを簡易に演算することができる。その結果、ひび割れ角度θがはく落の危険性に大きく影響するため、ひび割れ角度θをはく落危険性の判定指標として利用することができる。
The crack angle determination device and the crack angle determination method according to the embodiment of the present invention have the following effects.
(1) In this embodiment, the surface M 1 a plurality of strike position P 1 of the object M on the cracks C, ..., based on the vibration generated when struck by P N, each hitting position P 1, ..., The crack depth calculation unit 14 calculates the crack depths h 1 ,..., H N at P N, and the crack angle calculation unit 18 calculates the crack angle θ based on the calculation result of the crack depth calculation unit 14. . For this reason, the crack angle θ can be easily calculated from a plurality of hits. As a result, since the crack angle θ greatly affects the risk of flaking, the crack angle θ can be used as a judgment index for the risk of flaking.

(2) この実施形態では、複数の打撃位置P1,…,PNで打撃したときに発生する振動の固有振動数f0のスペクトルのピークに基づいて、ひび割れ深さhをひび割れ深さ演算部14が演算する。このため、物体Mの振動を周波数解析して振動の固有振動数f0のスペクトル強度Iを演算し、ひび割れ深さhを簡単に演算することができる。また、ある打撃に対するスペクトルの出力にばらつきが生ずる場合があっても、打撃回数を多くすることによってひび割れ角度θの判定精度を向上させることができる。 (2) In this embodiment, a plurality of strike position P 1, ..., based on the spectral peak of the natural frequency f 0 of the vibration generated when hit with a P N, crack depth crack the h depth calculation The unit 14 calculates. Therefore, it is possible to easily calculate the crack depth h by analyzing the frequency of the vibration of the object M and calculating the spectral intensity I of the natural frequency f 0 of the vibration. Even if the spectrum output for a certain impact may vary, the determination accuracy of the crack angle θ can be improved by increasing the number of impacts.

(3) この実施形態では、振動の固有振動数f0のスペクトルのピークとひび割れ深さhとの相関関係に基づいて、ひび割れの深さhをひび割れ深さ演算部14が演算する。このため、振動の固有振動数f0のスペクトルのピークを相関関係と照合することによって、ひび割れ深さhを簡単に演算することができる。例えば、相関関係のデータベースを予め作成しておき、未知のひび割れCに対して打撃の結果が何度のひび割れ角度θに近いかを容易に判定することができる。 (3) In this embodiment, the crack depth calculation unit 14 calculates the crack depth h based on the correlation between the spectrum peak of the natural frequency f 0 of vibration and the crack depth h. For this reason, the crack depth h can be easily calculated by comparing the spectrum peak of the natural frequency f 0 of the vibration with the correlation. For example, a correlation database is created in advance, and it is possible to easily determine how many crack angles θ are close to the result of hitting an unknown crack C.

(4) この実施形態では、各打撃位置P1,…,PNとひび割れ先端位置P0との間の距離d1,…,dNと、各打撃位置P1,…,PNにおけるひび割れ深さh1,…,hNとに基づいて、ひび割れ角度θ1,…,θNをひび割れ角度演算部18が演算する。このため、ひび割れ角度θを指標として物体Mのはく落の危険性を評価することができる。 (4) In this embodiment, the hitting position P 1, ..., a distance d 1 between the P N and the crack distal end position P 0, ..., and d N, each hitting position P 1, ..., cracks in the P N depth h 1, ..., based on the h N, crack angle θ 1, ..., the angle calculation unit 18 cracks the theta N is computed. For this reason, it is possible to evaluate the risk of the object M peeling off using the crack angle θ as an index.

この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、物体Mがコンクリート構造物である場合を例に挙げて説明したが、コンクリート構造物以外の岩石などについても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、物体Mがトンネル覆工である場合を例に挙げて説明したが、トンネル覆工以外のコンクリート構造物についても、この発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where the object M is a concrete structure has been described as an example. However, the present invention can also be applied to rocks other than the concrete structure. In this embodiment, the case where the object M is a tunnel lining has been described as an example. However, the present invention can be applied to a concrete structure other than the tunnel lining.

(2) この実施形態では、振動検出装置3が物体Mの振動を検出する加速度センサである場合を例に挙げて説明したが、物体Mの振動によって放射する騒音を検出する騒音計、物体Mの振動による変位を検出する変位計についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、物体Mの表面M1に打撃力Fを作用させたときに発生する振動に基づいて正射影長さDを演算する場合を例に挙げて説明したが、物体Mの表面M1に打撃力Fを作用させたときに発生する騒音に基づいて正射影長さDを演算することもできる。この場合には、物体Mの表面M1を打撃したときのひび割れ領域と非ひび割れ領域の騒音(打撃音)に基づいて、打撃位置P1,…,PNの内部にひび割れCが存在するか否かを正射影長さ演算部11が判定し、ひび割れ先端位置P0を始点とする正射影長さDを正射影長さ演算部11が演算する。さらに、この実施形態では、打撃位置P1,…,PN毎にひび割れ角度θ1,…,θNをひび割れ角度演算部18が演算する場合を例に挙げて説明したが、ひび割れ角度θ1,…,θNを平均化してひび割れ角度θを演算する場合についても、この発明を適用することができる。 (2) In this embodiment, the case where the vibration detection device 3 is an acceleration sensor that detects the vibration of the object M has been described as an example, but a noise meter that detects noise radiated by the vibration of the object M, the object M The present invention can also be applied to a displacement meter that detects a displacement due to vibrations. In this embodiment, the case where the orthogonal projection length D is calculated based on the vibration generated when the striking force F is applied to the surface M 1 of the object M has been described as an example. The orthogonal projection length D can also be calculated based on the noise generated when the striking force F is applied to the surface M 1 . Is this case, based on the noise cracked area and the non-cracking region when struck the surface M 1 of the object M (impact sound), the striking position P 1, ..., there are cracks C in the interior of P N The orthogonal projection length calculation unit 11 determines whether or not, and the orthogonal projection length calculation unit 11 calculates an orthogonal projection length D starting from the crack tip position P 0 . Further, in this embodiment, the striking position P 1, ..., crack angle theta 1 per P N, ..., the angle calculation unit 18 cracks the theta N has been described as an example a case of calculating, cracking angle theta 1 ,..., Θ N can be averaged to calculate the crack angle θ.

1 ひび割れ角度判定システム
2 加振装置
3 振動検出装置
4 ひび割れ角度判定装置
9 スペクトル強度演算部
11 正射影長さ演算部
13 相関関係情報記憶部
14 ひび割れ深さ演算部
18 ひび割れ角度演算部
20 はく落危険度評価部
24 制御部
M 物体
1 表面
C ひび割れ
1 開口部
0 ひび割れ先端位置(ひび割れ端部)
L ひび割れ長さ
F,F1,…,FN 打撃力
P,P1,…,PN 打撃位置
d,d1,…,dN 打撃距離
I,I1,…,IN スペクトル強度(スペクトル)
H,h,h1,…,hN ひび割れ深さ
D,D1,…,DM 正射影長さ
θ,θ1,…,θN ひび割れ角度
W スペクトル波形
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crack angle determination system 2 Excitation apparatus 3 Vibration detection apparatus 4 Crack angle determination apparatus 9 Spectral intensity calculation part 11 Orthographic projection length calculation part 13 Correlation information storage part 14 Crack depth calculation part 18 Crack angle calculation part 20 Peeling risk Degree evaluation part 24 Control part M Object M 1 surface C Crack C 1 opening P 0 Crack tip position (crack end)
L crack length F, F 1, ..., F N striking force P, P 1, ..., P N striking position d, d 1, ..., d N striking distance I, I 1, ..., I N spectral intensity (spectrum )
H, h, h 1 , ..., h N crack depth D, D 1 , ..., DM orthogonal projection length θ, θ 1 , ..., θ N crack angle W spectrum waveform

Claims (8)

物体の深さ方向のひび割れとこの物体の表面とがなすひび割れ角度を判定するひび割れ角度判定装置であって、
前記ひび割れ上の前記物体の表面を複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置におけるひび割れ深さを演算するひび割れ深さ演算部と、
前記ひび割れ深さ演算部の演算結果に基づいて、前記ひび割れ角度を演算するひび割れ角度演算部と、
を備えるひび割れ角度判定装置。
A crack angle determination device for determining a crack angle formed by a crack in the depth direction of an object and the surface of the object,
A crack depth calculation unit that calculates the crack depth at each hitting position based on vibrations generated when the surface of the object on the crack is hit at a plurality of hitting positions;
Based on the calculation result of the crack depth calculation unit, a crack angle calculation unit that calculates the crack angle;
A crack angle determination device comprising:
請求項1に記載のひび割れ角度判定装置において、
前記ひび割れ深さ演算部は、前記複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動の固有振動数のスペクトルのピークに基づいて、前記ひび割れ深さを演算すること、
を特徴とするひび割れ角度判定装置。
In the crack angle judging device according to claim 1,
The crack depth calculation unit calculates the crack depth based on a spectrum peak of a natural frequency of vibration generated when hitting at the plurality of hitting positions;
Crack angle determination device characterized by.
請求項2に記載のひび割れ角度判定装置において、
前記ひび割れ深さ演算部は、前記振動の固有振動数のスペクトルのピークと前記ひび割れ深さとの相関関係に基づいて、前記ひび割れ深さを演算すること、
を特徴とするひび割れ角度判定装置。
In the crack angle judging device according to claim 2,
The crack depth calculator calculates the crack depth based on the correlation between the peak of the natural frequency spectrum of the vibration and the crack depth;
Crack angle determination device characterized by.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のひび割れ角度判定装置において、
前記ひび割れ角度演算部は、各打撃位置とひび割れ端部との間の打撃距離と、各打撃位置におけるひび割れ深さとに基づいて、前記ひび割れ角度を演算すること、
を特徴とするひび割れ角度判定装置。
In the crack angle determination apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The crack angle calculation unit calculates the crack angle based on a hitting distance between each hitting position and a crack end and a crack depth at each hitting position;
Crack angle determination device characterized by.
物体の深さ方向のひび割れとこの物体の表面とがなすひび割れ角度を判定するひび割れ角度判定方法であって、
前記ひび割れ上の前記物体の表面を複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動に基づいて、各打撃位置におけるひび割れ深さを演算するひび割れ深さ演算工程と、
前記ひび割れ深さ演算工程における演算結果に基づいて、前記ひび割れ角度を演算するひび割れ角度演算工程と、
を含むひび割れ角度判定方法。
A crack angle determination method for determining a crack angle formed by a crack in the depth direction of an object and the surface of the object,
A crack depth calculation step for calculating a crack depth at each hitting position based on vibration generated when the surface of the object on the crack is hit at a plurality of hitting positions;
Based on the calculation result in the crack depth calculation step, a crack angle calculation step for calculating the crack angle;
Crack angle determination method including
請求項5に記載のひび割れ角度判方法において、
前記ひび割れ深さ演算工程は、前記複数の打撃位置で打撃したときに発生する振動の固有振動数のスペクトルのピークに基づいて前記ひび割れ深さを演算する工程を含むこと、
を特徴とするひび割れ角度判定方法。
In the crack angle determination method according to claim 5,
The crack depth calculating step includes a step of calculating the crack depth based on a peak of a spectrum of a natural frequency of vibration generated when hitting at the plurality of hitting positions;
Crack angle determination method characterized by
請求項6に記載のひび割れ角度判定方法において、
前記ひび割れ深さ演算工程は、前記振動の固有振動数のスペクトルのピークと前記ひび割れ深さとの相関関係に基づいて、前記ひび割れ深さを演算する工程を含むこと、
を特徴とするひび割れ角度判定方法。
In the crack angle determination method according to claim 6,
The crack depth calculation step includes a step of calculating the crack depth based on the correlation between the peak of the natural frequency spectrum of the vibration and the crack depth;
Crack angle determination method characterized by
請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載のひび割れ角度判定方法において、
前記ひび割れ角度演算工程は、各打撃位置とひび割れ端部との間の打撃距離と、各打撃位置におけるひび割れ深さとに基づいて、前記ひび割れ角度を演算する工程を含むこと、
を特徴とするひび割れ角度判定方法。
In the crack angle determination method according to any one of claims 5 to 7,
The crack angle calculating step includes a step of calculating the crack angle based on a hitting distance between each hitting position and a crack end and a crack depth at each hitting position;
Crack angle determination method characterized by
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