JP2019174443A - Method, quantitative device, and quantitative program of quantifying chloride ion concentration of concrete - Google Patents

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Abstract

To enable quantifying a concentration of chloride ions in cured concrete easily, quickly, and at a low cost compared with a conventional method.SOLUTION: A chloride ion concentration of a concrete sample to be evaluated is configured to be calculated (S11) by applying a wavelength (S10) based on an emission intensity according to an emission line of the titanium/iron (S8, S9) emission intensity of chlorine calculated by using only the data of the spectral intensity of the spectral intensity data according to the wavelength (S7) for the concrete sample to be evaluated to a regression equation representing the relationship between the chloride ion concentration and chlorine emission intensity calculated by using only the combined data (S3, S4) selected based on the emission intensity according to the emission line of titanium/iron to the regression equation (S5, S6) representing the relationship between chloride ion concentration and chlorine emission intensity of the combined data (S1, S2) of chloride ion concentration of concrete samples and spectral intensity according to the wavelength.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法、定量装置、及び定量プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、鉄筋コンクリート構造物におけるコンクリートへの塩分浸透による鉄筋の腐食(即ち、塩害)状況の評価に用いて好適な塩化物イオン濃度の定量技術に関する。   The present invention relates to a method for quantifying a chloride ion concentration of concrete, a quantification device, and a quantification program. More specifically, the present invention relates to a technique for quantifying chloride ion concentration, which is suitable for evaluating the state of corrosion (that is, salt damage) of reinforcing steel bars due to salt infiltration into concrete in reinforced concrete structures.

鉄筋コンクリート構造物の表面にひび割れや錆垂れなどの変状が確認された場合は、鉄筋コンクリート構造物の健全性を確認するために、打音検査や円柱状のコンクリート試料(尚、「コア」とも呼ばれる)が採取されて物性試験が行われることがある。塩害の場合は、塩化物イオン濃度が計測されて、鉄筋腐食発生の有無が評価される。   When deformation such as cracks or rust dripping is found on the surface of a reinforced concrete structure, in order to confirm the soundness of the reinforced concrete structure, a hammering test or a columnar concrete sample (also called “core”) ) May be collected for physical property testing. In the case of salt damage, the chloride ion concentration is measured and the presence or absence of rebar corrosion occurrence is evaluated.

硬化コンクリート中の塩化物イオン濃度を計測する従来の方法として、電位差滴定法がある(非特許文献1)。   As a conventional method for measuring the chloride ion concentration in hardened concrete, there is a potentiometric titration method (Non-Patent Document 1).

日本工業規格 JIS A 1154 2011:硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法Japanese Industrial Standard JIS A 1154 2011: Test method for chloride ions contained in hardened concrete

しかしながら、非特許文献1の電位差滴定法では、構造物からのコンクリートコア抜き及び当該コアの粉砕並びに滴定を行う必要があるため、多大な手間や時間と費用とが必要とされるという問題がある。このため、汎用性が高いとは言い難い。   However, in the potentiometric titration method of Non-Patent Document 1, since it is necessary to remove the concrete core from the structure, pulverize and titrate the core, there is a problem that much labor, time and cost are required. . For this reason, it is hard to say that versatility is high.

そこで、本発明は、硬化コンクリート中の塩化物イオンの濃度を従来の方法と比べて簡便且つ迅速に尚且つ低廉に定量することができるコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法、定量装置、及び定量プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a method for determining the concentration of chloride ions in concrete, a determination device, and a method for determining the concentration of chloride ions in hardened concrete in a simple, quick and inexpensive manner compared to conventional methods. The purpose is to provide a program.

本発明者は、発光スペクトルの観測(具体的には、レーザ誘起ブレイクダウン分光法(「LIBS」とも呼ばれる)による計測)に基づいて硬化コンクリート中の塩化物イオンの濃度を計測する際、コンクリートに含まれる骨材のチタンの量が多い場合に、チタンの輝線のピーク波長(具体的には、837.720 nm)と塩素の輝線のピーク波長(具体的には、837.594 nm)とが近接していてスペクトル強度が相互に重畳するために各々のスペクトルに分離することができず、塩素の発光強度の算定に大きな影響を及ぼす(具体的には、塩素の発光強度が過大に算出される)ことを知見した。   When the present inventor measured the concentration of chloride ions in hardened concrete based on observation of an emission spectrum (specifically, measurement by laser induced breakdown spectroscopy (also referred to as “LIBS”)), When the amount of titanium contained in the aggregate is large, the peak wavelength of the titanium emission line (specifically, 837.720 nm) and the peak wavelength of the chlorine emission line (specifically, 837.594 nm) Because they are close to each other and the spectrum intensities overlap each other, they cannot be separated into each spectrum, greatly affecting the calculation of the luminescence intensity of chlorine (specifically, the luminescence intensity of chlorine is excessively calculated) I found out.

本発明者は、また、同じく発光スペクトルの観測(具体的には、レーザ誘起ブレイクダウン分光法による計測)に基づいて硬化コンクリート中の塩化物イオンの濃度を計測する際、コンクリートに含まれる骨材の鉄の量が多い場合に、鉄の輝線のピーク波長(具体的には、837.661 nm)と塩素の輝線のピーク波長(具体的には、837.594 nm)とが近接していてスペクトル強度が相互に重畳するために各々のスペクトルに分離することができず、塩素の発光強度の算定に大きな影響を及ぼす(具体的には、塩素の発光強度が過大に算出される)ことを知見した。   The present inventor also used the aggregate contained in the concrete when measuring the concentration of chloride ions in the hardened concrete based on the observation of the emission spectrum (specifically, measurement by laser induced breakdown spectroscopy). When the amount of iron is large, the peak wavelength of the iron emission line (specifically, 837.661 nm) and the peak wavelength of the chlorine emission line (specifically, 837.594 nm) are close to each other. Since the spectrum intensities overlap each other, they cannot be separated into each spectrum, greatly affecting the calculation of chlorine emission intensity (specifically, the chlorine emission intensity is excessively calculated). I found out.

そこで、本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法は、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された波長別のスペクトル強度のデータのみが用いられて算定される塩素の発光強度が当てはめられて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度が算出されるようにしている。   Therefore, the method of quantifying the chloride ion concentration of the concrete of the present invention is a combination data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength other than titanium contained in the concrete and not superimposed on the chlorine emission line. Evaluation based on regression equation that expresses the relationship between chloride ion concentration and chlorine emission intensity calculated using only combined data selected based on emission intensity of titanium emission lines that do not overlap with element emission lines The wavelength selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete among the spectral intensity data by wavelength for the target concrete sample Chlorine emission intensity calculated using only data with different spectral intensities is applied to evaluate Chloride ion concentration of the concrete samples are to be calculated.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法は、或いは、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された波長別のスペクトル強度のデータのみが用いられて算定される塩素の発光強度が当てはめられて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度が算出されるようにしている。   The method for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to the present invention, or the combination data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength other than the iron contained in the concrete that does not overlap with the chlorine emission line. Evaluation based on regression equation that expresses the relationship between chloride ion concentration and chlorine emission intensity calculated using only combined data selected based on emission intensity of iron emission lines that do not overlap with element emission lines Wavelength selected based on emission intensity of iron emission lines that do not overlap with chlorine emission lines and do not overlap with emission lines of elements other than iron contained in concrete among the spectral intensity data for each target concrete sample. The concrete to be evaluated by applying the emission intensity of chlorine calculated using only data of another spectral intensity Chloride ion concentration of sample is to be calculated.

また、本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置は、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別する手段と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する手段と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する手段とを有するようにしている。   Further, the concrete chloride ion concentration quantification apparatus of the present invention does not superimpose the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated with the chlorine emission line and the emission lines of elements other than titanium contained in the concrete. A means for selecting based on the emission intensity of the titanium emission line that is not superimposed, a means for calculating the emission intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data for each wavelength, and the chloride ion concentration and wavelength of the concrete sample Of the combination data with different spectral intensities, only the combination data selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in concrete is used. The above regression formula is used to express the relationship between the chloride ion concentration calculated and the luminescence intensity of chlorine. So that and means for calculating a chloride ion concentration of the concrete samples evaluated was by fitting the emission intensity of chlorine.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置は、或いは、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する手段と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する手段と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する手段とを有するようにしている。   The apparatus for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to the present invention, or the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated does not overlap with the chlorine emission line and the emission line of elements other than iron contained in the concrete. A means for sorting based on the emission intensity of iron emission lines not superimposed, a means for calculating the emission intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data by wavelength, and the chloride ion concentration and wavelength of the concrete sample Of the combination data with different spectral intensities, only the combination data selected based on the emission intensity of the iron emission lines that do not overlap with the emission lines of chlorine and do not overlap with the emission lines of elements other than iron contained in concrete is used. The calculated chlorine luminescence is expressed in a regression equation representing the relationship between the chloride ion concentration calculated and the luminescence intensity of chlorine. So that and means for calculating a chloride ion concentration of the concrete samples evaluated by applying a degree.

また、本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別する処理と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する処理と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。   In addition, the concrete chloride ion concentration quantification program of the present invention does not superimpose the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated with the chlorine emission line and the emission lines of elements other than titanium contained in the concrete. Sorting process based on emission intensity related to emission line of titanium not superposed, calculation process of chlorine emission intensity using only selected spectral intensity data by wavelength, chloride ion concentration and wavelength of concrete sample Of the combination data with different spectral intensities, only the combination data selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in concrete is used. The regression equation expressing the relationship between the chloride ion concentration calculated by So that to perform a process for calculating the constant by chloride ion concentration of the concrete samples evaluated by applying the luminous intensity of chlorine to the computer.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、或いは、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する処理と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する処理と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。   The quantification program for the chloride ion concentration of the concrete of the present invention, or the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated does not overlap with the chlorine emission lines and the emission lines of elements other than iron contained in the concrete. Sorting based on the emission intensity of the iron emission lines that do not overlap, processing to calculate the emission intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data by wavelength, and the chloride ion concentration and wavelength of the concrete sample Of the combination data with different spectral intensities, only the combination data selected based on the emission intensity of the iron emission lines that do not overlap with the emission lines of chlorine and do not overlap with the emission lines of elements other than iron contained in concrete is used. The calculated chlorine ion is represented by a regression equation representing the relationship between the chloride ion concentration calculated and the luminescence intensity of chlorine. It is the process of calculating the chloride ion concentration in the concrete samples evaluated by applying the luminous intensity to be performed by the computer.

したがって、これらのコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムによると、チタンの輝線や鉄の輝線が強く観測されるデータが取り除かれることにより、発光スペクトルの観測に基づくコンクリートの塩化物イオン濃度の定量において、定量の阻害要因となる元素の影響が除去される。   Therefore, according to the quantification method of chloride ion concentration of concrete, the quantification device of chloride ion concentration of concrete, and the quantification program of chloride ion concentration of concrete, the data in which titanium emission lines and iron emission lines are observed strongly By removing the element, the influence of the element which becomes an obstacle to the determination in the determination of the chloride ion concentration of the concrete based on the observation of the emission spectrum is removed.

また、本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、前記コンクリート試料についての前記組み合わせデータの選別及び前記評価対象のコンクリートサンプルについての前記波長別のスペクトル強度のデータの選別が発光強度に関する変動係数の値に基づいて行われるようにしても良い。この場合には、チタンの輝線や鉄の輝線に係る発光強度に関する変動係数に基づいてデータの選別が行われるようにしているので、データの選別が適切に行われる。   The concrete chloride ion concentration quantification method, concrete chloride ion concentration quantification device, concrete chloride ion concentration quantification program according to the present invention include the selection of the combination data and the evaluation object of the concrete sample. The spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample may be selected based on the value of the coefficient of variation regarding the emission intensity. In this case, since the data is selected based on the coefficient of variation related to the emission intensity related to the titanium emission line or the iron emission line, the data selection is performed appropriately.

また、本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、波長別のスペクトル強度がレーザ誘起ブレイクダウン分光法によって計測されたものであるようにしても良い。この場合には、波長別のスペクトル強度の計測が適切に行われる。   The concrete chloride ion concentration quantification method, concrete chloride ion concentration quantification device, and concrete chloride ion concentration quantification program of the present invention measure spectral intensities by wavelength by laser-induced breakdown spectroscopy. You may make it be what was done. In this case, the measurement of the spectral intensity for each wavelength is appropriately performed.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムによれば、発光スペクトルの観測に基づくコンクリートの塩化物イオン濃度の定量の阻害要因となる元素の影響を除去することができるので、塩化物イオン濃度の定量精度を向上させることが可能になり、延いては塩化物イオン濃度の定量手法としての信頼性の向上を図ることが可能になる。   According to the method for determining the chloride ion concentration of concrete, the apparatus for determining the chloride ion concentration of concrete, and the program for determining the chloride ion concentration of concrete, the determination of the chloride ion concentration of the concrete based on the observation of the emission spectrum. It is possible to eliminate the influence of the elements that hinder the inhibition of chloride, so it is possible to improve the accuracy of quantification of the chloride ion concentration, and further improve the reliability as a method of quantifying the chloride ion concentration. It becomes possible.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、データの選別において発光強度に関する変動係数の値が用いられるようにした場合には、データの選別を適切に行うことができるので、塩化物イオン濃度の定量精度を一層確実に確保することが可能になり、延いては塩化物イオン濃度の定量手法としての信頼性の一層の向上を図ることが可能になる。   The concrete chloride ion concentration quantification method, concrete chloride ion concentration quantification device, and concrete chloride ion concentration quantification program according to the present invention use a coefficient of variation regarding emission intensity in data selection. In this case, since the data can be properly selected, it is possible to ensure the accuracy of quantitative determination of the chloride ion concentration, and as a result, reliability as a quantitative method for determining the chloride ion concentration. Can be further improved.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムは、レーザ誘起ブレイクダウン分光法が用いられるようにした場合には、波長別のスペクトル強度の計測を適切に行うことができるので、塩化物イオン濃度の定量精度を一層確実に確保することが可能になり、延いては塩化物イオン濃度の定量手法としての信頼性の一層の向上を図ることが可能になる。   The concrete chloride ion concentration quantification method, concrete chloride ion concentration quantification device, and concrete chloride ion concentration quantification program of the present invention, when laser-induced breakdown spectroscopy is used, Since the spectral intensity can be measured appropriately for each wavelength, it is possible to ensure the accuracy of quantitative determination of the chloride ion concentration, and as a result, the reliability of the quantitative determination method of the chloride ion concentration. Further improvement can be achieved.

本発明のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of embodiment of the determination method of the chloride ion concentration of the concrete of this invention. 実施形態のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法をコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現されるコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a concrete chloride ion concentration quantification apparatus realized by the concrete chloride ion concentration quantification method of the embodiment using the concrete chloride ion concentration quantification program. . (実施例1)コンクリートサンプルを計測して取得される全データの積算平均スペクトル強度と抽出されたデータのみの積算平均スペクトル強度との比較の一例を示す図である。(Example 1) It is a figure which shows an example of the comparison with the integration average spectrum intensity | strength of all the data acquired by measuring a concrete sample, and the integration average spectrum intensity | strength of only the extracted data. (実施例1)コンクリートサンプルを計測して取得される全データに基づく塩化物イオン濃度と抽出されたデータのみに基づく塩化物イオン濃度との比較の一例を示す図である。(Example 1) It is a figure which shows an example of the comparison of the chloride ion concentration based on all the data acquired by measuring a concrete sample, and the chloride ion concentration based only on the extracted data.

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.

図1及び図2に、本発明に係るコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,及びコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムの実施形態の一例を示す。   FIG. 1 and FIG. 2 show an example of embodiments of a method for quantifying a concrete chloride ion concentration, a concrete chloride ion concentration quantifying device, and a concrete chloride ion concentration quantifying program according to the present invention.

本実施形態のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法は、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータ(S1,S2)のうち、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された(S3,S4)組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式(S5,S6)に、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータ(S7)のうち、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された(S8,S9)波長別のスペクトル強度のデータのみが用いられて算定される塩素の発光強度(S10)が当てはめられて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度が算出される(S11)ようにしている(図1参照)。   The method of quantifying the chloride ion concentration of the concrete according to the present embodiment is the combination data (S1, S2) of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength, and does not overlap with the chlorine emission line and is applied to the concrete Based on the emission intensity related to the emission line of titanium that does not overlap with the emission line of elements other than titanium included, and the emission intensity related to the emission line of iron that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in concrete For the concrete sample to be evaluated, the regression equation (S5, S6) representing the relationship between the chloride ion concentration calculated using only the combination data (S3, S4) selected and the luminescence intensity of chlorine is used. Among the spectral intensity data for each wavelength (S7), the brightness of elements other than titanium that do not overlap with the chlorine emission lines and are contained in concrete Are selected based on the emission intensity related to the emission line of titanium that does not overlap with the emission line of titanium and the emission intensity of iron emission line that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in concrete (S8, S9). ) Chlorine emission intensity (S10) calculated by using only spectral intensity data for each wavelength is applied to calculate the chloride ion concentration of the concrete sample to be evaluated (S11). 1).

上記コンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法は、本発明に係るコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置によって実施され得る。本実施形態のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置は、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する手段と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する手段と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する手段とを有するようにしている。   The concrete chloride ion concentration quantification method can be implemented by the concrete chloride ion concentration quantification apparatus according to the present invention. In the concrete chloride ion concentration quantification apparatus of the present embodiment, the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated is not superimposed on the chlorine emission lines and the emission lines of elements other than titanium contained in the concrete are used. A means for sorting based on the emission intensity related to the emission line of titanium that does not overlap, the emission intensity related to the emission line of iron that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in concrete, and selected Of the combined data of the means for calculating the luminescence intensity of chlorine using only the spectral intensity data for each wavelength and the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength, it does not overlap with the chlorine emission line and the concrete. The emission intensity of the emission line of titanium that does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in Relationship between chloride ion concentration calculated by using only combination data selected based on emission intensity of emission lines of elements other than iron contained in concrete and emission lines of iron not superimposed and emission intensity of chlorine Means for calculating the chloride ion concentration of the concrete sample to be evaluated by applying the calculated luminescence intensity of chlorine to the regression equation representing the above.

上記コンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法やコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置は、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムがコンピュータ上で実行されることによっても実施されたり実現されたりし得る。本実施形態に係る説明では、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムがコンピュータ上で実行されることによってコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法が実施されると共にコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置が実現される場合を取り上げて説明する。   The concrete chloride ion concentration quantification method and the concrete chloride ion concentration quantification apparatus can be implemented or realized by executing a concrete chloride ion concentration quantification program on a computer. In the description according to the present embodiment, a concrete chloride ion concentration quantification method is implemented by executing a concrete chloride ion concentration quantification program on a computer, and a concrete chloride ion concentration quantification device is provided. The case where it is realized will be described.

本実施形態のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム17を実行するためのコンピュータ10(本実施形態では、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置10でもある)の全体構成を図2に示す。   FIG. 2 shows the overall configuration of a computer 10 (which is also a concrete chloride ion concentration quantification apparatus 10 in the present embodiment) for executing the concrete chloride ion concentration quantification program 17 of the present embodiment.

このコンピュータ10(コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置10)は制御部11,記憶部12,入力部13,表示部14,及びメモリ15を備え、これらが相互にバス等の信号回線によって接続されている。   This computer 10 (concrete chloride ion concentration determination device 10) includes a control unit 11, a storage unit 12, an input unit 13, a display unit 14, and a memory 15, which are connected to each other by a signal line such as a bus. ing.

制御部11は、記憶部12に記憶されているコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム17に従ってコンピュータ10全体の制御並びにコンクリートの塩化物イオン濃度の定量に係る演算を行うものであり、例えばCPU(中央演算処理装置)である。   The control unit 11 performs calculations related to the control of the entire computer 10 and the quantification of the chloride ion concentration of concrete according to the concrete chloride ion concentration quantification program 17 stored in the storage unit 12, for example, CPU ( Central processing unit).

記憶部12は、少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。   The storage unit 12 is a device that can store at least data and programs, and is, for example, a hard disk.

入力部13は、少なくとも作業者の命令や種々の情報を制御部11に与えるためのインターフェイス(即ち、情報入力の仕組み)であり、例えばキーボードやマウスである。なお、例えばキーボードとマウスとの両方のように複数種類のインターフェイスを入力部13として有するようにしても良い。   The input unit 13 is an interface (that is, an information input mechanism) for giving at least an operator's command and various information to the control unit 11, and is, for example, a keyboard or a mouse. For example, a plurality of types of interfaces such as a keyboard and a mouse may be provided as the input unit 13.

表示部14は、制御部11の制御によって文字や図形或いは画像等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。   The display unit 14 performs drawing / display of characters, figures, images, and the like under the control of the control unit 11 and is, for example, a display.

メモリ15は、制御部11が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばRAM(Random Access Memory の略)である。   The memory 15 is a memory space that is a work area when the control unit 11 executes various controls and calculations, and is, for example, a RAM (abbreviation of Random Access Memory).

また、コンピュータ10に、必要に応じ、当該コンピュータ10との間でデータや制御指令等の信号の送受信(即ち、出入力)が可能であるように、バスや広域ネットワーク回線等の信号回線により、データサーバ20が接続されるようにしても良い。また、コンピュータ10は、必要に応じ、インターネットなどのネットワークを介してクラウドサーバ(図示していない)にアクセス可能であるようにしても良い。   Further, a signal line such as a bus or a wide area network line can be transmitted to the computer 10 as necessary, so that signals such as data and control commands can be transmitted to and received from the computer 10 (that is, input / output). The data server 20 may be connected. Further, the computer 10 may be accessible to a cloud server (not shown) via a network such as the Internet as necessary.

そして、コンピュータ10(以下、「コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置10」と表記する)の制御部11には、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム17が実行されることにより、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する処理を行う第一の変動係数算出部11a及び第一のデータ選別部11bと、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する処理を行う第一の発光強度算定部11cと、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度や、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に前記算定された塩素の発光強度を当てはめて評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する処理を行う第二の変動係数算出部11e,第二のデータ選別部11f,第二の発光強度算定部11g,及び濃度算出部11hとが構成される。   Then, the control unit 11 of the computer 10 (hereinafter referred to as “concrete chloride ion concentration quantification apparatus 10”) executes the concrete chloride ion concentration quantification program 17 to execute the evaluation. Spectral intensity data by wavelength for concrete samples does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in concrete or the emission line of chlorine In addition, the first variation coefficient calculating unit 11a and the first data selecting unit 11b that perform the process of selecting based on the emission intensity related to the bright line of the iron that does not overlap with the bright line of the element other than iron contained in the concrete are selected. A first emission intensity calculator 11c that performs processing for calculating the emission intensity of chlorine using only the spectral intensity data for each wavelength; Of the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength, the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete, Chloride ion concentration and chlorine calculated using only combination data selected based on emission intensity of iron emission lines that do not overlap with chlorine emission lines and do not overlap with elements other than iron contained in concrete A second variation coefficient calculation unit 11e, which performs a process of calculating the chloride ion concentration of the concrete sample to be evaluated by applying the calculated chlorine emission intensity to a regression equation representing the relationship between A second data selection unit 11f, a second emission intensity calculation unit 11g, and a concentration calculation unit 11h are configured.

本発明に係る手順は、大きくは、検量線の作成関連の処理(S1からS6まで)と塩化物イオン濃度の定量関連の処理(S7からS11まで)とからなる。   The procedure according to the present invention mainly includes a calibration curve creation-related process (from S1 to S6) and a chloride ion concentration determination-related process (from S7 to S11).

そして、コンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法が実施される際の手順として、検量線を作成するため、まず、コンクリート試料の塩化物イオン濃度の計測が行われる(S1)。   And as a procedure at the time of carrying out the quantification method of the chloride ion concentration of concrete, in order to create a calibration curve, first, the chloride ion concentration of a concrete sample is measured (S1).

検量線の作成に際しては、塩化物イオン濃度が異なる複数のコンクリート試料が用いられる。   When preparing a calibration curve, a plurality of concrete samples having different chloride ion concentrations are used.

検量線作成用の試料としては、例えば、塩化ナトリウムが練り混ぜられて作成されるコンクリート試料が用いられる。   As a sample for preparing a calibration curve, for example, a concrete sample prepared by kneading sodium chloride is used.

塩化ナトリウムが練り混ぜられたコンクリート試料は、例えば、モルタル練り混ぜ時に塩化ナトリウムが所定量投入され、塩化ナトリウムの濃度が異なる複数のフレッシュコンクリートが層状に打設され養生されて作製されたコンクリート供試体から作成される。複数の層に打ち継がれることにより、コンクリートが硬化するまでの間に塩化ナトリウムの濃度勾配による拡散が生じ、打設後に塩化ナトリウムの濃度勾配が発現される一体のコンクリート供試体が作製される。   A concrete sample in which sodium chloride is mixed is, for example, a concrete specimen prepared by placing a predetermined amount of sodium chloride during mortar mixing, and laying and curing a plurality of fresh concretes with different concentrations of sodium chloride. Created from. By being transferred to a plurality of layers, diffusion due to the sodium chloride concentration gradient occurs until the concrete hardens, and an integrated concrete specimen is produced in which the sodium chloride concentration gradient is developed after placement.

上記によって作製されたコンクリート供試体が打設時における塩化ナトリウム濃度境界面と平行な面(言い変えると、打設後における塩化ナトリウムの濃度勾配と直交する面)に沿って切断され、塩化ナトリウムの濃度勾配に応じて塩化ナトリウムの濃度が異なる複数のコンクリート試料(「濃度計測用試料」と呼ぶ)が作成される。   The concrete specimen prepared as described above is cut along a plane parallel to the sodium chloride concentration boundary surface during placement (in other words, a plane orthogonal to the sodium chloride concentration gradient after placement) A plurality of concrete samples having different sodium chloride concentrations according to the concentration gradient (referred to as “concentration measurement samples”) are created.

濃度計測用試料のそれぞれに試料番号が付与される。試料番号は、濃度計測用試料を相互に区別して個別に識別し特定し得るように、濃度計測用試料のそれぞれに対してユニークで唯一のものとして付与される。   A sample number is assigned to each concentration measurement sample. The sample number is uniquely and uniquely assigned to each of the concentration measurement samples so that the concentration measurement samples can be distinguished from each other and individually identified.

塩化ナトリウムの濃度勾配を有するコンクリート供試体が切断されて作成された濃度計測用試料のそれぞれについて、電位差滴定法が用いられて、具体的には例えば「日本工業規格 JIS A 1154 2011:硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法」に準拠して分析が行われて塩化物イオン濃度が計測される。   A potentiometric titration method is used for each of the concentration measurement samples prepared by cutting a concrete specimen having a sodium chloride concentration gradient. For example, “Japanese Industrial Standards JIS A 1154 2011: in hardened concrete” The chloride ion concentration is measured by performing an analysis in accordance with the “test method for chloride ions contained in”.

電位差滴定法が用いられての塩化物イオン濃度の計測により、濃度計測用試料それぞれの塩化物イオン濃度のデータが取得される。   By measuring the chloride ion concentration using the potentiometric titration method, data on the chloride ion concentration of each sample for concentration measurement is acquired.

S1の処理の結果として、試料番号と塩化物イオン濃度の値との組み合わせデータが取得される。   As a result of the processing of S1, combination data of the sample number and the chloride ion concentration value is acquired.

また、コンクリート試料のスペクトル強度の計測が行われる(S2)。   Further, the spectral intensity of the concrete sample is measured (S2).

S1の処理において電位差滴定法が用いられて塩化物イオン濃度が計測される際に濃度計測用試料の粉砕によって得られる粉末が圧縮成型され、S1の処理において作成された塩化ナトリウムの濃度が異なる複数の濃度計測用試料のそれぞれに対応する複数の試料(「LIBS用試料」と呼ぶ)が作成される。   When the chloride ion concentration is measured using the potentiometric titration method in the processing of S1, the powder obtained by crushing the sample for concentration measurement is compression-molded, and the concentration of sodium chloride prepared in the processing of S1 is different. A plurality of samples (referred to as “LIBS samples”) corresponding to the respective concentration measurement samples are prepared.

LIBS用試料のそれぞれに、当該のLIBS用試料が圧縮成型される際に使用された粉末の元の濃度計測用試料と同じ試料番号が付与される。   Each of the LIBS samples is given the same sample number as the original concentration measurement sample of the powder used when the LIBS sample is compression molded.

上述のようにしてコンクリート供試体から濃度計測用試料とLIBS用試料とが作成されることにより、少量のコンクリートから塩化物イオン濃度が異なる試料を多種類採取することが可能になる。   By preparing the concentration measurement sample and the LIBS sample from the concrete specimen as described above, it is possible to collect many types of samples having different chloride ion concentrations from a small amount of concrete.

濃度計測用試料の粉末が圧縮成型されて作成されたLIBS用試料のそれぞれについて、LIBSが用いられて波長毎のスペクトル強度が計測される。すなわち、パルス状のレーザ光がLIBS用試料に対して照射され、コンクリートがアブレーションし、プラズマ化された物質からの発光スペクトルが計測され、この発光スペクトルに基づいて波長毎のスペクトル強度が特定される。なお、LIBS自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略する(例えば、特開2013−190411号,特許第3500139号を参照)。   For each of the LIBS samples prepared by compressing and molding the concentration measurement sample powder, the spectral intensity for each wavelength is measured using LIBS. That is, a pulsed laser beam is irradiated on the LIBS sample, the concrete is ablated, and the emission spectrum from the plasma substance is measured, and the spectrum intensity for each wavelength is specified based on this emission spectrum. . Since LIBS itself is a well-known technique, details thereof are omitted here (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-190411 and Japanese Patent No. 3500159).

レーザ光の照射の仕方については、少なくとも一つのレーザ光がLIBS用試料に対して照射されてプラズマが生じる態様であれば特定の態様に限定されるものではなく、例えば、単一のレーザ光を照射するようにしても良く、或いは、二つのレーザ光を、同軸で照射するようにしたり、一つをコンクリート法線方向に対して斜めの方向や垂直の方向から照射するようにしたりしても良い。   The method of laser beam irradiation is not limited to a specific mode as long as at least one laser beam is irradiated to the LIBS sample to generate plasma. For example, a single laser beam is used. It may be irradiated, or two laser beams may be irradiated coaxially, or one may be irradiated obliquely or perpendicularly to the normal direction of the concrete. good.

一つのLIBS用試料について、本実施形態では、レーザの照射及び発光スペクトルの計測が複数回行われる。ただし、一つのLIBS用試料について、レーザの照射及び発光スペクトルの計測が一回のみ行われるようにしても良い。   In this embodiment, laser irradiation and emission spectrum measurement are performed a plurality of times for one LIBS sample. However, laser irradiation and emission spectrum measurement may be performed only once for one LIBS sample.

LIBSが用いられての発光スペクトルの計測により、LIBS用試料それぞれのレーザ照射毎の(言い換えると、レーザ照射回数分の)波長別のスペクトル強度のデータが取得される。   By measuring the emission spectrum using LIBS, spectral intensity data for each wavelength for each laser irradiation of the LIBS sample (in other words, the number of times of laser irradiation) is acquired.

S1及びS2の処理の結果として、コンクリート試料(即ち、濃度計測用試料,濃度計測用試料から作成されたLIBS用試料)それぞれの塩化物イオン濃度の値と波長別スペクトル強度との組み合わせデータが、レーザ照射毎のデータ(言い換えると、レーザ照射回数分のデータ)として得られる。   As a result of the processing of S1 and S2, the combination data of the chloride ion concentration value and the spectral intensity by wavelength of each concrete sample (that is, the sample for concentration measurement, the sample for LIBS prepared from the sample for concentration measurement) It is obtained as data for each laser irradiation (in other words, data for the number of times of laser irradiation).

本実施形態では、濃度計測用試料/LIBS用試料に付与された試料番号,塩化物イオン濃度の値,及び波長別スペクトル強度の組み合わせデータがレーザ照射毎のデータとして複数蓄積されて記録されたデータファイルが、濃度強度組合せデータベース21としてデータサーバ20に格納(別言すると、保存)される。   In this embodiment, a plurality of combination data of the sample number assigned to the concentration measurement sample / LIBS sample, the value of the chloride ion concentration, and the spectrum intensity for each wavelength are accumulated and recorded as data for each laser irradiation. The file is stored (in other words, saved) in the data server 20 as the concentration intensity combination database 21.

次に、S2の処理によって取得された波長別のスペクトル強度に基づいて特定元素に係る発光強度に関する変動係数の算出が行われる(S3)。   Next, the coefficient of variation regarding the emission intensity related to the specific element is calculated based on the spectral intensity for each wavelength acquired by the process of S2 (S3).

本発明では、発光スペクトルの観測(例えばレーザ誘起ブレイクダウン分光法による計測)に基づいて塩化物イオン濃度を計測する際に塩素(Cl)の輝線(具体的には、ピーク波長が837.594 nm)とチタン(Ti)の輝線(具体的には、ピーク波長が837.720 nm)や鉄(Fe)の輝線(具体的には、ピーク波長が837.661 nm)とが重畳することによって計測精度が低下するという本発明者の知見に基づき、チタンの輝線や鉄の輝線に着目する。本発明の説明では、チタンや鉄のことを「特定元素」と呼ぶ。   In the present invention, a chlorine (Cl) emission line (specifically, the peak wavelength is 837.594 nm when the chloride ion concentration is measured based on observation of an emission spectrum (for example, measurement by laser-induced breakdown spectroscopy). ) And titanium (Ti) emission line (specifically, peak wavelength is 837.720 nm) and iron (Fe) emission line (specifically, peak wavelength is 837.661 nm). Based on the inventor's knowledge that the accuracy decreases, attention is paid to the titanium emission line and the iron emission line. In the description of the present invention, titanium and iron are referred to as “specific elements”.

具体的には、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線(言い換えると、チタン単独のものとして観測され得るチタンの輝線)に着目し、当該チタンの輝線が強く観測されているスペクトル強度のデータ(別言すると、チタンの輝線が強く観測されているレーザ照射回のデータ)が分析の対象から除外される。この操作は、S2の処理によって取得されたスペクトル強度のデータの中から、チタンの発光強度が弱い箇所、即ちチタンの含有量が相対的に少ない箇所を計測したデータのみが抽出されることに相当する。   Specifically, paying attention to the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in concrete (in other words, the titanium emission line that can be observed as titanium alone), The spectral intensity data in which the titanium emission line is observed strongly (in other words, the data of the laser irradiation times in which the titanium emission line is observed strongly) is excluded from the analysis target. This operation is equivalent to extracting only data obtained by measuring a portion where the emission intensity of titanium is weak, that is, a portion where the titanium content is relatively small, from the spectral intensity data obtained by the processing of S2. To do.

これにより、チタン単独の輝線に着目して算定されるチタンの発光強度が強い場合には塩素の輝線と重畳する可能性があるチタンの輝線が塩素の発光強度に与える影響が大きい(具体的には、塩素の発光強度が過大に算出される)と考えられるところ、当該のデータが分析の対象から除外されることによってチタンの影響が取り除かれて塩素の発光強度がその分正確に算定されるようになる。   As a result, when the emission intensity of titanium calculated by focusing on the emission line of titanium alone is strong, the influence of the emission line of titanium, which may overlap with the emission line of chlorine, on the emission intensity of chlorine (specifically, The emission intensity of chlorine is considered to be excessively calculated). By removing the data from the analysis, the influence of titanium is removed and the emission intensity of chlorine is accurately calculated accordingly. It becomes like this.

塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線(言い換えると、チタン単独のものとして観測され得るチタンの輝線)として具体的に以下の表1に整理したものが挙げられる(尚、厳密には、元素毎に原子線とイオン線との二種類の輝線があるが、これらを一括して各元素の輝線として取り扱う)。以下の表1に挙げられている輝線のことを「チタン着目輝線」と呼ぶ。   Table 1 below shows specific titanium emission lines that do not overlap with chlorine emission lines and do not overlap with elements other than titanium contained in concrete (in other words, titanium emission lines that can be observed as titanium alone). (Strictly speaking, there are two types of emission lines, atomic beams and ion beams, for each element, but these are collectively treated as emission lines for each element). The bright lines listed in Table 1 below are called “titanium-focused bright lines”.

また、塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線(言い換えると、鉄単独のものとして観測され得る鉄の輝線)に着目し、当該鉄の輝線が強く観測されているスペクトル強度のデータ(別言すると、鉄の輝線が強く観測されているレーザ照射回のデータ)が分析の対象から除外される。この操作は、S2の処理によって取得されたスペクトル強度のデータの中から、鉄の発光強度が弱い箇所、即ち鉄の含有量が相対的に少ない箇所を計測したデータのみが抽出されることに相当する。   Also, pay attention to the iron emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in concrete (in other words, the iron emission line that can be observed as iron alone), and the iron emission line. The spectral intensity data (in other words, the data of the laser irradiation times in which the iron emission line is strongly observed) is excluded from the analysis target. This operation is equivalent to extracting only data obtained by measuring a portion where the emission intensity of iron is weak, that is, a portion where the iron content is relatively small, from the spectral intensity data obtained by the processing of S2. To do.

これにより、鉄単独の輝線に着目して算定される鉄の発光強度が強い場合には塩素の輝線と重畳する可能性がある鉄の輝線が塩素の発光強度に与える影響が大きい(具体的には、塩素の発光強度が過大に算出される)と考えられるところ、当該のデータが分析の対象から除外されることによって鉄の影響が取り除かれて塩素の発光強度がその分正確に算定されるようになる。   As a result, when the emission intensity of iron calculated by paying attention to the emission line of iron alone is strong, the influence of the emission line of iron, which may overlap with the emission line of chlorine, on the emission intensity of chlorine (specifically, Is considered to be over-calculated), the data is excluded from the analysis and the effect of iron is removed, and the emission intensity of chlorine is accurately calculated accordingly. It becomes like this.

塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線(言い換えると、鉄単独のものとして観測され得る鉄の輝線)として具体的に以下の表2に整理したものが挙げられる(尚、厳密には、元素毎に原子線とイオン線との二種類の輝線があるが、これらを一括して各元素の輝線として取り扱う)。以下の表2に挙げられている輝線のことを「鉄着目輝線」と呼ぶ。   Table 2 below shows the iron emission lines that do not overlap with the emission lines of chlorine and do not overlap with the emission lines of elements other than iron contained in concrete (in other words, the iron emission lines that can be observed as iron alone). (Strictly speaking, there are two types of emission lines, atomic beams and ion beams, for each element, but these are collectively treated as emission lines for each element). The bright lines listed in Table 2 below are called “iron-focused bright lines”.

S1及びS2の処理によって取得された組み合わせデータを選別するため、レーザ照射毎に得られた波長別のスペクトル強度のそれぞれについて以下の数式1で定義される発光強度に関する変動係数CVが求められる。   In order to select the combination data acquired by the processes of S1 and S2, the coefficient of variation CV regarding the emission intensity defined by the following Equation 1 is obtained for each spectral intensity for each wavelength obtained for each laser irradiation.

数式1において、CV:発光強度に関する変動係数,N:CVを求める際に用いたデータ点数(別言すると、波長の個数),λ:波長,I(λ):波長λにおけるスペクトル強度,IB(λ):波長λ1とλ2とに於ける又は波長λ3とλ4とに於けるスペクトル強度位置を通過する直線上の波長λに対応するスペクトル値をそれぞれ表す。 In Equation 1, CV: coefficient of variation regarding emission intensity, N: number of data points used in obtaining CV (in other words, number of wavelengths), λ: wavelength, I (λ): spectral intensity at wavelength λ, I B (λ): Represents a spectral value corresponding to a wavelength λ on a straight line passing through spectral intensity positions at wavelengths λ 1 and λ 2 or at wavelengths λ 3 and λ 4 , respectively.

数式1の右辺の分母は、すなわち、波長λがλ1からλ2までの範囲における、波長λ毎のスペクトル強度I(λ)とベースライン上のスペクトル値IB(λ)との差分の最大値(記号:max)である。 The denominator on the right side of Equation 1 is the maximum difference between the spectral intensity I (λ) for each wavelength λ and the spectral value I B (λ) on the baseline in the wavelength λ range from λ 1 to λ 2. Value (symbol: max).

波長λ1とλ2とは、変動係数CVの算出に係る特定元素の輝線の両裾(別言すると、特定元素に係る輝線の拡がりの両端であり、特定元素の輝線波長域の両端)に該当する波長である。 The wavelengths λ 1 and λ 2 are at both ends of the emission line of the specific element related to the calculation of the coefficient of variation CV (in other words, both ends of the broadening of the emission line related to the specific element and both ends of the emission line wavelength range of the specific element). Corresponding wavelength.

そして、数式1に関係する、波長λ1とλ2とに於けるスペクトル強度位置を通過する直線はスペクトルのベースラインに相当する。 The straight line passing through the spectral intensity positions at the wavelengths λ 1 and λ 2 related to Equation 1 corresponds to the baseline of the spectrum.

また、数式1の右辺の分子は、すなわち、波長λがλ3からλ4までの範囲における波長λ毎のスペクトル強度I(λ)とベースライン上のスペクトル値IB(λ)との差分の二乗の合計を波長λ3からλ4までの範囲に含まれる波長λの個数Nで割った値の二乗根である。 In addition, the numerator on the right side of Equation 1 represents the difference between the spectral intensity I (λ) for each wavelength λ in the wavelength λ range from λ 3 to λ 4 and the spectral value I B (λ) on the baseline. This is the square root of the value obtained by dividing the sum of the squares by the number N of wavelengths λ included in the wavelength λ 3 to λ 4 range.

波長λ3とλ4とは、特定元素の輝線に近い波長領域に於いて輝線が観測されない波長域の両端に該当する波長である。 The wavelengths λ 3 and λ 4 are wavelengths corresponding to both ends of the wavelength region where no bright line is observed in the wavelength region close to the bright line of the specific element.

そして、数式1に関係する、波長λ3とλ4とに於けるスペクトル強度位置を通過する直線はスペクトルのベースラインに相当する。 The straight line passing through the spectral intensity positions at the wavelengths λ 3 and λ 4 related to Equation 1 corresponds to the baseline of the spectrum.

なお、数式1の右辺の分子は、特定元素(即ち、チタン,鉄)の含有量が零の試料を計測したときの特定元素の輝線波長域におけるスペクトル強度の標準偏差と定義すると、変動係数の元々の定義と対応することになる。しかしながら、例えば、骨材にはわずかにチタンが含まれており、コンクリートと同等の組成を持ち、且つチタンの含有量が零の試料を用意することは容易ではない。このため、数式1ではチタンの輝線に近い波長領域に於いて輝線が観測されない波長域(即ち、数式1では具体的にはλ3〜λ4の範囲)のスペクトルを用いて発光強度の標準偏差を評価するようにしている。 Note that the numerator on the right side of Equation 1 is defined as the standard deviation of the spectral intensity in the emission line wavelength region of a specific element when a sample having a specific element (ie, titanium, iron) content of zero is measured. Corresponds to the original definition. However, for example, the aggregate contains a slight amount of titanium, and it is not easy to prepare a sample having a composition equivalent to that of concrete and having zero titanium content. For this reason, in Formula 1, the standard deviation of the emission intensity using the spectrum in the wavelength region where the bright line is not observed in the wavelength region close to the bright line of titanium (that is, the range of λ 3 to λ 4 specifically in Formula 1). Is to be evaluated.

ここで、統計学で定義される変動係数の定義、即ち或る信号強度の標準偏差をそれの算術平均で除した値であれば、数式1を変更しても良い。具体的には、数式1の分母は輝線のピークの強度に相当するが、輝線の平均値、即ち mean{I(λ)−IB(λ),λ=λ1〜λ2} でも良い。また、チタンが全く含まれていないコンクリート試料を用意できる場合には、λ3及びλ4はλ1及びλ2としても良い。 Here, Formula 1 may be changed as long as it is a definition of a coefficient of variation defined by statistics, that is, a value obtained by dividing a standard deviation of a certain signal intensity by its arithmetic average. Specifically, the denominator of Equation 1 corresponds to the intensity of the peak of the bright line, but may be an average value of the bright line, that is, mean {I (λ) −I B (λ), λ = λ 1 to λ 2 }. If a concrete sample containing no titanium is prepared, λ 3 and λ 4 may be λ 1 and λ 2 .

さらに言えば、組み合わせデータを選別するための指標としての変動係数は、数式1によって定義される変動係数CVに限定されるものではなく、特定の波長域(上述の波長λ1からλ2までに相当する波長域)における発光強度が所定の波長域(上述の波長λ3からλ4までに相当する波長域)における発光強度に対して変動しているか否かを判断し得る指標であれば、どのように定義される(言い換えると、算出される)ものであっても良い。 Furthermore, the variation coefficient as an index for selecting the combination data is not limited to the variation coefficient CV defined by Equation 1, but in a specific wavelength range (from the above-described wavelengths λ 1 to λ 2) . If it is an index that can determine whether or not the emission intensity in the corresponding wavelength range varies with respect to the emission intensity in a predetermined wavelength range (wavelength range corresponding to the above-mentioned wavelengths λ 3 to λ 4 ), It may be defined in any way (in other words, calculated).

変動係数CVは、チタン着目輝線のうちの少なくとも一つが選択された上で当該選択された輝線について算出され、また、鉄着目輝線のうちの少なくとも一つが選択された上で当該選択された輝線について算出される。   The coefficient of variation CV is calculated for the selected bright line after at least one of the bright lines of titanium attention is selected, and for the selected bright line after selection of at least one of the bright lines of iron focus. Calculated.

この際、チタン着目輝線(のうちの少なくとも一つ)のみが選択されるようにしたり鉄着目輝線(のうちの少なくとも一つ)のみが選択されるようにしたりしても良い。すなわち、チタン着目輝線と鉄着目輝線とのうちのどちらか一方のみが選択されて変動係数CVが算出されるようにしても良い。   At this time, only the titanium noticed bright line (at least one of them) may be selected, or only the iron noticed bright line (at least one of them) may be selected. That is, only one of the titanium-focused bright line and the iron-focused bright line may be selected to calculate the variation coefficient CV.

本実施形態では、制御部11の第一の変動係数算出部11aにより、データサーバ20に格納されている濃度強度組合せデータベース21に記録されている組み合わせデータの波長別スペクトル強度のデータが読み込まれ、組み合わせデータ毎に(別言すると、レーザ照射毎に)、数式1によって変動係数CVの値が算出される。   In the present embodiment, the first variation coefficient calculation unit 11a of the control unit 11 reads the spectral intensity data for each wavelength of the combination data recorded in the concentration intensity combination database 21 stored in the data server 20, For each combination data (in other words, for each laser irradiation), the value of the coefficient of variation CV is calculated by Equation 1.

そして、第一の変動係数算出部11aにより、濃度強度組合せデータベース21に記録されている組み合わせデータのそれぞれについて算出された変動係数CVの値が、前記組み合わせデータのそれぞれと対応づけられて、言い換えると前記組み合わせデータのそれぞれに追加されて、濃度強度組合せデータベース21に含められる。   Then, the value of the variation coefficient CV calculated for each combination data recorded in the concentration intensity combination database 21 by the first variation coefficient calculation unit 11a is associated with each of the combination data, in other words. It is added to each of the combination data and included in the concentration intensity combination database 21.

S3の処理により、試料番号,塩化物イオン濃度の値,波長別スペクトル強度,及び変動係数CVの値の組み合わせデータが複数蓄積されて記録されたデータファイルとして、濃度強度組合せデータベース21がデータサーバ20に保存される。   The concentration intensity combination database 21 is the data server 20 as a data file in which a plurality of combination data of the sample number, chloride ion concentration value, spectral intensity for each wavelength, and variation coefficient CV value are accumulated and recorded by the processing of S3. Saved in.

次に、S3の処理によって算出された発光強度に関する変動係数に基づいて組み合わせデータの選別が行われる(S4)。   Next, combination data is selected based on the variation coefficient regarding the light emission intensity calculated by the process of S3 (S4).

本実施形態では、制御部11の第一のデータ選別部11bにより、S3の処理において変動係数に関する情報が追加された濃度強度組合せデータベース21から組み合わせデータが読み込まれ、変動係数CVの値が確認される。   In the present embodiment, the first data selection unit 11b of the control unit 11 reads combination data from the density intensity combination database 21 to which information on the variation coefficient is added in the process of S3, and the value of the variation coefficient CV is confirmed. The

そして、第一のデータ選別部11bにより、変動係数CVの値が一定値以上である場合に、当該の組み合わせデータ(即ち、レーザ照射一回分のデータ)がデータファイルに記録され蓄積されて抽出組合せデータベース22としてデータサーバ20に格納(別言すると、保存)される。データの選別の基準(即ち、前記における「一定値」)として用いられる変動係数CVの値のことを「選別閾値」と呼ぶ。   Then, when the value of the coefficient of variation CV is equal to or greater than a certain value, the first data selection unit 11b records and stores the combination data (that is, data for one laser irradiation) in the data file and extracts the combination. It is stored (in other words, saved) as the database 22 in the data server 20. The value of the coefficient of variation CV used as a data selection standard (that is, the “constant value” in the above) is called a “selection threshold”.

すなわち、S3までの処理によって濃度強度組合せデータベース21に記録されている組み合わせデータのうち、変動係数CVの値が選別閾値以上である組み合わせデータは抽出組合せデータベース22に記録される一方で、変動係数CVの値が選別閾値よりも小さい組み合わせデータは抽出組合せデータベース22には記録されない。   That is, among the combination data recorded in the density intensity combination database 21 by the processing up to S3, the combination data whose variation coefficient CV is equal to or greater than the selection threshold is recorded in the extraction combination database 22, while the variation coefficient CV. Combination data whose value is smaller than the selection threshold is not recorded in the extracted combination database 22.

選別閾値の値Tsは、特定の値に限定されるものではなく、チタン着目輝線における発光強度が強いためにピーク波長が837.720 nm のチタンの輝線が塩素の輝線(具体的には、ピーク波長が837.594 nm)と重畳することによる塩素の発光強度に与える影響を抑制することや、鉄着目輝線における発光強度が強いためにピーク波長が837.661 nm の鉄の輝線が塩素の輝線(具体的には、ピーク波長が837.594 nm)と重畳することによる塩素の発光強度に与える影響を抑制することが考慮されるなどした上で、適当な値に適宜設定される。   The selection threshold value Ts is not limited to a specific value. Since the emission intensity at the emission line of titanium is strong, the emission line of titanium with a peak wavelength of 837.720 nm is the emission line of chlorine (specifically, the peak The influence of the superposition of the wavelength of 837.594 nm on the emission intensity of chlorine is suppressed, and since the emission intensity of the iron-focused emission line is strong, the iron emission line having a peak wavelength of 837.661 nm is the chlorine emission line. (Specifically, it is appropriately set to an appropriate value in consideration of suppressing the influence on the luminescence intensity of chlorine due to superposition with a peak wavelength of 837.594 nm).

選別閾値の値Tsは、具体的には例えば、0〜2程度の範囲(即ち、概ね0≦Ts≦2)のうちのいずれかの値に設定されることが考えられ、0より大きく1以下の範囲(即ち、0<Ts≦1)のうちのいずれかの値に設定されることが好ましく、1程度(即ち、Ts≒1、特にTs=1)に設定されることが最も好ましい。   Specifically, for example, the selection threshold value Ts may be set to any value within a range of about 0 to 2 (that is, approximately 0 ≦ Ts ≦ 2). Is preferably set to any value in the range (that is, 0 <Ts ≦ 1), and most preferably set to about 1 (that is, Ts≈1, particularly Ts = 1).

選別閾値は、チタンが塩素の発光強度に与える影響を抑制することが考慮されて設定されたチタンに対応する閾値と、鉄が塩素の発光強度に与える影響を抑制することが考慮されて設定された鉄に対応する閾値とが準備されるようにしても良い。   The selection threshold is set in consideration of the threshold corresponding to titanium set to suppress the influence of titanium on the emission intensity of chlorine and the suppression of the influence of iron on the emission intensity of chlorine. A threshold value corresponding to the iron may be prepared.

次に、S4の処理によって選別された組み合わせデータのそれぞれについてS2の処理によって取得された波長別のスペクトル強度に基づいて塩素の発光強度の算定が行われる(S5)。   Next, the luminescence intensity of chlorine is calculated based on the spectral intensity for each wavelength acquired by the process of S2 for each combination data selected by the process of S4 (S5).

塩素の発光強度は、塩素の輝線(具体的には、ピーク波長が837.594 nm)の両裾を結ぶ直線が当該輝線のベースラインと定義された上で当該輝線のピークから前記ベースラインまでの信号強度が計算されることによって算定される。   The emission intensity of chlorine is determined from the peak of the emission line to the base line after a straight line connecting both ends of the emission line of the chlorine (specifically, the peak wavelength is 837.594 nm) is defined as the baseline of the emission line. Is calculated by calculating the signal strength of.

本実施形態では、制御部11の第一の発光強度算定部11cにより、S4の処理においてデータサーバ20に格納された抽出組合せデータベース22に記録された組み合わせデータが読み込まれ、試料番号が同じである(即ち、塩化物イオン濃度も同じである)組み合わせデータの波長別スペクトル強度が波長毎に積算されて平均された上で塩素の発光強度が算定される。   In the present embodiment, the first emission intensity calculation unit 11c of the control unit 11 reads the combination data recorded in the extraction combination database 22 stored in the data server 20 in the process of S4, and the sample number is the same. The spectrum emission intensity for each wavelength of the combination data (that is, the chloride ion concentration is the same) is integrated for each wavelength and averaged, and the luminescence intensity of chlorine is calculated.

そして、第一の発光強度算定部11cにより、塩化物イオン濃度の値と塩素の発光強度の値との組み合わせデータがメモリ15に記憶させられる。   Then, the first emission intensity calculation unit 11c stores in the memory 15 the combination data of the chloride ion concentration value and the chlorine emission intensity value.

次に、S5までの処理によって取得された塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との組み合わせデータが用いられて両者の間の関係を表す式の算定が行われる(S6)。   Next, the combination data of the chloride ion concentration and the luminescence intensity of chlorine acquired by the processing up to S5 is used to calculate an expression representing the relationship between the two (S6).

本実施形態では、制御部11の回帰式算定部11dにより、S5の処理においてメモリ15に記憶された塩化物イオン濃度の値と塩素の発光強度の値との組み合わせデータが読み込まれ、当該組み合わせデータが用いられて、回帰分析により、塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式、言い換えると、塩素の発光強度の塩化物イオン濃度依存性を表す近似式が算定される。   In the present embodiment, the regression equation calculation unit 11d of the control unit 11 reads the combination data of the chloride ion concentration value and the chlorine emission intensity value stored in the memory 15 in the process of S5, and the combination data Is used to calculate a regression equation that expresses the relationship between chloride ion concentration and the emission intensity of chlorine, in other words, an approximate expression that expresses the chloride ion concentration dependence of the emission intensity of chlorine. .

回帰の仕方(言い換えると、回帰式の種類)は、特定のものに限定されるものではなく、直線回帰でも良く、或いは、曲線回帰でも良い。また、回帰分析の手法(言い換えると、回帰式/回帰係数の算定方法)も、特定の方法に限定されるものではなく、具体的には例えば最小二乗法が用いられ得る。   The method of regression (in other words, the type of regression equation) is not limited to a specific one, and may be linear regression or curved regression. Further, the regression analysis method (in other words, the regression equation / regression coefficient calculation method) is not limited to a specific method, and specifically, for example, a least square method may be used.

そして、回帰式算定部11dにより、算定された回帰式に関するパラメータがデータファイルに記録されて回帰式パラメータファイル18として記憶部12に保存される。   Then, the regression equation calculation unit 11d records the parameters related to the calculated regression equation in a data file and stores them in the storage unit 12 as the regression equation parameter file 18.

S6の処理において算定される回帰式は、すなわち、塩化物イオン濃度が未知の試料に対する発光スペクトルの計測によって得られる塩素の輝線の発光強度から塩化物イオン濃度を求めるための検量線として機能する。   The regression equation calculated in the process of S6 functions as a calibration curve for obtaining the chloride ion concentration from the emission intensity of the chlorine emission line obtained by measuring the emission spectrum for the sample whose chloride ion concentration is unknown.

次に、評価対象物の塩化物イオン濃度を定量するため、コンクリートサンプルのスペクトル強度の計測が行われる(S7)。   Next, in order to quantify the chloride ion concentration of the evaluation object, the spectrum intensity of the concrete sample is measured (S7).

S7の処理では、例えば鉄筋の腐食状況の評価の対象とされている種々のコンクリート躯体などから採取されたコンクリートサンプル(「評価対象試料」と呼ぶ)が用いられる。   In the processing of S7, for example, concrete samples (referred to as “evaluation target samples”) collected from various concrete frames or the like which are targets for evaluation of the corrosion status of reinforcing bars are used.

評価対象試料の形状や大きさは、特定の形状や寸法に限定されるものではなく、例えばコンクリート躯体表面から分析対象とされた深さに相当する深さ方向の寸法を有する形状や大きさ或いは評価対象のコンクリート躯体などから採取可能な形状や大きさなどが考慮されるなどした上で適宜調整され得る。   The shape or size of the sample to be evaluated is not limited to a specific shape or size, for example, a shape or size having a dimension in the depth direction corresponding to the depth to be analyzed from the concrete body surface or The shape and size that can be collected from the concrete frame to be evaluated are taken into consideration, and the like can be appropriately adjusted.

具体的には例えば、「日本工業規格 JIS A 1107:コンクリートからのコアの採取方法及び圧縮強度試験方法」における供試体の寸法などの考え方に準拠して採取されたコアが、S7の処理における評価対象試料として用いられ得る。   Specifically, for example, the core collected in accordance with the concept such as the dimensions of the specimen in “Japanese Industrial Standards JIS A 1107: Core sampling method and compressive strength test method” is evaluated in the processing of S7. It can be used as a target sample.

ここで、評価対象試料が採取された評価対象のコンクリート躯体におけるコンクリート表面からの深さ方向を「試料軸心方向」と呼ぶ。   Here, the depth direction from the concrete surface in the evaluation target concrete frame from which the evaluation target sample is collected is referred to as “sample axial direction”.

そして、評価対象試料のそれぞれについて、LIBSが用いられて波長毎のスペクトル強度が計測される。スペクトル強度の計測は、上述のS2の処理と同様に行われる。   Then, for each sample to be evaluated, LIBS is used to measure the spectral intensity for each wavelength. The measurement of the spectrum intensity is performed in the same manner as the process of S2 described above.

スペクトル強度の計測は、本実施形態では、評価対象試料の表面に於けるスペクトル強度の、試料軸心方向における分布、言い換えると、コンクリート躯体表面からの深さの違いによるスペクトル強度の変化が取得されるようにするため、試料軸心方向に関して複数の位置(即ち、コンクリート躯体表面からの深さに関して複数の深さ)に於いて、且つ、試料軸心方向に関して位置が同じである複数の位置(即ち、コンクリート躯体表面からの深さが同じである複数の位置)に於いて行われる。ただし、試料軸心方向に関する位置に着目することなくレーザの照射及び発光スペクトルの計測が行われるようにしても良く、また、試料軸心方向の或る位置に於いてレーザの照射及び発光スペクトルの計測が一回のみ行われるようにしても良い。   In this embodiment, the spectrum intensity is measured by acquiring the distribution of the spectrum intensity on the surface of the sample to be evaluated in the direction of the sample axis, in other words, the change in the spectrum intensity due to the difference in depth from the concrete body surface. In order to achieve this, a plurality of positions (that is, a plurality of depths with respect to the depth from the surface of the concrete body) in a plurality of positions with respect to the sample axial direction and a plurality of positions with the same position with respect to the sample axial direction ( In other words, it is performed at a plurality of positions where the depth from the surface of the concrete frame is the same. However, laser irradiation and emission spectrum measurement may be performed without paying attention to the position in the sample axis direction, and laser irradiation and emission spectrum measurement may be performed at a certain position in the sample axis direction. The measurement may be performed only once.

この際、試料軸心方向と直交する方向における所定の幅の帯状の範囲に入っている複数の位置を、当該帯状の範囲の例えば中央位置(別言すると、深さ)における複数の位置として括るようにしても良い。   At this time, a plurality of positions in a band-shaped range having a predetermined width in a direction orthogonal to the sample axial direction are bundled as a plurality of positions in, for example, a central position (in other words, depth) of the band-shaped range. You may do it.

評価対象試料に関するスペクトル強度の計測は、評価対象試料を試料軸心方向に切断して当該切断面に対して行われるようにしても良く、或いは、評価対象試料の外周面に対して行われるようにしても良い。   The measurement of the spectral intensity relating to the sample to be evaluated may be performed on the cut surface by cutting the sample to be evaluated in the axial direction of the sample, or may be performed on the outer peripheral surface of the sample to be evaluated. Anyway.

LIBSが用いられての発光スペクトルの計測により、評価対象試料についての、レーザ照射毎の(言い換えると、レーザ照射回数分の)試料軸心方向における位置(即ち、コンクリート躯体表面からの深さ)と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータが取得される。   By measuring the emission spectrum using LIBS, the position of the sample to be evaluated in the direction of the sample axis for each laser irradiation (in other words, the number of times of laser irradiation) (that is, the depth from the surface of the concrete frame) and Combination data with spectral intensity for each wavelength is acquired.

本実施形態では、評価対象試料についての、試料軸心方向における位置と波長別スペクトル強度との組み合わせデータがレーザ照射毎のデータとして複数蓄積されて記録されたデータファイルが、位置強度組合せデータベース23としてデータサーバ20に格納(別言すると、保存)される。   In the present embodiment, a data file in which a plurality of combination data of the position in the sample axis direction and the spectrum intensity for each wavelength for the sample to be evaluated is stored as data for each laser irradiation is recorded as the position intensity combination database 23. It is stored (in other words, saved) in the data server 20.

次に、S7の処理によって取得された波長別のスペクトル強度に基づいて特定元素に係る発光強度に関する変動係数の算出が行われる(S8)。   Next, the coefficient of variation relating to the emission intensity related to the specific element is calculated based on the spectral intensity for each wavelength acquired by the process of S7 (S8).

評価対象試料に関するスペクトル強度のデータについても、これらスペクトル強度データを選別するため、LIBS用試料についての上述のS3の処理と同様に、レーザ照射毎に得られた波長別のスペクトル強度のそれぞれについて特定元素に係る発光強度に関する変動係数CVが数式1によって算出される。   As for the spectral intensity data related to the sample to be evaluated, in order to select these spectral intensity data, each spectral intensity for each wavelength obtained for each laser irradiation is specified in the same manner as the above-described processing of S3 for the LIBS sample. A variation coefficient CV related to the emission intensity related to the element is calculated by Equation 1.

評価対象試料に関する変動係数CVの計算に纏わる特定元素の輝線は上述のS3の処理に係る説明における「チタン着目輝線」や「鉄着目輝線」と同じである。また、評価対象試料に関する変動係数CVは、チタン着目輝線や鉄着目輝線のうちS3の処理において選択された輝線と同一の輝線(尚、一つ若しくは複数)について算出されることを基本とするものの、S3の処理において選択された輝線とは異なる輝線(尚、一つ若しくは複数)について算出されるようにしても良い。   The emission lines of the specific elements involved in the calculation of the coefficient of variation CV for the sample to be evaluated are the same as the “titanium emission line” and the “iron emission line” in the description relating to the processing of S3 described above. In addition, the coefficient of variation CV related to the sample to be evaluated is basically calculated for the same bright line (one or more) as the bright line selected in the process of S3 among the bright lines of titanium and bright lines of iron. , It may be calculated for a bright line (one or more) different from the bright line selected in the process of S3.

本実施形態では、制御部11の第二の変動係数算出部11eにより、データサーバ20に格納されている位置強度組合せデータベース23に記録されている組み合わせデータの波長別スペクトル強度のデータが読み込まれ、組み合わせデータ毎に(別言すると、レーザ照射毎に)、数式1によって変動係数CVの値が算出される。   In this embodiment, the second variation coefficient calculation unit 11e of the control unit 11 reads the spectral intensity data for each wavelength of the combination data recorded in the position intensity combination database 23 stored in the data server 20, For each combination data (in other words, for each laser irradiation), the value of the coefficient of variation CV is calculated by Equation 1.

そして、第二の変動係数算出部11eにより、位置強度組合せデータベース23に記録されている組み合わせデータのそれぞれについて算出された変動係数CVの値が、前記組み合わせデータのそれぞれと対応づけられた上で、言い換えると前記組み合わせデータのそれぞれに追加された上で、メモリ15に記憶させられる。   Then, after the second coefficient of variation calculation unit 11e associates the value of the coefficient of variation CV calculated for each combination data recorded in the position intensity combination database 23 with each of the combination data, In other words, after being added to each of the combination data, it is stored in the memory 15.

S8の処理により、試料軸心方向における位置,波長別スペクトル強度,及び変動係数CVの値の組み合わせデータがメモリ15に記憶される。   By the process of S8, combination data of the position in the sample axis direction, the spectral intensity for each wavelength, and the value of the variation coefficient CV is stored in the memory 15.

次に、S8の処理によって算出された発光強度に関する変動係数に基づいて組み合わせデータの選別が行われる(S9)。   Next, combination data is selected based on the variation coefficient regarding the light emission intensity calculated by the process of S8 (S9).

評価対象試料に関するスペクトル強度のデータについても、LIBS用試料についての上述のS4の処理と同様に、レーザ照射毎に得られた波長別のスペクトル強度のそれぞれについて特定元素に係る発光強度に関する変動係数CVの値に基づいて選別が行われる。   As for the spectral intensity data regarding the sample to be evaluated, the coefficient of variation CV regarding the emission intensity related to the specific element for each of the spectral intensities by wavelength obtained for each laser irradiation, as in the above-described processing of S4 for the LIBS sample. Sorting is performed based on the value of.

本実施形態では、制御部11の第二のデータ選別部11fにより、S8の処理において変動係数に関する情報が追加された上でメモリ15に記憶された組み合わせデータが読み込まれ、変動係数CVの値が確認される。   In the present embodiment, the second data selection unit 11f of the control unit 11 adds the information related to the coefficient of variation in the process of S8 and then reads the combination data stored in the memory 15, and the value of the coefficient of variation CV is changed. It is confirmed.

そして、第二のデータ選別部11fにより、変動係数CVの値が選別閾値以上である場合に、当該の組み合わせデータ(即ち、レーザ照射一回分のデータ)がデータファイルに記録され蓄積されて選別組合せデータ(の集合)としてメモリ15に記憶させられる。   When the value of the coefficient of variation CV is equal to or greater than the selection threshold, the combination data (that is, data for one laser irradiation) is recorded and accumulated in the data file by the second data selection unit 11f, and the selection combination. It is stored in the memory 15 as a data (collection).

すなわち、S7及びS8の処理によってメモリ15に記憶されている組み合わせデータのうち、変動係数CVの値が選別閾値以上である組み合わせデータは選別組合せデータ(の集合)としてメモリ15に記憶される一方で、変動係数CVの値が選別閾値よりも小さい組み合わせデータは選別組合せデータ(の集合)としてはメモリ15に記憶されない。   That is, among the combination data stored in the memory 15 by the processing of S7 and S8, the combination data whose variation coefficient CV is equal to or greater than the selection threshold value is stored in the memory 15 as (a set of) selection combination data. The combination data whose variation coefficient CV is smaller than the selection threshold is not stored in the memory 15 as the selection combination data (set).

S9の処理において用いられる選別閾値の値の設定に関する考え方は上述のS4の処理に係る説明における選別閾値の値Tsの設定の考え方と同様である。また、選別閾値の値は、S4の処理において設定された値と同一の値が用いられることを基本とするものの、S4処理において設定された値とは異なる値が用いられるようにしても良い。   The concept regarding the setting of the selection threshold value used in the process of S9 is the same as the concept of setting the selection threshold value Ts in the description related to the process of S4 described above. The selection threshold value is basically the same value as the value set in the process of S4, but a value different from the value set in the S4 process may be used.

次に、S9の処理によって選別された組み合わせデータのそれぞれについてS7の処理によって取得されたスペクトル強度に基づいて塩素の発光強度の算定が行われる(S10)。   Next, the luminescence intensity of chlorine is calculated based on the spectrum intensity acquired by the process of S7 for each of the combination data selected by the process of S9 (S10).

塩素の発光強度は、S5の処理と同様の仕法によって計算されて算定される。   The luminescence intensity of chlorine is calculated and calculated by the same method as the process of S5.

本実施形態では、制御部11の第二の発光強度算定部11gにより、S9の処理においてメモリ15に記憶された選別組合せデータ(の集合)が読み込まれ、試料軸心方向における位置が同じである組み合わせデータの波長別スペクトル強度が波長毎に積算されて平均された上で塩素の発光強度が算定される。   In the present embodiment, the selected combination data stored in the memory 15 in the process of S9 is read by the second emission intensity calculation unit 11g of the control unit 11 and the position in the sample axial direction is the same. The spectral intensity for each wavelength of the combination data is integrated for each wavelength and averaged, and then the luminescence intensity of chlorine is calculated.

そして、第二の発光強度算定部11gにより、試料軸心方向における位置と塩素の発光強度の値との組み合わせデータがメモリ15に記憶させられる。   Then, the combination data of the position in the sample axial direction and the value of the luminescence intensity of chlorine is stored in the memory 15 by the second luminescence intensity calculation unit 11g.

次に、S6の処理によって算定された回帰式とS10の処理によって算定された塩素の発光強度とが用いられて塩化物イオン濃度の算出が行われる(S11)。   Next, the chloride ion concentration is calculated using the regression equation calculated by the process of S6 and the luminescence intensity of chlorine calculated by the process of S10 (S11).

本実施形態では、制御部11の濃度算出部11hにより、S6の処理において記憶部12に保存された回帰式パラメータファイル18から回帰式に関するパラメータが読み込まれ、また、S10の処理においてメモリ15に記憶された組み合わせデータが読み込まれる。   In the present embodiment, the concentration calculation unit 11h of the control unit 11 reads parameters relating to the regression equation from the regression equation parameter file 18 stored in the storage unit 12 in the process of S6, and stores them in the memory 15 in the process of S10. The combined data is read.

続いて、濃度算出部11hにより、読み込まれた組み合わせデータ毎に、当該の組み合わせデータのうちの塩素の発光強度の値が回帰式に当てはめられて(別言すると、代入されて)塩化物イオン濃度が算出される。この計算により、試料軸心方向における位置と塩化物イオン濃度との組み合わせデータが得られる。   Subsequently, for each combination data read by the concentration calculation unit 11h, the value of the luminescence intensity of chlorine in the combination data is applied to the regression equation (in other words, substituted), and the chloride ion concentration Is calculated. By this calculation, combined data of the position in the sample axial direction and the chloride ion concentration is obtained.

以上の処理により、コンクリート躯体表面からの深さ別の塩化物イオン濃度が定量的に得られる。   By the above treatment, the chloride ion concentration by depth from the surface of the concrete frame can be quantitatively obtained.

そして、制御部11は、上述の処理によって算出されたコンクリート躯体表面からの深さ別の塩化物イオン濃度を例えば表示部14に表示したりデータファイルとして記憶部12に保存したりした上で、ここまで取り扱ってきたコンクリートサンプル(即ち、評価対象試料)に関する位置強度組合せデータベース23に係る処理を終了する(END)。   And the control part 11 displays the chloride ion density according to the depth from the concrete frame surface calculated by the above-mentioned processing, for example on the display part 14, or saves it in the storage part 12 as a data file. The processing related to the position-intensity combination database 23 regarding the concrete sample (that is, the evaluation target sample) that has been handled so far is terminated (END).

以上のように構成されたコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置,コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラムによれば、チタンの輝線や鉄の輝線が強く観測されるデータが取り除かれることにより、発光スペクトルの観測に基づくコンクリートの塩化物イオン濃度の定量において、定量の阻害要因となる元素の影響を除去することができる。このため、塩化物イオン濃度の定量精度を向上させることが可能になり、延いては塩化物イオン濃度の定量手法としての信頼性の向上を図ることが可能になる。   According to the method of quantifying the chloride ion concentration of concrete, the quantification device of the chloride ion concentration of concrete, and the quantification program of the chloride ion concentration of concrete, the titanium emission line and the iron emission line are strongly observed. As a result, the influence of the elements that hinder the determination can be removed in the determination of the chloride ion concentration of the concrete based on the observation of the emission spectrum. For this reason, it becomes possible to improve the quantification accuracy of the chloride ion concentration, and it is possible to improve the reliability as a quantification method of the chloride ion concentration.

なお、上述の実施形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。   Although the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment for carrying out the present invention, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. The invention can be variously modified.

例えば、上述の実施形態では検量線の作成の処理において塩化ナトリウムが練り混ぜられたコンクリート試料が用いられるようにしているが、検量線の作成の処理において用いられ得る試料は上述の実施形態におけるものに限定されるものではなく、塩化ナトリウムを含有するコンクリート試料であればどのようなものであっても良い。具体的には例えば、塩化ナトリウム溶液が噴霧されたコンクリート試料が用いられるようにしても良い。塩化ナトリウム溶液が噴霧されたコンクリート試料は、例えば、打設・養生後のコンクリート供試体を塩水噴霧環境に暴露することによって作製され得る。具体的には例えば、雰囲気温度が40℃,相対湿度が90%に保持される試験槽内部に供試体を設置し、24時間に一度の頻度でNaCl3%水溶液を3分間で45リットル噴霧される環境に140〜150日間程度暴露させることによって濃度が既知のコンクリート試料が作製され得る。検量線の作成の処理において用いられる試料として、あるいは、実際のコンクリート構造物から採取されたコンクリート試料が用いられるようにしても良い。   For example, in the above-described embodiment, a concrete sample mixed with sodium chloride is used in the process of creating a calibration curve, but the sample that can be used in the process of creating a calibration curve is that in the above-described embodiment. It is not limited to this, and any concrete sample containing sodium chloride may be used. Specifically, for example, a concrete sample sprayed with a sodium chloride solution may be used. A concrete sample sprayed with a sodium chloride solution can be prepared, for example, by exposing a concrete specimen after placement and curing to a salt spray environment. Specifically, for example, a specimen is placed inside a test tank where the ambient temperature is kept at 40 ° C. and the relative humidity is kept at 90%, and 45 liters of NaCl 3% aqueous solution is sprayed once every 24 hours for 3 minutes. A concrete sample with a known concentration can be prepared by exposing it to the environment for about 140 to 150 days. You may make it use the concrete sample extract | collected from the actual concrete structure as a sample used in the process of preparation of a calibration curve.

また、上述の実施形態では検量線の作成の処理において打設後に塩化ナトリウムの濃度勾配が発現される一体のコンクリート供試体からコンクリート試料(即ち、濃度計測用試料,LIBS用試料)が作成されるようにしているが、検量線の作成の処理において用いられ得る試料の作成方法は上述の実施形態におけるものに限定されるものではなく、塩化ナトリウムの濃度が異なるコンクリート試料が作成され得る方法であればどのようなものであっても良い。具体的には例えば、練り混ぜられる塩化ナトリウムの量が異なるように調整されたり、噴霧される塩化ナトリウム溶液の濃度が異なるように調整されたりするようにしても良い。   In the above-described embodiment, a concrete sample (that is, a sample for concentration measurement, a sample for LIBS) is created from an integral concrete specimen in which a sodium chloride concentration gradient is developed after placement in the calibration curve creation process. However, the sample preparation method that can be used in the process of preparing the calibration curve is not limited to that in the above-described embodiment, and may be a method in which concrete samples having different sodium chloride concentrations can be prepared. Anything is acceptable. Specifically, for example, the amount of sodium chloride to be mixed may be adjusted to be different, or the concentration of the sodium chloride solution to be sprayed may be adjusted to be different.

また、上述の実施形態では検量線の作成の処理において電位差滴定法によってコンクリート試料の塩化物イオン濃度の計測が行われるようにしているが、塩化物イオン濃度の計測手法は電位差滴定法に限定されるものではなく、コンクリート試料の塩化物イオン濃度が計測され得る手法であればどのようなものであっても良い。   In the above-described embodiment, the chloride ion concentration of the concrete sample is measured by the potentiometric titration method in the process of creating the calibration curve. However, the chloride ion concentration measuring method is limited to the potentiometric titration method. Any method may be used as long as the chloride ion concentration of the concrete sample can be measured.

また、上述の実施形態ではレーザ誘起ブレイクダウン分光法(LIBS)によってコンクリート試料の発光スペクトルの計測が行われるようにしているが、発光スペクトルの計測手法はLIBSに限定されるものではなく、コンクリート試料の発光スペクトルが計測され得る手法であればどのようなものであっても良い。具体的には例えば、火花誘起ブレイクダウン分光法(「SIBS」(Spark−Induced Breakdown Spectroscopy の略)とも表記される)でも良い。   In the above embodiment, the emission spectrum of the concrete sample is measured by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). However, the method of measuring the emission spectrum is not limited to LIBS, and the concrete sample is measured. Any method may be used as long as the emission spectrum can be measured. Specifically, for example, spark-induced breakdown spectroscopy (also referred to as “SIBS” (abbreviation of Spark-Induced Breakdown Spectroscopy)) may be used.

また、上述の実施形態ではS3及びS4の処理におけるデータの選別やS8及びS9の処理におけるデータの選別が発光強度に関する変動係数CVに基づいて行われるようにしているが、データを選別する際に用いられて利用・参照される指標は上述の実施形態における変動係数CVに限定されるものではなく、チタンの輝線や鉄の輝線が強く観測されるデータを選別することができる指標であればどのようなものであっても良い。具体的には例えば、チタンの発光強度や鉄の発光強度そのものが指標として用いられるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the data selection in the processes of S3 and S4 and the data selection in the processes of S8 and S9 are performed based on the variation coefficient CV related to the emission intensity. The index used and used is not limited to the coefficient of variation CV in the above-described embodiment, and any index can be used as long as it can select data in which titanium emission lines and iron emission lines are strongly observed. It may be something like this. Specifically, for example, the emission intensity of titanium or the emission intensity of iron itself may be used as an index.

また、上述の実施形態ではチタンの輝線と鉄の輝線との両方に着目するようにしているが、チタンの輝線と鉄の輝線との両方に着目することは本発明において必須の構成では無い。例えばコンクリートに含まれる骨材の特にチタンの量が多い場合などにはチタンの輝線のみに着目するようにしても良く、或いは、コンクリートに含まれる骨材の特に鉄の量が多い場合などには鉄の輝線のみに着目するようにしても良い。   In the above-described embodiment, attention is paid to both the titanium emission line and the iron emission line. However, attention to both the titanium emission line and the iron emission line is not essential in the present invention. For example, if the aggregate contained in concrete has a particularly large amount of titanium, it may be possible to focus only on the titanium emission line, or if the aggregate contained in concrete has a particularly large amount of iron. You may make it pay attention only to the bright line of iron.

また、上述の実施形態ではS1からS6までの処理によって検量線を作成するようにしているが、評価対象物のコンクリートサンプル/評価対象試料の塩化物イオン濃度を定量しようとするたびに検量線が作成されることは本発明において必須の構成では無く、既に作成されている検量線が用いられるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the calibration curve is created by the processing from S1 to S6. However, every time the determination of the chloride ion concentration of the concrete sample / evaluation target sample is performed, the calibration curve is generated. The creation is not an essential configuration in the present invention, and a calibration curve that has already been created may be used.

本発明に係るコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法の妥当性を検証した実施例を図3及び図4を用いて説明する。   The example which verified the validity of the quantitative determination method of the chloride ion concentration of the concrete concerning this invention is described using FIG.3 and FIG.4.

コンクリートサンプルを計測して取得される全てのスペクトルデータを積算し平均して得られたスペクトル強度とチタンの輝線(具体的には、841.236 nm)についての発光強度に関する変動係数CVの値を1としたときに抽出されたスペクトルデータのみを積算し平均して得られたスペクトル強度とを比較し、図3に示す結果が得られた。   The value of the coefficient of variation CV related to the spectral intensity obtained by integrating and averaging all the spectral data obtained by measuring the concrete sample and the emission intensity of the titanium emission line (specifically, 841236 nm) The result was as shown in FIG. 3 by comparing the spectral intensities obtained by integrating and averaging only the extracted spectral data.

図3に示す結果から、抽出されたデータを積算して平均したスペクトルではチタンの発光強度がほとんど零になっていることが確認され、すなわち、チタンの輝線が強く観測されるスペクトル強度のデータが適切に取り除かれていることが確認された。   From the results shown in FIG. 3, it is confirmed that the emission intensity of titanium is almost zero in the spectrum obtained by integrating the extracted data and averaging, that is, the spectrum intensity data in which the emission line of titanium is observed strongly. It was confirmed that it was properly removed.

なお、図3中の波長λ1とλ2とは、数式1における波長λ1とλ2とにそれぞれ相当するものであり、変動係数CVの算出に係るチタンの輝線(具体的には、841.236 nm)の両裾に該当する波長である。 Note that the wavelength lambda 1 and lambda 2 in Fig. 3, which corresponds respectively to the two wavelengths lambda 1 and lambda in Equation 1, the bright lines (specifically titanium according to the calculation of the coefficient of variation CV, 841 .236 nm).

また、図3中の波長λ3とλ4とは、数式1における波長λ3とλ4とにそれぞれ相当するものであり、特定元素としてのチタンの輝線に近い波長領域に於いて輝線が観測されない波長域の両端に該当する波長である。 Also, the wavelength lambda 3 and lambda 4 in FIG. 3, which corresponds respectively to the 4 wavelength lambda 3 in Equation 1 lambda, bright lines observed at the wavelength region close to the emission line of titanium as a specific element It is a wavelength corresponding to both ends of the wavelength range that is not performed.

コンクリートサンプルを計測して取得される全てのスペクトルデータを用いて算出した塩化物イオン濃度の値とチタンの輝線(具体的には、841.236 nm)についての発光強度に関する変動係数CVの値を1としたときに抽出されたスペクトルデータのみを用いて算出した塩化物イオン濃度の値とを比較し、図4に示す結果が得られた。   The value of the coefficient of variation CV related to the emission intensity of the chloride ion concentration and the titanium emission line (specifically, 841.2236 nm) calculated using all the spectral data obtained by measuring the concrete sample. The result shown in FIG. 4 was obtained by comparing the value of the chloride ion concentration calculated using only the spectral data extracted when 1.

データを抽出すること無く全てのスペクトルデータを積算し平均して検量線法によって塩化物イオン濃度を求めると、別途実施した電位差滴定法(具体的には、日本工業規格 JIS A 1154 2011:硬化コンクリート中に含まれる塩化物イオンの試験方法)による塩化物イオン濃度の計測結果よりも高くなることが確認され、すなわち、塩素の輝線と重畳する特定元素の輝線の影響によって塩素の発光強度が過大に算出されてしまうことが確認された。   When all the spectrum data is integrated without extracting data, and the chloride ion concentration is obtained by a calibration curve method, a potentiometric titration method (specifically, Japanese Industrial Standards JIS A 1154 2011: Hardened concrete is used. It is confirmed that it is higher than the measurement result of the chloride ion concentration by the chloride ion test method), that is, the emission intensity of chlorine is excessive due to the influence of the emission line of the specific element superimposed on the emission line of chlorine. It was confirmed that it would be calculated.

これに対し、抽出されたデータのみを用いて塩化物イオン濃度を求めると、電位差滴定法で求めた結果と良好に一致するようになり、CV=1で概ね一致した。   On the other hand, when the chloride ion concentration was obtained using only the extracted data, the result obtained by the potentiometric titration method was in good agreement with CV = 1.

以上のことから、本発明に係るコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法によれば、塩化物イオン濃度が適切に算出されることが確認された。   From the above, it was confirmed that according to the method for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to the present invention, the chloride ion concentration is appropriately calculated.

10 コンピュータ/コンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置
11 制御部
11a 第一の変動係数算出部
11b 第一のデータ選別部
11c 第一の発光強度算定部
11d 回帰式算定部
11e 第二の変動係数算出部
11f 第二のデータ選別部
11g 第二の発光強度算定部
11h 濃度算出部
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
15 メモリ
17 コンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム
18 回帰式パラメータファイル
20 データサーバ
21 濃度強度組合せデータベース
22 抽出組合せデータベース
23 位置強度組合せデータベース
10 Computer / Concrete Chloride Ion Determination Device 11 Control Unit 11a First Variation Coefficient Calculation Unit 11b First Data Selection Unit 11c First Luminescence Intensity Calculation Unit 11d Regression Equation Calculation Unit 11e Second Variation Coefficient Calculation Unit 11f Second data selection unit 11g Second emission intensity calculation unit 11h Concentration calculation unit 12 Storage unit 13 Input unit 14 Display unit 15 Memory 17 Quantitative program for chloride ion concentration of concrete 18 Regression parameter file 20 Data server 21 Concentration intensity combination database 22 Extraction combination database 23 Position intensity combination database

Claims (12)

コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された波長別のスペクトル強度のデータのみが用いられて算定される塩素の発光強度が当てはめられて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度が算出されることを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法。   Based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete among the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity by wavelength. The regression equation that expresses the relationship between the chloride ion concentration calculated using only the selected combination data and the luminescence intensity of chlorine, and in the spectral intensity data by wavelength for the concrete sample to be evaluated, Of chlorine that is calculated by using only the spectral intensity data for each wavelength selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete. The chloride ion concentration of the concrete sample to be evaluated is calculated by applying the luminescence intensity. Quantitative methods of chloride ion concentration of concrete characterized by. コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に、評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された波長別のスペクトル強度のデータのみが用いられて算定される塩素の発光強度が当てはめられて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度が算出されることを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法。   Based on the emission intensity of the iron emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in the concrete among the combined data of chloride ion concentration and spectral intensity by wavelength of the concrete sample The regression equation that expresses the relationship between the chloride ion concentration calculated using only the selected combination data and the luminescence intensity of chlorine, and in the spectral intensity data by wavelength for the concrete sample to be evaluated, Of chlorine that is calculated by using only spectral intensity data for each wavelength selected based on the emission intensity of iron emission lines that do not overlap with the emission lines of elements other than iron contained in concrete. The chloride ion concentration of the concrete sample to be evaluated is calculated by applying the luminescence intensity. Quantitative methods of chloride ion concentration of the cleat. 前記コンクリート試料についての前記組み合わせデータの選別及び前記評価対象のコンクリートサンプルについての前記波長別のスペクトル強度のデータの選別が発光強度に関する変動係数の値に基づいて行われることを特徴とする請求項1または2記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法。   2. The selection of the combination data for the concrete sample and the selection of the spectral intensity data for each wavelength for the concrete sample to be evaluated are performed based on the value of the coefficient of variation relating to the emission intensity. Or the quantification method of the chloride ion concentration of concrete of 2 description. 前記波長別のスペクトル強度がレーザ誘起ブレイクダウン分光法によって計測されることを特徴とする請求項1または2記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量方法。   3. The method for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to claim 1 or 2, wherein the spectral intensity for each wavelength is measured by laser-induced breakdown spectroscopy. 評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別する手段と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する手段と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に算定された前記塩素の発光強度を当てはめて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する手段とを有することを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置。   Means for selecting spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete; The method of calculating the luminescence intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data for each wavelength and the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength are superimposed on the chlorine emission line. Between the chloride ion concentration calculated using only the combination data selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete and the emission intensity of chlorine. By applying the luminescence intensity of the chlorine calculated in the regression equation representing the relationship of Pull quantification device of chloride ion concentration of the concrete, characterized in that it comprises a means for calculating a chloride ion concentration. 評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する手段と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する手段と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に算定された前記塩素の発光強度を当てはめて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する手段とを有することを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置。   Means for selecting spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated based on the emission intensity of the iron emission line that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in the concrete; The method of calculating the luminescence intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data for each wavelength and the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength are superimposed on the chlorine emission line. Between the chloride ion concentration calculated by using only the combination data selected based on the emission intensity of the iron emission lines not overlapped with the emission lines of elements other than iron contained in the concrete and the emission intensity of chlorine. By applying the calculated luminescence intensity of chlorine to the regression equation representing the relationship of Quantification device of chloride ion concentration of the concrete, characterized in that it comprises a means for calculating the emissions concentration. 前記コンクリート試料についての前記組み合わせデータの選別及び前記評価対象のコンクリートサンプルについての前記波長別のスペクトル強度のデータの選別を発光強度に関する変動係数の値に基づいて行うことを特徴とする請求項5または6記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置。   The selection of the combination data for the concrete sample and the selection of the spectral intensity data for each wavelength for the concrete sample to be evaluated are performed based on the value of the coefficient of variation regarding the emission intensity. 6. The quantitative determination apparatus for chloride ion concentration of concrete according to 6. 前記波長別のスペクトル強度がレーザ誘起ブレイクダウン分光法によって計測されたものであることを特徴とする請求項5または6記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量装置。   The apparatus for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to claim 5 or 6, wherein the spectral intensity for each wavelength is measured by laser-induced breakdown spectroscopy. 評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別する処理と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する処理と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれるチタン以外の元素の輝線と重畳しないチタンの輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に算定された前記塩素の発光強度を当てはめて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム。   A process of selecting spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the chlorine emission line and does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete; The process of calculating the emission intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data for each wavelength and the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength are superimposed on the chlorine emission line. Between the chloride ion concentration calculated using only the combination data selected based on the emission intensity of the titanium emission line that does not overlap with the emission line of elements other than titanium contained in the concrete and the emission intensity of chlorine. By applying the luminescence intensity of the chlorine calculated in the regression equation representing the relationship of Concrete chloride ion concentration quantification program of which it is characterized by causing the processing for calculating the chloride ion concentration of the pull to the computer. 評価対象のコンクリートサンプルについての波長別のスペクトル強度のデータを塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別する処理と、選別された波長別のスペクトル強度のデータのみを用いて塩素の発光強度を算定する処理と、コンクリート試料の塩化物イオン濃度と波長別のスペクトル強度との組み合わせデータのうち塩素の輝線と重畳せず且つコンクリートに含まれる鉄以外の元素の輝線と重畳しない鉄の輝線に係る発光強度に基づいて選別された組み合わせデータのみが用いられて算定される塩化物イオン濃度と塩素の発光強度との間の関係を表す回帰式に算定された前記塩素の発光強度を当てはめて前記評価対象のコンクリートサンプルの塩化物イオン濃度を算出する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とするコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム。   A process of selecting spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated based on the emission intensity of the iron emission line that does not overlap with the emission line of chlorine and does not overlap with the emission line of elements other than iron contained in the concrete; The process of calculating the emission intensity of chlorine using only the selected spectral intensity data for each wavelength and the combined data of the chloride ion concentration of the concrete sample and the spectral intensity for each wavelength are superimposed on the chlorine emission line. Between the chloride ion concentration calculated by using only the combination data selected based on the emission intensity of the iron emission lines not overlapped with the emission lines of elements other than iron contained in the concrete and the emission intensity of chlorine. By applying the calculated luminescence intensity of chlorine to the regression equation representing the relationship of Concrete chloride ion concentration quantification program of which it is characterized by causing the processing for calculating the emission concentration in the computer. 前記コンクリート試料についての前記組み合わせデータの選別及び前記評価対象のコンクリートサンプルについての前記波長別のスペクトル強度のデータの選別を発光強度に関する変動係数の値に基づいて行うことを特徴とする請求項9または10記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム。   The selection of the combination data for the concrete sample and the selection of the spectral intensity data for each wavelength of the concrete sample to be evaluated are performed based on the value of the coefficient of variation relating to the emission intensity. 10. A quantitative determination program for chloride ion concentration of concrete according to 10. 前記波長別のスペクトル強度がレーザ誘起ブレイクダウン分光法によって計測されたものであることを特徴とする請求項9または10記載のコンクリートの塩化物イオン濃度の定量プログラム。   11. The program for quantifying the chloride ion concentration of concrete according to claim 9 or 10, wherein the spectral intensity for each wavelength is measured by laser-induced breakdown spectroscopy.
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