JP4910459B2 - コンクリート材内部鉄筋識別方法 - Google Patents

Description

本発明は、内部に鉄筋を有するコンクリート材、特にコンクリート製電柱の、内部鉄筋の材質識別方法にかかる。

コンクリート柱は、電力線や通信線の支持物として、長期間の使用に耐える耐久性を有している。また、強度向上の点から、これらのコンクリート製電柱の内部には、複数本の鉄筋が備わっているが、この鉄筋の成分は製造時期によって異なり、これに起因して鉄筋の強度はそれぞれ異なる。

最近では、環境負荷低減の点から、コンクリート製電柱はリユースが指向されているが、リユースするためには、当該コンクリート製電柱が支持物として必要な強度を有していることを確認する必要がある。中でも、外部から見ることができない鉄筋については、これを非破壊で識別しなければならない。

これに対し、特許文献１に記載されるように、鉄筋コンクリート材においては、従来から磁界を印加して、それの応答から、鉄筋の疲労や劣化を非破壊で調査する方法があった。
特開２００５−２９２１１１号公報

しかしながら、従来の技術は、鉄筋の量や亀裂等を識別するのに対し、コンクリート製電柱の鉄筋については、これだけでなく、材質、言い換えると製造バッチを特定する必要がある。これは、製造バッチにより、材質（成分比率レベルの差異）が生じ、これにより強度特性が大きくことなるからである。

これらの識別には、コンクリート製電柱に特化した、より精度の高い測定が必要となる。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、図４に示すように、コンクリート製電柱に入っている鉄筋には、電柱の端から端まで張力をもって設置されるものと、張力を受けずに電柱の一方の端から中間まで設置されるものがあり、この２種類の鉄筋の磁気的応答の相対的な比較から、内部鉄筋が識別できることを知見し、本発明をするに至った。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）請求項１に記載の発明は、内部に鉄筋を有するコンクリート製電柱に磁界を印加して磁気的応答を測定し、コンクリート製電柱の内部鉄筋の材質を識別するコンクリート製電柱内部鉄筋識別方法であって、
磁界を印加するためのコイルを前記電柱の外周を移動させるステップと、 前記コイルに電流を印加するステップと、 前記磁気的応答を電圧として検出するステップと、 あらかじめ記臆しておいた鉄筋の特徴が現れる印加電流に対応する磁気応答特性について周方向の位置依存性を算出するステップと、 あらかじめ記憶しておいた基準データと比較して内部鉄筋を識別するステップと、を有することを特徴とするコンクリート製電柱内部鉄筋識別方法である。
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明を限定したものであり、
前記コンクリート製電柱に印加する磁界が、０．１Ｈｚから１０Ｈｚで変動する交流磁界であることを特徴とする。

本発明によれば、コンクリート製電柱について、差異の小さい、内部鉄筋の製造バッチの違いまで識別することが可能な、非破壊識別方法を提供することができた。

以下、鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法の好ましい実施形態を挙げ、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法を実現する装置の一実施形態である。本装置は、電圧検出機構２０、磁化器３０、電流印加機構４０、及び鉄筋識別手段５０からなる。鉄筋識別手段５０は、記憶手段５１及び演算手段５２を備える。

測定に当たっては、電圧検出機構２０及び磁化器３０をコンクリート製電柱１０の表面に設置する。磁化器３０は電流印加機構４０と接続されており、これによりコンクリート製電柱１０に磁界を印加する。電圧検出機構２０は、磁化器３０によって生じた磁界のうち、コンクリート製電柱の内部鉄心に取り込まれなかった漏れ磁界に応じた電圧を検出する。

図２は、電圧検出手段２０及び磁化器３０の詳細を示したものである。磁化器３０は磁化用コイル３１、磁化用鉄心３２を備える。電流印加手段４０により磁化用コイル３１に電流が印加され、磁化用鉄心３２を介して試料に磁界が誘起される。電圧検出手段２０は、検出用コイル２１と検出用鉄心２２からなり、試料からの漏れ磁界を検出用鉄心２２で検出し、これに起因する電圧を検出用コイル２１で検出する。

印加する電流の周波数は０．１［Ｈｚ］から１０［Ｈｚ］が望ましい。
０．１［Ｈｚ］より小さいと検出電圧が小さくノイズに埋もれてしまい、１０［Ｈｚ］より大きいと商用周波数などの外乱を受けやすく検出感度が低下してしまう。

図１における鉄筋識別手段５０は、記憶手段５１と演算手段５２からなる。記憶手段５１は、鉄筋の材質によって特徴が現れる印加電流に関するデータ、及び基準データをあらかじめ記憶しているとともに、測定された電圧を、周方向の位置と対応つけて記憶する。演算手段は、記憶された電圧から磁気応答特性の周方向の位置依存性を演算するとともに、基準データと比較して、鉄筋を識別する。

図２は、本発明にかかる鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法のフロー図である。

まず、電柱表面に磁化器３０及び電圧検出手段２０を設置する（Ｓ１）。

次に、磁化器に電流を印加して磁界を発生させる（Ｓ２）、その際の電圧を検出する（Ｓ３）。この際の電圧は、電流の関数として取得する。

検出した電圧は、電流及び測定位置（角度）と対応つけて記憶する（Ｓ４）。続いて、電柱表面に磁化器３０及び電圧検出機構２０を電柱の周方向に移動させ（Ｓ１）、電流を印加して電圧を検出する（Ｓ２、Ｓ３）。

取得すべき位置について測定が終了したら（Ｓ５）、記憶した電圧から、あらかじめ記臆しておいた鉄筋の特徴が現れる印加電流に対応する磁気応答特性を抽出し、測定データと比較する（Ｓ６）。

具体的には、あらかじめ、鉄筋単体について図３に示すような、印加電流と検出電圧のリサージュ波形を測定しておき、材料によって違いが顕著に出るところ（図４であれば０．５［Ａ］付近）を特定しておく。これに対応する電圧を磁気応答特性として、異なる測定位置についてこの値を抽出し、周方向の位置依存性を演算する。

また、図３に示す、リサージュ波形の面積を磁気応答特性として、周方向の位置依存性を演算しても良い。

図４に示すように、電柱には、張力のかかっている鉄筋とそうでない鉄筋が規則的に配置されており、電圧検出機構を周方向に移動させると、異なる種類の鉄筋が交互に接近する。このため、前述の磁気応答特性は鉄筋の配置に対応して周期的に変化する。

基準となる電柱について、あらかじめ、この周期的な変化を測定しておき、これと、測定データから演算した周方向の位置依存性を比較し、内部鉄筋の識別を行なう（Ｓ７）。

鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法を実現する装置の一実施形態。 本発明にかかる磁化器及び電圧検出手段の一実施形態。 鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法の一実施形態であるフロー図。 異なるバッチの鉄筋による磁気的応答のリサージュ波形。

符号の説明

１０ コンクリート製電柱
２０ 電圧検出手段
２１ 検出用コイル
２２ 検出用鉄心
３０ 磁化器
３１ 磁化用コイル
３２ 磁化用鉄心
４０ 電流印加手段
５０ 鉄筋識別手段
５１ 記憶機構
５２ 演算機構

Claims (2)

1. 内部に鉄筋を有するコンクリート製電柱に磁界を印加して磁気的応答を測定し、コンクリート製電柱の内部鉄筋の材質を識別するコンクリート製電柱内部鉄筋識別方法であって、
   磁界を印加するためのコイルを前記電柱の外周を移動させるステップと、
   前記コイルに電流を印加するステップと、
   前記磁気的応答を電圧として検出するステップと、
   あらかじめ記臆しておいた鉄筋の特徴が現れる印加電流に対応する磁気応答特性について周方向の位置依存性を算出するステップと、
   あらかじめ記憶しておいた基準データと比較して内部鉄筋を識別するステップと、を有することを特徴とするコンクリート製電柱内部鉄筋識別方法。
2. 前記コンクリート製電柱に印加する磁界が、０．１Ｈｚから１０Ｈｚで変動する交流磁界であることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート材内部鉄筋識別方法。

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