JP3349272B2 - Ａｅ波の計測装置 - Google Patents
Ａｅ波の計測装置Info
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- JP3349272B2 JP3349272B2 JP22412494A JP22412494A JP3349272B2 JP 3349272 B2 JP3349272 B2 JP 3349272B2 JP 22412494 A JP22412494 A JP 22412494A JP 22412494 A JP22412494 A JP 22412494A JP 3349272 B2 JP3349272 B2 JP 3349272B2
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- rod
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地盤などの塑性体の微
小変形をＡＥ波（アコーステックエミッション：微小弾
性波）に変換して計測するためのＡＥ波の計測装置に関
するものである。
小変形をＡＥ波（アコーステックエミッション：微小弾
性波）に変換して計測するためのＡＥ波の計測装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】地盤、構造物、その他の固体が変形また
は破壊するときに、それまでに蓄えられていた歪エネル
ギーが音となって伝播してゆくが、ＡＥセンサ１０は、
この音を電気信号に変換する素子で、通常ＰＺＴ（チタ
ン酸鉛ジルコン酸鉛系の圧電セラミックス）が使用され
る。このＡＥセンサ１０を用いた計測方法には、イ）直
接検知法と、ロ）間接検知法がある。
は破壊するときに、それまでに蓄えられていた歪エネル
ギーが音となって伝播してゆくが、ＡＥセンサ１０は、
この音を電気信号に変換する素子で、通常ＰＺＴ（チタ
ン酸鉛ジルコン酸鉛系の圧電セラミックス）が使用され
る。このＡＥセンサ１０を用いた計測方法には、イ）直
接検知法と、ロ）間接検知法がある。
【０００３】イ）直接検知法：固体が変形または破壊す
るときの音を直接ＡＥセンサ１０で検知する方法で、具
体的には、図７に示すように、計測値点の地盤１５に孔
をあけ、鉄筋棒からなるウェーブガイド１１を埋め込
み、セメントミルク１４を充填し、ウェーブガイド１１
の両端のＡＥセンサ１０で地盤１５の変形などによる音
がセメントミルク１４からウェーブガイド１１に直接伝
達され、端部のＡＥセンサ１０で電気信号に変換し、出
力するものである（例えば特開昭６２−８３６８５
号）。
るときの音を直接ＡＥセンサ１０で検知する方法で、具
体的には、図７に示すように、計測値点の地盤１５に孔
をあけ、鉄筋棒からなるウェーブガイド１１を埋め込
み、セメントミルク１４を充填し、ウェーブガイド１１
の両端のＡＥセンサ１０で地盤１５の変形などによる音
がセメントミルク１４からウェーブガイド１１に直接伝
達され、端部のＡＥセンサ１０で電気信号に変換し、出
力するものである（例えば特開昭６２−８３６８５
号）。
【０００４】ロ）間接検知法：地盤の塑性的な変形挙動
を一旦ＡＥ計測ロッド１６に伝達し、この変形に応じて
ＡＥ計測ロッド１６が破壊して発する音を間接的にＡＥ
センサ１０で検知する方法で、具体的には、図８に示す
ように、地盤１５の変形などがセメントミルク１４を介
してＡＥ計測ロッド１６に伝達されるが、このＡＥ計測
ロッド１６には、脆性を有するグラスファイバー・ロジ
ン複合体１７が充填されているため、このグラスファイ
バー・ロジン複合体１７が変形してひび割れなどの破壊
音を発生するので、この音を鋼管１８を介して両端のＡ
Ｅセンサ１０に伝達し、電気信号に変換し出力するもの
である（特公平５−２３７１９号）。
を一旦ＡＥ計測ロッド１６に伝達し、この変形に応じて
ＡＥ計測ロッド１６が破壊して発する音を間接的にＡＥ
センサ１０で検知する方法で、具体的には、図８に示す
ように、地盤１５の変形などがセメントミルク１４を介
してＡＥ計測ロッド１６に伝達されるが、このＡＥ計測
ロッド１６には、脆性を有するグラスファイバー・ロジ
ン複合体１７が充填されているため、このグラスファイ
バー・ロジン複合体１７が変形してひび割れなどの破壊
音を発生するので、この音を鋼管１８を介して両端のＡ
Ｅセンサ１０に伝達し、電気信号に変換し出力するもの
である（特公平５−２３７１９号）。
【０００５】
イ）直接検知法の利点と欠点 （１）利点 ・ウェーブガイド１１は、固体の変形、破壊時に開放さ
れる歪エネルギーが音となって鉄筋棒を伝播してゆくだ
けであるから、特別な構成を必要とせず、安価で、取扱
が容易で、何回でも使用できる。
れる歪エネルギーが音となって鉄筋棒を伝播してゆくだ
けであるから、特別な構成を必要とせず、安価で、取扱
が容易で、何回でも使用できる。
【０００６】（２）欠点 ・ウェーブガイド１１に気象等の環境に起因する雑音が
混入し易く、不特定な種々の雑音とＡＥ波との区別が困
難である。 ・地盤１５およびウェーブガイド１１の媒体をＡＥ波が
伝播する過程でＡＥ波の減衰が大きく、計測データの信
頼性が低い。具体的には、図７のようにウェーブガイド
１１を直接埋設すると、図９（ａ）のような衝撃波を与
えた場合において、同図（ｂ）のように、急激に減衰し
（η＝０．８２１７）、距離の長い場合の計測には使用
できず、ウェーブガイド１１の長さに限度がある。
混入し易く、不特定な種々の雑音とＡＥ波との区別が困
難である。 ・地盤１５およびウェーブガイド１１の媒体をＡＥ波が
伝播する過程でＡＥ波の減衰が大きく、計測データの信
頼性が低い。具体的には、図７のようにウェーブガイド
１１を直接埋設すると、図９（ａ）のような衝撃波を与
えた場合において、同図（ｂ）のように、急激に減衰し
（η＝０．８２１７）、距離の長い場合の計測には使用
できず、ウェーブガイド１１の長さに限度がある。
【０００７】ロ）間接検知法の利点と欠点 （１）利点 ・ＡＥ計測ロッド１６は、グラスファイバー・ロジン複
合体１７からなるＡＥ発生材の組成が予め決まっている
ため、地盤１５の変位に伴うＡＥ計測ロッド１６の変形
量と出力レベルが略比例し、かつ固有のＡＥ波が発生す
る。そのため、ＡＥ波の特定が容易で、雑音の除去が可
能であり、信号処理回路が簡単になる。
合体１７からなるＡＥ発生材の組成が予め決まっている
ため、地盤１５の変位に伴うＡＥ計測ロッド１６の変形
量と出力レベルが略比例し、かつ固有のＡＥ波が発生す
る。そのため、ＡＥ波の特定が容易で、雑音の除去が可
能であり、信号処理回路が簡単になる。
【０００８】（２）欠点 ・グラスファイバー・ロジン複合体１７が天然ロジンを
主素材としているが、天然ロジンは主成分であるアビエ
チン酸に多くの雑物が混入し、素材の品質にばらつきが
あり、そのため、ＡＥ波形が崩れることがあり、発生す
るイベント数の計測精度を悪くしている。 ・天然ロジンを使用すると、ＡＥ計測ロッド１６の変形
量と発生するイベント数との線形性が悪くなる場合があ
る。具体的には、図１０（ａ）に示すように、スパン４
００ｍｍにおける３点曲げ試験をした場合において、天
然ロジンを使用したグラスファイバー・ロジン複合体１
７は、変形量が４ｍｍ程度までは、イベントが略連続的
に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇する。と
ころが、変形量が４ｍｍを越すとイベントは断続的にな
り、イベントの累積数が階段状になり、さらに、変形量
が７ｍｍを越すとイベントは発生がまばらになり、イベ
ントの累積数が略一定値に収束し、したがって、線形性
が失われ、計測不能となる。 ・天然ロジンは、生産が環境に左右されやすく、かつコ
ストが高い。 ・天然ロジンは、品質が一定していないので、製品の品
質設計が困難である。 ・ＡＥ計測ロッド１６の鋼管１８が直接セメントミルク
１４に接しているので、グラスファイバー・ロジン複合
体１７以外の種々の雑音が侵入する。
主素材としているが、天然ロジンは主成分であるアビエ
チン酸に多くの雑物が混入し、素材の品質にばらつきが
あり、そのため、ＡＥ波形が崩れることがあり、発生す
るイベント数の計測精度を悪くしている。 ・天然ロジンを使用すると、ＡＥ計測ロッド１６の変形
量と発生するイベント数との線形性が悪くなる場合があ
る。具体的には、図１０（ａ）に示すように、スパン４
００ｍｍにおける３点曲げ試験をした場合において、天
然ロジンを使用したグラスファイバー・ロジン複合体１
７は、変形量が４ｍｍ程度までは、イベントが略連続的
に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇する。と
ころが、変形量が４ｍｍを越すとイベントは断続的にな
り、イベントの累積数が階段状になり、さらに、変形量
が７ｍｍを越すとイベントは発生がまばらになり、イベ
ントの累積数が略一定値に収束し、したがって、線形性
が失われ、計測不能となる。 ・天然ロジンは、生産が環境に左右されやすく、かつコ
ストが高い。 ・天然ロジンは、品質が一定していないので、製品の品
質設計が困難である。 ・ＡＥ計測ロッド１６の鋼管１８が直接セメントミルク
１４に接しているので、グラスファイバー・ロジン複合
体１７以外の種々の雑音が侵入する。
【０００９】本発明は、ＡＥ波の間接法による計測の特
徴を活かし、かつ、イベントの計測精度を高め、品質の
一定し、さらに距離の長いものにも充分使用できるもの
を得ることを目的とするものである。
徴を活かし、かつ、イベントの計測精度を高め、品質の
一定し、さらに距離の長いものにも充分使用できるもの
を得ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、管状のウェー
ブガイド２２の内部にＡＥ発生材２５を充填して検知ロ
ッド２１を構成し、この検知ロッド２１の変形による前
記ＡＥ発生材２５の破壊音を端部のＡＥセンサ１０で検
出するようにしたＡＥ計測ロッド２０において、前記Ａ
Ｅ発生材２５は、軟化点が少なくとも９０℃以上で、１
分子中のモノマー率が高く、規則正しい分子構造を有
し、かつ分子量が６００〜３０００の範囲にある石油樹
脂、たとえば、芳香族系のモノマーをカチオン共重合さ
せたものからなるＡＥ波の計測装置である。
ブガイド２２の内部にＡＥ発生材２５を充填して検知ロ
ッド２１を構成し、この検知ロッド２１の変形による前
記ＡＥ発生材２５の破壊音を端部のＡＥセンサ１０で検
出するようにしたＡＥ計測ロッド２０において、前記Ａ
Ｅ発生材２５は、軟化点が少なくとも９０℃以上で、１
分子中のモノマー率が高く、規則正しい分子構造を有
し、かつ分子量が６００〜３０００の範囲にある石油樹
脂、たとえば、芳香族系のモノマーをカチオン共重合さ
せたものからなるＡＥ波の計測装置である。
【００１１】
【作用】地盤１５などの変位の計測地点に孔をあけ、Ａ
Ｅ計測ロッド２０を挿入し、セメントミルク１４、山砂
などにより地山とのなじみをよくする。この状態で地盤
１５に変位が生じると、ＡＥ計測ロッド２０が地盤１５
の変位に応じて変形する。この変形は、スペーサ２４を
介して検知ロッド２１に伝えられる。ＡＥ計測ロッド２
０が局部的に変形しても、ウェーブガイド２２はより大
きな曲率半径で湾曲するため、発生するひび割れが小さ
く、かつ数多く発生する。このひび割れに伴うＡＥ発生
材２５の破壊音がウェーブガイド２２を伝播してＡＥセ
ンサ１０へ送られ、このＡＥセンサ１０で電気信号に変
換されて外部のプロセッサーへ出力する。
Ｅ計測ロッド２０を挿入し、セメントミルク１４、山砂
などにより地山とのなじみをよくする。この状態で地盤
１５に変位が生じると、ＡＥ計測ロッド２０が地盤１５
の変位に応じて変形する。この変形は、スペーサ２４を
介して検知ロッド２１に伝えられる。ＡＥ計測ロッド２
０が局部的に変形しても、ウェーブガイド２２はより大
きな曲率半径で湾曲するため、発生するひび割れが小さ
く、かつ数多く発生する。このひび割れに伴うＡＥ発生
材２５の破壊音がウェーブガイド２２を伝播してＡＥセ
ンサ１０へ送られ、このＡＥセンサ１０で電気信号に変
換されて外部のプロセッサーへ出力する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１ないし図３において、２０は本発明によるＡＥ
計測ロッドである。このＡＥ計測ロッド２０は、検知ロ
ッド２１と、外筒２３と、これらの間に一定間隔で介在
されたスペーサ２４とからなる。
る。図１ないし図３において、２０は本発明によるＡＥ
計測ロッドである。このＡＥ計測ロッド２０は、検知ロ
ッド２１と、外筒２３と、これらの間に一定間隔で介在
されたスペーサ２４とからなる。
【００１３】前記検知ロッド２１は、例えば直径が５０
ｍｍ程度の鋼管からなるウェーブガイド２２と、このウ
ェーブガイド２２の中に充填されたＡＥ発生材２５とグ
ラスファイバー２６の複合材とで構成されている。この
うちＡＥ発生材２５が最も重要であり、以下の条件を満
たすものが用いられる。 １）品質管理、品質設計、材料の安定的供給など一定し
た品質の材料であること。このため、天然樹脂に代え
て、石油樹脂が用いられる。 ２）微小変形に対しても多数の亀裂が生じる高脆性材料
であること。すなわち、変形による歪が生じると、どこ
でも、しかも数多く亀裂が生じること。このため、１分
子中のモノマー率が高く、規則正しい分子構造を有する
もので、かつ分子量の小さいものが用いられる。 ３）太陽の熱や地盤１５内の熱により溶融しないこと。
このため、軟化点は少なくとも９０℃以上であること。
地熱の発生する場所などで使用する場合には、さらに高
い軟化点のものが必要となる。
ｍｍ程度の鋼管からなるウェーブガイド２２と、このウ
ェーブガイド２２の中に充填されたＡＥ発生材２５とグ
ラスファイバー２６の複合材とで構成されている。この
うちＡＥ発生材２５が最も重要であり、以下の条件を満
たすものが用いられる。 １）品質管理、品質設計、材料の安定的供給など一定し
た品質の材料であること。このため、天然樹脂に代え
て、石油樹脂が用いられる。 ２）微小変形に対しても多数の亀裂が生じる高脆性材料
であること。すなわち、変形による歪が生じると、どこ
でも、しかも数多く亀裂が生じること。このため、１分
子中のモノマー率が高く、規則正しい分子構造を有する
もので、かつ分子量の小さいものが用いられる。 ３）太陽の熱や地盤１５内の熱により溶融しないこと。
このため、軟化点は少なくとも９０℃以上であること。
地熱の発生する場所などで使用する場合には、さらに高
い軟化点のものが必要となる。
【００１４】以上のような条件を満足するＡＥ発生材と
して、例えば、芳香族系のモノマーをカチオン共重合さ
せた石油樹脂が用いられる。具体的には、軟化点１４０
℃、分子量１３５０のペトロジン（商品名）＃１４０が
用いられた。以下の図９、図１０、図１１で示した本発
明の特性は、すべてこの石油樹脂が用いられている。な
お、ペトロジン（商品名）は、Ｃ9〜Ｃ11の芳香族オレ
フィン、ジオレフィンの重合体で、その主成分と考えら
れるオレフィン類は、スチレン、ｐ−ビニル−トルエ
ン、ｍ−ビニル−トルエン、ｏ−ビニル−トルエン、イ
ンデンである。
して、例えば、芳香族系のモノマーをカチオン共重合さ
せた石油樹脂が用いられる。具体的には、軟化点１４０
℃、分子量１３５０のペトロジン（商品名）＃１４０が
用いられた。以下の図９、図１０、図１１で示した本発
明の特性は、すべてこの石油樹脂が用いられている。な
お、ペトロジン（商品名）は、Ｃ9〜Ｃ11の芳香族オレ
フィン、ジオレフィンの重合体で、その主成分と考えら
れるオレフィン類は、スチレン、ｐ−ビニル−トルエ
ン、ｍ−ビニル−トルエン、ｏ−ビニル−トルエン、イ
ンデンである。
【００１５】前記ＡＥ発生材２５に用いられる石油樹脂
は、以上の例に限られるものではなく、石油樹脂の主原
料であるＣ5およびＣ9留分であって、これらの組成物で
あるモノマー（例えば、ビニルトルエン、インデン、Ｃ
9アルキルベンゼン、スチレンなど）を１または複数種
類を共重合させ、軟化点９０℃以上、分子量６００〜３
０００程度とし、かつ高脆性を有するものであればよ
い。カチオン重合に限らず、ラジカル重合、アニオン重
合であってもよい。
は、以上の例に限られるものではなく、石油樹脂の主原
料であるＣ5およびＣ9留分であって、これらの組成物で
あるモノマー（例えば、ビニルトルエン、インデン、Ｃ
9アルキルベンゼン、スチレンなど）を１または複数種
類を共重合させ、軟化点９０℃以上、分子量６００〜３
０００程度とし、かつ高脆性を有するものであればよ
い。カチオン重合に限らず、ラジカル重合、アニオン重
合であってもよい。
【００１６】軟化点は、分子量が大きくなるにつれて高
くなる。また、分子量が同じ場合、芳香族系石油樹脂
は、脂肪族系石油樹脂よりも軟化点が高い。したがっ
て、本発明のＡＥ発生材２５には、低分子量で高軟化点
の芳香族系石油樹脂がよりすぐれているが、上記条件を
満足すれば脂肪族系石油樹脂であってもよい。
くなる。また、分子量が同じ場合、芳香族系石油樹脂
は、脂肪族系石油樹脂よりも軟化点が高い。したがっ
て、本発明のＡＥ発生材２５には、低分子量で高軟化点
の芳香族系石油樹脂がよりすぐれているが、上記条件を
満足すれば脂肪族系石油樹脂であってもよい。
【００１７】前記ＡＥ発生材２５は、高脆性で、一度に
大規模亀裂が進展するため、微小変形に応じて多数の微
小亀裂とＡＥが発生するとは限らない。そこで、図１お
よび図２に示すように、ＡＥ発生材２５の中にグラスフ
ァイバー２６を混入することによって、大規模亀裂が一
度に進展することを防止している。グラスファイバー２
６などの混入方法としては、前記実施例の他に、図４に
示すように、ＡＥ発生材２５の中にテープ状のグラスフ
ァイバークロス２８を軸方向に配列したもの、図５のよ
うに、テープ状のグラスファイバークロス２８を線材２
９にて挾み込み、これを捻じって撚り線にしたものを、
ＡＥ発生材２５の中心に配置したもの、図６に示すよう
に、ＡＥ発生材２５の中心にグラスファイバー、金網な
どからなる円筒コイル３０を配置したものなどが考えら
れる。なお、図５の場合、線材２９がウェーブガイド２
２を兼ねることができ、この場合、外側のウェーブガイ
ド２２は保護用だけであってもよい。
大規模亀裂が進展するため、微小変形に応じて多数の微
小亀裂とＡＥが発生するとは限らない。そこで、図１お
よび図２に示すように、ＡＥ発生材２５の中にグラスフ
ァイバー２６を混入することによって、大規模亀裂が一
度に進展することを防止している。グラスファイバー２
６などの混入方法としては、前記実施例の他に、図４に
示すように、ＡＥ発生材２５の中にテープ状のグラスフ
ァイバークロス２８を軸方向に配列したもの、図５のよ
うに、テープ状のグラスファイバークロス２８を線材２
９にて挾み込み、これを捻じって撚り線にしたものを、
ＡＥ発生材２５の中心に配置したもの、図６に示すよう
に、ＡＥ発生材２５の中心にグラスファイバー、金網な
どからなる円筒コイル３０を配置したものなどが考えら
れる。なお、図５の場合、線材２９がウェーブガイド２
２を兼ねることができ、この場合、外側のウェーブガイ
ド２２は保護用だけであってもよい。
【００１８】図１において、検知ロッド２１は、取扱の
上から一定長（例えば１８０ｃｍ）とし、この検知ロッ
ド２１の外周に所定間隔でスペーサ２４が嵌合固着され
る。このスペーサ２４は、例えば内径５０ｍｍ、外径７
０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状をなし、図３のように、
一端から３０ｃｍ、６０ｃｍ、６０ｃｍ、３０ｃｍの間
隔で取付けられる。このスペーサ２４の外周には、塩化
ビニールなどの外筒２３が被せられる。また、このスペ
ーサ２４は、隙間のあるリング状とし、この隙間にＡＥ
センサ１０に接続されたケーブル３１が通される。前記
スペーサ２４は、外筒２３からの変形を検知ロッド２１
に伝達するものであるが、検知ロッド２１側から外筒２
３へできるだけＡＥ波を伝播しないものであることが望
ましい。
上から一定長（例えば１８０ｃｍ）とし、この検知ロッ
ド２１の外周に所定間隔でスペーサ２４が嵌合固着され
る。このスペーサ２４は、例えば内径５０ｍｍ、外径７
０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状をなし、図３のように、
一端から３０ｃｍ、６０ｃｍ、６０ｃｍ、３０ｃｍの間
隔で取付けられる。このスペーサ２４の外周には、塩化
ビニールなどの外筒２３が被せられる。また、このスペ
ーサ２４は、隙間のあるリング状とし、この隙間にＡＥ
センサ１０に接続されたケーブル３１が通される。前記
スペーサ２４は、外筒２３からの変形を検知ロッド２１
に伝達するものであるが、検知ロッド２１側から外筒２
３へできるだけＡＥ波を伝播しないものであることが望
ましい。
【００１９】以上のようにして構成されたＡＥ計測ロッ
ド２０は、使用目的に応じて、１本だけであっても、ま
た、順次連結してもよい。連結する場合には、検知ロッ
ド２１の端面と外筒２３の端面は、完全に一体となるよ
うに、溶融、接着剤、連結具などを用いて連結する。こ
のＡＥ計測ロッド２０の一端面または両端面に、ＡＥセ
ンサ１０を取付けて使用する。例えば、地盤１５の変形
を検知しようとする場合には、計測地点に孔をあけ、Ａ
Ｅ計測ロッド２０を挿入し、セメントミルク１４、山砂
などにより地山とのなじみをよくする。
ド２０は、使用目的に応じて、１本だけであっても、ま
た、順次連結してもよい。連結する場合には、検知ロッ
ド２１の端面と外筒２３の端面は、完全に一体となるよ
うに、溶融、接着剤、連結具などを用いて連結する。こ
のＡＥ計測ロッド２０の一端面または両端面に、ＡＥセ
ンサ１０を取付けて使用する。例えば、地盤１５の変形
を検知しようとする場合には、計測地点に孔をあけ、Ａ
Ｅ計測ロッド２０を挿入し、セメントミルク１４、山砂
などにより地山とのなじみをよくする。
【００２０】この状態で地盤１５に変位が生じると、Ａ
Ｅ計測ロッド２０が地盤１５の変位によって変形する。
この場合、地盤変位は、外筒２３、スペーサ２４を介し
て検知ロッド２１に伝えられる。外筒２３とウェーブガ
イド２２の間は、スペーサ２４の部分を除いて空隙２７
となっているから、ＡＥ計測ロッド２０はスペーサ２４
を支点として湾曲し、高脆性樹脂からなるＡＥ発生材２
５に多数のひび割れが生じる。すなわち、スペーサ２４
が一定間隔で設けられ、かつ空隙２７を有するので、Ａ
Ｅ計測ロッド２０が局部的に変形しても、ウェーブガイ
ド２２は大きな曲率半径で湾曲し、したがって、発生す
るひび割れは小さく、かつ数多く発生する。このとき、
スペーサ２４は、外筒２３からの変形を検知ロッド２１
に伝達するが、検知ロッド２１側から外筒２３へできる
だけＡＥ波を伝播しないものが用いられるので、ＡＥ波
の減衰が小さく、したがって、遠くまで伝達される。こ
のひび割れに伴うＡＥ発生材２５の破壊音がウェーブガ
イド２２を伝播してＡＥセンサ１０へ送られ、このＡＥ
センサ１０で電気信号に変換されて外部へ出力する。
Ｅ計測ロッド２０が地盤１５の変位によって変形する。
この場合、地盤変位は、外筒２３、スペーサ２４を介し
て検知ロッド２１に伝えられる。外筒２３とウェーブガ
イド２２の間は、スペーサ２４の部分を除いて空隙２７
となっているから、ＡＥ計測ロッド２０はスペーサ２４
を支点として湾曲し、高脆性樹脂からなるＡＥ発生材２
５に多数のひび割れが生じる。すなわち、スペーサ２４
が一定間隔で設けられ、かつ空隙２７を有するので、Ａ
Ｅ計測ロッド２０が局部的に変形しても、ウェーブガイ
ド２２は大きな曲率半径で湾曲し、したがって、発生す
るひび割れは小さく、かつ数多く発生する。このとき、
スペーサ２４は、外筒２３からの変形を検知ロッド２１
に伝達するが、検知ロッド２１側から外筒２３へできる
だけＡＥ波を伝播しないものが用いられるので、ＡＥ波
の減衰が小さく、したがって、遠くまで伝達される。こ
のひび割れに伴うＡＥ発生材２５の破壊音がウェーブガ
イド２２を伝播してＡＥセンサ１０へ送られ、このＡＥ
センサ１０で電気信号に変換されて外部へ出力する。
【００２１】従来品と本発明品との特性を比較すると以
下のとおりである。図１０（ｂ）（ｃ）は、（ａ）に示
すように、スパン４００ｍｍにおける３点曲げ試験をし
た場合における変形量と発生イベント数との関係を示し
ている。（ｂ）は、天然ロジンを使用した従来の図８の
場合を示している。この場合において、変形量が４ｍｍ
程度までは、出力レベルの略等しいイベントが略等間隔
で連続的に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇
している。ところが、変形量が４ｍｍを越すと、イベン
トの発生間隔が一定せず、断続的で出力レベルも異な
り、このためイベントの累積数が階段状になり、さら
に、変形量が７ｍｍを越すとイベントの発生がまばらに
なり、イベントの累積数が次第に略一定値に収束し、し
たがって、線形性が失われる。このため、計測が不正確
になるか、不能となる。
下のとおりである。図１０（ｂ）（ｃ）は、（ａ）に示
すように、スパン４００ｍｍにおける３点曲げ試験をし
た場合における変形量と発生イベント数との関係を示し
ている。（ｂ）は、天然ロジンを使用した従来の図８の
場合を示している。この場合において、変形量が４ｍｍ
程度までは、出力レベルの略等しいイベントが略等間隔
で連続的に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇
している。ところが、変形量が４ｍｍを越すと、イベン
トの発生間隔が一定せず、断続的で出力レベルも異な
り、このためイベントの累積数が階段状になり、さら
に、変形量が７ｍｍを越すとイベントの発生がまばらに
なり、イベントの累積数が次第に略一定値に収束し、し
たがって、線形性が失われる。このため、計測が不正確
になるか、不能となる。
【００２２】これに対し、（ｃ）は本発明による場合を
示している。この場合において、変形量が計測された１
０ｍｍまで、出力レベルの略等しいイベントが略等間隔
で連続的に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇
し、線形性を有している。このため、正確な計測が可能
となる
示している。この場合において、変形量が計測された１
０ｍｍまで、出力レベルの略等しいイベントが略等間隔
で連続的に発生し、イベントの累積数が略直線的に上昇
し、線形性を有している。このため、正確な計測が可能
となる
【００２３】図９（ｂ）（ｃ）は、（ａ）のような衝撃
波を与えた場合のウェーブガイド１１またはウェーブガ
イド２２におけるＡＥ波の減衰特性を示すものである。
（ｂ）は、図７のようにウェーブガイド１１を直接埋設
した場合のＡＥ波の減衰特性を示している。この場合に
おいて、ウェーブガイド１１がセメントミルク１４に直
接接しているので、急激に減衰し（η＝０．８１２
７）、距離の長い場合の計測には使用できないことを示
している。
波を与えた場合のウェーブガイド１１またはウェーブガ
イド２２におけるＡＥ波の減衰特性を示すものである。
（ｂ）は、図７のようにウェーブガイド１１を直接埋設
した場合のＡＥ波の減衰特性を示している。この場合に
おいて、ウェーブガイド１１がセメントミルク１４に直
接接しているので、急激に減衰し（η＝０．８１２
７）、距離の長い場合の計測には使用できないことを示
している。
【００２４】これに対し、（ｃ）は本発明による場合の
ＡＥ波の減衰特性を示している。この場合において、ウ
ェーブガイド２２がスペーサ２４を介してセメントミル
ク１４に接しているが、スペーサ２４は、外筒２３の変
形を検知ロッド２１に伝達するが、検知ロッド２１側か
ら外筒２３へできるだけＡＥ波を伝播しないものが用い
られるので、ＡＥ波の減衰が小さく（η＝０．０７６
３）、ＡＥ計測ロッド２０の長い場合の計測に好適であ
ることを示している。このように、本発明は、減衰率が
従来の約１２分の１であるから、本発明では、従来の１
２倍まで長くできることとなる。また、雑音の侵入もほ
とんどなくなる。なお、スペーサ２４の間隔が長ければ
長いほど、減衰率が小さくなる。
ＡＥ波の減衰特性を示している。この場合において、ウ
ェーブガイド２２がスペーサ２４を介してセメントミル
ク１４に接しているが、スペーサ２４は、外筒２３の変
形を検知ロッド２１に伝達するが、検知ロッド２１側か
ら外筒２３へできるだけＡＥ波を伝播しないものが用い
られるので、ＡＥ波の減衰が小さく（η＝０．０７６
３）、ＡＥ計測ロッド２０の長い場合の計測に好適であ
ることを示している。このように、本発明は、減衰率が
従来の約１２分の１であるから、本発明では、従来の１
２倍まで長くできることとなる。また、雑音の侵入もほ
とんどなくなる。なお、スペーサ２４の間隔が長ければ
長いほど、減衰率が小さくなる。
【００２５】
（１）計測対象地盤などの性状の違いに拘らず、検知ロ
ッド２１のＡＥ発生材２５は同一材料であるから、ＡＥ
波の周波数、イベントの継続時間、出力レベルなどの特
性が同一で、ＡＥ波の特定が明瞭で、また、信号処理回
路により処理も容易である。 （２）ＡＥ発生材２５は、石油樹脂であるから気象等の
環境の影響で発生ＡＥ波が変化することがなく、地盤１
５の変位に伴う検知ロッド２１の変形量と出力レベルが
比例し、かつ固有のＡＥ波が発生する。そのため、ＡＥ
波の特定が容易で、雑音の除去が可能であり、信号処理
回路が簡単になる。
ッド２１のＡＥ発生材２５は同一材料であるから、ＡＥ
波の周波数、イベントの継続時間、出力レベルなどの特
性が同一で、ＡＥ波の特定が明瞭で、また、信号処理回
路により処理も容易である。 （２）ＡＥ発生材２５は、石油樹脂であるから気象等の
環境の影響で発生ＡＥ波が変化することがなく、地盤１
５の変位に伴う検知ロッド２１の変形量と出力レベルが
比例し、かつ固有のＡＥ波が発生する。そのため、ＡＥ
波の特定が容易で、雑音の除去が可能であり、信号処理
回路が簡単になる。
【００２６】（３）ＡＥ発生材２５は、石油樹脂である
から雑物の混入がなく、常に一定のＡＥ波形が発生し、
発生するイベント数の計測精度にすぐれている。 （４）３点曲げによるイベントの累積数がＡＥ計測ロッ
ド２０の変位量に比例して略直線的に上昇する。したが
って、変形量が大きくなっても線形性が失われず、正確
に計測することができる。
から雑物の混入がなく、常に一定のＡＥ波形が発生し、
発生するイベント数の計測精度にすぐれている。 （４）３点曲げによるイベントの累積数がＡＥ計測ロッ
ド２０の変位量に比例して略直線的に上昇する。したが
って、変形量が大きくなっても線形性が失われず、正確
に計測することができる。
【００２７】（５）石油樹脂は、工業製品であるから、
生産が環境に左右されることがなく、かつコストも安
い。 （６）石油樹脂は、製造工程、原材料、触媒などによっ
て工業的に製造されるものであり、製品の品質設計が容
易である。 （７）検知ロッド２１の外筒２３がスペーサ２４を介し
てセメントミルク１４に接しているので、雑音の侵入が
ほとんどない。 （８）検知ロッド２１の外筒２３がスペーサ２４を介し
てセメントミルク１４に接しているので、ＡＥ波の減衰
が小さい。
生産が環境に左右されることがなく、かつコストも安
い。 （６）石油樹脂は、製造工程、原材料、触媒などによっ
て工業的に製造されるものであり、製品の品質設計が容
易である。 （７）検知ロッド２１の外筒２３がスペーサ２４を介し
てセメントミルク１４に接しているので、雑音の侵入が
ほとんどない。 （８）検知ロッド２１の外筒２３がスペーサ２４を介し
てセメントミルク１４に接しているので、ＡＥ波の減衰
が小さい。
【図１】本発明によるＡＥ計測ロッド２０の一実施例を
示す一部切り欠いた正面図である。
示す一部切り欠いた正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明によるＡＥ計測ロッド２０の全体の正面
図を示すものである。ただし、長さに対する直径を実際
より大きく描いてある。
図を示すものである。ただし、長さに対する直径を実際
より大きく描いてある。
【図４】ＡＥ計測ロッド２０の第２実施例を示す断面図
である。
である。
【図５】ＡＥ計測ロッド２０の第３実施例を示す断面図
である。
である。
【図６】ＡＥ計測ロッド２０の第４実施例を示す断面図
である。
である。
【図７】従来の直接検知法を示し、ウェーブガイド１１
の埋設断面図である。
の埋設断面図である。
【図８】従来の間接検知法を示し、ＡＥ計測ロッド２０
の埋設断面図である。
の埋設断面図である。
【図９】従来品と本発明品の減衰率の特性図である。
【図１０】従来品と本発明品の３点曲げ試験をした場合
における変形量と発生イベント数との関係を示す特性図
である。
における変形量と発生イベント数との関係を示す特性図
である。
１０…ＡＥセンサ、１１…ウェーブガイド、１４…セメ
ントミルク、１５…地盤、１６…ＡＥ計測ロッド、１７
…グラスファイバー・ロジン複合体、１８…鋼管、１９
…塩ビ管、２０…ＡＥ計測ロッド、２１…検知ロッド、
２２…ウェーブガイド、２３…外筒、２４…スペーサ、
２５…ＡＥ発生材（高脆性樹脂）、２６…グラスファイ
バー、２７…空隙、２８…グラスファイバークロス、２
９…線材、３０…円筒コイル、３１…ケーブル。
ントミルク、１５…地盤、１６…ＡＥ計測ロッド、１７
…グラスファイバー・ロジン複合体、１８…鋼管、１９
…塩ビ管、２０…ＡＥ計測ロッド、２１…検知ロッド、
２２…ウェーブガイド、２３…外筒、２４…スペーサ、
２５…ＡＥ発生材（高脆性樹脂）、２６…グラスファイ
バー、２７…空隙、２８…グラスファイバークロス、２
９…線材、３０…円筒コイル、３１…ケーブル。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−39580（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264521（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−296983（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−83685（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−23719（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 1/00 E02D 1/00 G01H 11/08 G01N 29/14 G01B 17/00
Claims (6)
- 【請求項１】 管状のウェーブガイド２２の内部にＡＥ
発生材２５を充填して検知ロッド２１を構成し、この検
知ロッド２１の変形に起因する前記ＡＥ発生材２５の破
壊音をＡＥセンサ１０で検出するようにしたＡＥ計測ロ
ッド２０において、前記ＡＥ発生材２５は、軟化点が少
なくとも９０℃以上で、１分子中のモノマー率が高く、
規則正しい分子構造を有し、かつ分子量が６００〜３０
００の範囲にある石油樹脂からなることを特徴とするＡ
Ｅ波の計測装置。 - 【請求項２】 ＡＥ発生材２５を構成する石油樹脂は、
芳香族系のモノマーをカチオン共重合させたものからな
る請求項１記載のＡＥ波の計測装置。 - 【請求項３】 検知ロッド２１は、ウェーブガイド２２
の内部にＡＥ発生材２５とグラスファイバー２６を混合
した複合材を充填してなる請求項１または２記載のＡＥ
波の計測装置。 - 【請求項４】 検知ロッド２１は、ウェーブガイド２２
の内部にＡＥ発生材２５と、このＡＥ発生材２５の中心
に弾性材からなる撚り線、単線などの線材２９を同軸に
設けたものを充填してなる請求項１または２記載のＡＥ
波の計測装置。 - 【請求項５】 検知ロッド２１は、ウェーブガイド２２
の内部にＡＥ発生材２５と、このＡＥ発生材２５の中心
にグラスファイバー、金網などからなるコイル３０を同
軸に設けたものを充填してなる請求項１または２記載の
ＡＥ波の計測装置。 - 【請求項６】 検知ロッド２１の外周に所定間隔でリン
グ状のスペーサ２４を嵌合固着し、このスペーサ２４の
外周に外筒２３を被せ、このスペーサ２４は、外筒２３
の変形を検知ロッド２１に伝達するが、検知ロッド２１
側から外筒２３へできるだけＡＥ波を伝播しない材料で
構成してなる請求項１、２、３、４または５記載のＡＥ
波の計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22412494A JP3349272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Ａｅ波の計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22412494A JP3349272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Ａｅ波の計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862337A JPH0862337A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3349272B2 true JP3349272B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=16808924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22412494A Expired - Fee Related JP3349272B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Ａｅ波の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349272B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2805050B1 (fr) * | 2000-02-14 | 2002-04-19 | Geophysique Cie Gle | Methode et dispositif pour coupler des hydrophones avec un milieu solide tel que le sous-sol |
| KR20090117402A (ko) | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 한국지질자원연구원 | 미소파괴음 센서 구비 파괴 예측용 계측장치, 미소파괴음센서 구비 파괴 예측용 계측장치 설치 방법 및 미소파괴음센서 구비 파괴 예측용 계측장치 세트 |
| KR101294136B1 (ko) * | 2012-05-10 | 2013-08-08 | 한국지질자원연구원 | 미소파괴음 센서를 이용한 지반삽입형 역학거동 탐지장치 및 그 제작방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6283685A (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Tokyu Constr Co Ltd | 地盤におけるａｅの計測方法 |
| JPS6439580A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-09 | Kankyo Chishitsu Eng Kk | Measuring method for in-ground displacement by acoustic emission method |
| JP2598171B2 (ja) * | 1990-09-18 | 1997-04-09 | 積水化成品工業株式会社 | アコースティック・エミッションセンサー |
| JPH05264521A (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-12 | Fujita Corp | Ａｅ計測におけるａｅセンサー及びセンサーケーブルの防護装置 |
| JPH05296983A (ja) * | 1992-04-22 | 1993-11-12 | Fujita Corp | 多層地盤崩壊位置標定用ウエーブガイド装置 |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP22412494A patent/JP3349272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0862337A (ja) | 1996-03-08 |
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