JP4989310B2 - Reinforcing bar diagnostic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、鉄筋コンクリート内部の鉄筋の状態を診断するための鉄筋診断装置とそれを用いた鉄筋診断方法に関する。   The present invention relates to a reinforcing bar diagnostic apparatus for diagnosing the state of a reinforcing bar inside a reinforced concrete and a reinforcing bar diagnostic method using the same.

鉄筋コンクリートを利用した構造物においては、コンクリート自体の強度及びコンクリート内部に存在する鉄筋によってその強度を保っている。そのため鉄筋コンクリート構造物の維持・管理上、コンクリートと鉄筋自体の状態の把握が必要である。   In a structure using reinforced concrete, the strength is maintained by the strength of the concrete itself and the reinforcing bars existing inside the concrete. Therefore, it is necessary to grasp the condition of the concrete and the reinforcing bar itself for the maintenance and management of the reinforced concrete structure.

このうち、コンクリートの劣化については、表面で観測可能なひび割れや析出物等の検査のほか、コンクリート自体から試験編を取り出して確認する手法がある。また内部に存在する鉄筋の本数や劣化状況等を診断することは、構造物の安全性を担保する上で必要不可欠であるが、コンクリート内部の鉄筋を直接観測することは不可能であるため、超音波や磁界(磁場)、電磁波、X線等を利用した様々な非破壊検査装置が開発、製造、販売されている。さらに、コンクリートを剥離して直接確認する方法も考えられている(非特許文献1〜3を参照)。
コンクリート工学 1989年3月号、pp.48-47、69-74 http://www.dnc.co.jp/technology/04hihakai_01.htm NTT技術ジャーナル、2006年3月号、pp.41-46
Among these methods, concrete deterioration can be confirmed by taking out a test piece from the concrete itself as well as checking for cracks and deposits that can be observed on the surface. In addition, diagnosing the number and deterioration of reinforcing bars existing inside is indispensable for ensuring the safety of the structure, but it is impossible to directly observe the reinforcing bars inside the concrete. Various non-destructive inspection devices using ultrasonic waves, magnetic fields (magnetic fields), electromagnetic waves, X-rays, etc. have been developed, manufactured and sold. Furthermore, the method of peeling concrete and confirming directly is also considered (refer nonpatent literatures 1-3).
Concrete Engineering March 1989, pp.48-47, 69-74 http://www.dnc.co.jp/technology/04hihakai_01.htm NTT Technical Journal, March 2006, pp.41-46

しかしながら、従来の超音波や磁界、電磁波、X線を利用した非破壊検査装置においては以下の(1)〜(3)が課題であった。   However, the following (1) to (3) are problems in the conventional nondestructive inspection apparatus using ultrasonic waves, magnetic fields, electromagnetic waves, and X-rays.

(1)取り扱いや測定手順が複雑であり、専門的な知識が必要とされる。
(2)センサや発振器部分が高価であり、装置全体としても高価である。
(3)超音波での測定結果や磁界利用での測定結果は、その判定に経験や知識が必要とされる。
(1) Handling and measurement procedures are complicated and specialized knowledge is required.
(2) The sensor and the oscillator are expensive, and the entire device is also expensive.
(3) Experience and knowledge are required to determine the measurement results using ultrasonic waves and the measurement results using magnetic fields.

また、コンクリートを剥離して、直接に中の鉄筋の状態を確認する方法も考えられるが、構造物の強度を損なう可能性があるため、現実的な方法であるとはいえなかった。   Moreover, although the method of peeling concrete and confirming the state of the inside reinforcing bar directly can also be considered, since it may impair the strength of the structure, it could not be said to be a realistic method.

本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、鉄筋コンクリート内の鉄筋の状態を静電結合を用いて視認可能に観察でき、正確かつ容易に鉄筋の状態を診断することができる鉄筋診断装置とそれを用いた鉄筋診断方法を提供することにある。   The object of the present invention has been made in view of the above, and can be used to observe the state of the reinforcing bar in the reinforced concrete so as to be visible using electrostatic coupling, and to accurately and easily diagnose the state of the reinforcing bar. An apparatus and a reinforcing bar diagnosis method using the same are provided.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、円柱状の鉄筋コンクリートの内部に配置された鉄筋の状態を診断するための鉄筋診断装置において、静電結合により前記鉄筋に高周波信号を印加して誘導電圧を発生させるための信号印加部と、前記鉄筋に発生した前記誘導電圧を静電結合により検出して測定するための電圧測定部と、前記電圧測定部による測定結果を表示するためのデータ表示部と、を備え、前記信号印加部及び前記電圧測定部のそれぞれは、可撓性を有するフレキシブル基板上に電極を配置して前記円柱状の鉄筋コンクリートの表面形状に沿って巻き付け可能であって、前記フレキシブル基板の巻き付け方向に平行な辺に静電シールド部を備え、当該静電シールド部の両端には、前記フレキシブル基板を前記円柱状の鉄筋コンクリートに巻き付けた際に対向する端を機械的及び電気的に結合する電極接合金具を備え、前記電圧測定部は、前記フレキシブル基板上に複数の電極を配置して同時に複数位置での測定可能であり、前記データ表示部は複数の前記測定結果を前記複数位置と相似にして電圧分布として表示可能なことを特徴とするIn order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 is a rebar diagnostic apparatus for diagnosing a state of a reinforcing bar arranged inside a cylindrical reinforced concrete, wherein a high-frequency signal is transmitted to the reinforcing bar by electrostatic coupling. A signal applying unit for generating an induced voltage by applying a voltage, a voltage measuring unit for detecting and measuring the induced voltage generated in the reinforcing bar by electrostatic coupling, and a measurement result by the voltage measuring unit are displayed. Each of the signal applying unit and the voltage measuring unit is wound along the surface shape of the columnar reinforced concrete by arranging an electrode on a flexible substrate having flexibility. An electrostatic shield part is provided on a side parallel to the winding direction of the flexible board, and the flexible board is placed on both ends of the electrostatic shield part. It is equipped with an electrode joint that mechanically and electrically couples the opposite ends when wound around reinforced concrete, and the voltage measuring unit can measure a plurality of electrodes at the same time by arranging a plurality of electrodes on the flexible substrate. The data display unit can display a plurality of the measurement results as a voltage distribution similar to the plurality of positions .

また、請求項に記載の本発明は、請求項において、前記電圧測定部は、前記検出した前記誘導電圧を高入力インピーダンスで受けて増幅するための増幅部と、前記増幅部により前記増幅された前記誘導電圧を外部へ出力するための出力手段と、前記増幅部と前記出力手段の動作に必要な電力を供給するための電源と、をすくなくとも備えている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect , the voltage measuring unit receives the detected induced voltage with a high input impedance and amplifies the amplified voltage, and the amplification unit performs the amplification. Output means for outputting the induced voltage to the outside, and a power source for supplying power necessary for the operation of the amplifying unit and the output means.

また、請求項に記載の本発明は、請求項において、前記電圧測定部は、静電シールドが可能なシールドケースに収納されている。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect , the voltage measurement unit is housed in a shield case capable of electrostatic shielding.

本発明によれば、鉄筋コンクリート内の鉄筋の状態を静電結合を用いて視認可能に観察でき、正確かつ容易に鉄筋の状態を診断することができる鉄筋診断装置とそれを用いた鉄筋診断方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a reinforcing bar diagnostic apparatus and a reinforcing bar diagnostic method using the same, in which the state of the reinforcing bar in the reinforced concrete can be observed visually using electrostatic coupling, and the state of the reinforcing bar can be diagnosed accurately and easily. Can be provided.

<第1の実施の形態>
図1に、本発明の第1の実施の形態を示す。本実施の形態は、鉄筋コンクリート製の構造物の壁面、床面、天井面等に存在する鉄筋7の状態を把握するための一例であり、ここでは鉄筋コンクリート製の壁面8に対しての例を示す。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This embodiment is an example for grasping the state of the reinforcing bar 7 existing on the wall surface, floor surface, ceiling surface, etc. of the structure made of reinforced concrete. Here, an example for the wall surface 8 made of reinforced concrete is shown. .

図1はその測定系の構成図であって、高周波信号を発生して鉄筋7へ静電結合して電圧を印加するための信号発生器1と、鉄筋7を内部に備えているコンクリート製の壁面8と、信号発生器1に接続ケーブル6で接続されて鉄筋7との静電結合を生じさせるために壁面8に接している電圧印加器2と、壁面8に接して静電結合して鉄筋7に発生した電圧を検出するための電圧検出器4と、電圧検出器4により検出された検出値を接続ケーブル6を介して受信し測定するための電圧測定器3と、電圧測定器3による測定結果を視認可能に表示するための表示器5と、が示されている。   FIG. 1 is a configuration diagram of the measurement system, which is a signal generator 1 for generating a high-frequency signal, electrostatically coupling to the reinforcing bar 7 and applying a voltage, and a concrete made of concrete having the reinforcing bar 7 inside. In order to cause electrostatic coupling between the wall surface 8 and the signal generator 1 by the connection cable 6 and to generate the electrostatic coupling with the reinforcing bar 7, the voltage applicator 2 is in contact with the wall surface 8 and is electrostatically coupled in contact with the wall surface 8. A voltage detector 4 for detecting a voltage generated in the reinforcing bar 7, a voltage measuring device 3 for receiving and measuring a detection value detected by the voltage detector 4 via the connection cable 6, and a voltage measuring device 3 And a display 5 for displaying the measurement result according to visibly.

この図1に示すように、信号発生器1で発生された下限周波数1kHzから上限周波数30MHz程度の任意の周波数の高周波信号は、ケーブル6を通じて電圧印加器2の電極とシールド層及びシールド枠に印加される。この際に信号発生器1は、通常の高周波発振回路(例えば、トランジスタやオペアンプから構成される一般的な高周波発振回路、または水晶(クリスタル)を用いた発振回路)で十分であるが、ファンクションジェネレータ等のような精密かつ様々な波形を発生させることができる測定器や、さらに高精度な信号発生器1(シグナルジェネレータ)を用いてもよい。鉄筋コンクリート等からなる壁面8の中の鉄筋7は、外部から視覚的に見ることは困難であるため、間接的な確認手段として静電結合を利用する。   As shown in FIG. 1, a high-frequency signal having an arbitrary frequency from the lower limit frequency 1 kHz to the upper limit frequency 30 MHz generated by the signal generator 1 is applied to the electrode, shield layer, and shield frame of the voltage applicator 2 through the cable 6. Is done. In this case, the signal generator 1 may be a normal high-frequency oscillation circuit (for example, a general high-frequency oscillation circuit composed of a transistor or an operational amplifier, or an oscillation circuit using crystal). It is also possible to use a measuring instrument capable of generating precise and various waveforms such as those described above, or a more accurate signal generator 1 (signal generator). Since the reinforcing bar 7 in the wall surface 8 made of reinforced concrete or the like is difficult to see visually from the outside, electrostatic coupling is used as an indirect confirmation means.

その動作は以下の通りである。   The operation is as follows.

信号発生器1からの信号電圧は、鉄筋7との非接触で静電結合することが可能な電圧印加器2に供給される。電圧印加器2は図2(a)に示すように、薄い板状基板11の上に構成される。板状基板11の前面には、電圧を印加するための電圧印加用電極10が構成されている。   The signal voltage from the signal generator 1 is supplied to a voltage applicator 2 that can be electrostatically coupled without contact with the reinforcing bar 7. The voltage applicator 2 is configured on a thin plate substrate 11 as shown in FIG. A voltage application electrode 10 for applying a voltage is formed on the front surface of the plate-like substrate 11.

また、診断対象の面が平面または若干の凹凸がある面、球面等のような場合には、面に電圧印加器2を取り付けるだけの開放型の構造となるため、図(b)のように電極周囲に結合を安定化させるためのシールド枠12を形成することができる。 Furthermore, the surface plane of the diagnosis target is planar or slightly uneven, if such a spherical or the like, since the open type structure by attaching a voltage applicator 2 on the surface, as shown in FIG. 2 (b) A shield frame 12 for stabilizing the coupling around the electrode can be formed.

もしくは、柱状または円柱状の構造物の診断の場合には、周りに巻き付ける構造となることができるように図(c)に示すような上下にシールド電極枠14が構成されていてもよく、かつ左右には柱に巻き付けた際に電極13及びシールド電極枠14が電気的・機械的に結合できる電極接合用金具15を有していてもよい。なお、この場合には板状基板11はフレキシブルなものとなる。 Alternatively, in the case of diagnosis of a columnar or columnar structure, the shield electrode frame 14 may be configured vertically as shown in FIG. 2 (c) so that it can be wound around. In addition, on the left and right sides, there may be provided an electrode joining metal fitting 15 to which the electrode 13 and the shield electrode frame 14 can be electrically and mechanically coupled when wound around a column. In this case, the plate-like substrate 11 is flexible.

さらに、板状基板11の裏面には外部からの影響を排除するための静電シールド電極が構成され、診断面が平面または若干の凹凸がある面、球面等の場合には、板状基板11の裏面の全面にシールド電極が構成され、診断面が柱状もしくは円柱状の構造物用の場合には、板状基板11の全面にシールド電極が構成され、柱に巻き付けた際にシールド電極が電気的・機械的に結合できる機能を有していてもよい。   Further, an electrostatic shield electrode for eliminating the influence from the outside is formed on the back surface of the plate-like substrate 11, and when the diagnostic surface is a flat surface or a surface with some unevenness, a spherical surface or the like, the plate-like substrate 11. When the shield electrode is formed on the entire back surface of the substrate and the diagnostic surface is for a columnar or columnar structure, the shield electrode is formed on the entire surface of the plate-like substrate 11, and the shield electrode is electrically connected when wound around the column. It may have a function that can be mechanically and mechanically coupled.

この際、板状基板11の材質は、プラスチック板、木材等の堅い絶縁性の高い材質でも、フレキシブルな材質、例えばプラスチックフィルム、フレキシブル基板、ゴム、発泡プラスチック等の絶縁性能の高い材質でもよい。また板状基板の誘電率を下げるために、板状発泡材質でもよい。   At this time, the material of the plate-like substrate 11 may be a hard and highly insulating material such as a plastic plate or wood, or a flexible material such as a plastic film, a flexible substrate, rubber, foamed plastic or the like. Further, in order to lower the dielectric constant of the plate-like substrate, a plate-like foam material may be used.

次に、図3(a)中の断面a−a’を示した図3(b)において、信号発生器1からの出力は接続ケーブル6の同軸ケーブルのうち絶縁体25に被覆された中心線26を介して電圧印加用電極20に接続される。信号発生器1のアース側27は、接続ケーブル6のシールド外線24と静電シールド電極23、および図示しないシールド電極枠12に接続される。また、図3(a)に示すように、電圧印加用電極20を壁面にあてることによって電圧印加用電極20が鉄筋7とキャパシタンス30でもって静電結合する。   Next, in FIG. 3B showing the cross section aa ′ in FIG. 3A, the output from the signal generator 1 is the center line covered with the insulator 25 in the coaxial cable of the connection cable 6. The voltage application electrode 20 is connected to the voltage application electrode 26. The ground side 27 of the signal generator 1 is connected to the shield outer wire 24 and the electrostatic shield electrode 23 of the connection cable 6 and the shield electrode frame 12 (not shown). Further, as shown in FIG. 3A, the voltage application electrode 20 is electrostatically coupled with the reinforcing bar 7 and the capacitance 30 by applying the voltage application electrode 20 to the wall surface.

これにより、鉄筋7に静電誘導電圧が発生する。誘導電圧の発生によって、鉄筋7の存在する部分と鉄筋7の存在しない部分では電圧レベルがことなるため、診断面上の電位分布が変わることになる。さらに鉄筋7が内部で破断している部分や鉄筋7の接続点(溶接点、ジョイント)がある部分、また鉄筋7が内部腐食によって劣化している部分では、抵抗分やキャパシタンス分が発生するため、鉄筋7があっても電位分布に異常が発生する。   Thereby, an electrostatic induction voltage is generated in the reinforcing bar 7. Due to the generation of the induced voltage, the voltage level is different between the portion where the reinforcing bar 7 is present and the portion where the reinforcing bar 7 is not present, so that the potential distribution on the diagnostic surface changes. Furthermore, resistance and capacitance are generated in the part where the reinforcing bar 7 is broken inside, the part where the connecting point (welding point, joint) of the reinforcing bar 7 is present, and the part where the reinforcing bar 7 is deteriorated due to internal corrosion. Even if the reinforcing bars 7 are present, an abnormality occurs in the potential distribution.

また、図1に示す電圧印加器2の周辺(柱状の場合は、電圧印加器2の上下部)に電位分布を計測するための複数の電圧検出電極を備えた電圧検出器4を取り付けることによって、印加した電圧が発生させるコンクリート表面(壁面8)上の電位分布を測定することが可能となる。   Further, by attaching a voltage detector 4 having a plurality of voltage detection electrodes for measuring a potential distribution around the voltage applicator 2 shown in FIG. 1 (in the case of a columnar shape, the upper and lower portions of the voltage applicator 2). It becomes possible to measure the potential distribution on the concrete surface (wall surface 8) where the applied voltage is generated.

電圧検出器4の電圧検出電極は、たとえば図4(a)〜(c)のように構成される。   The voltage detection electrode of the voltage detector 4 is configured, for example, as shown in FIGS.

まず、図4(a)のように、薄い板状基板50上に形成され、板状基板50の前面には複数点の分布を同時に測定するための検出電極40が複数形成されている。診断対象の面が平面または若干の凹凸がある面、球面等のような場合には、面に電圧印加器2を取り付けるだけの開放型の構造になるため、図4(b)のように検出電極40の周囲に結合を安定化させるためのシールド枠41がそれぞれ形成されている。   First, as shown in FIG. 4A, a plurality of detection electrodes 40 are formed on a thin plate substrate 50, and a plurality of detection electrodes 40 for simultaneously measuring the distribution of a plurality of points are formed on the front surface of the plate substrate 50. When the surface to be diagnosed is a flat surface or a surface with a slight unevenness, a spherical surface, etc., since it is an open type structure in which the voltage applicator 2 is attached to the surface, detection is performed as shown in FIG. Shield frames 41 for stabilizing the coupling are formed around the electrodes 40, respectively.

もしくは柱状または円柱状の構造物の診断の場合には、診断対象物の周りに巻き付ける構造となることができるように、図4(c)に示すような上下にもシールド枠41が構成されていてもよく、かつ左右には柱に巻き付けた際にシールド枠41が電気的・機械的に結合できる電極接合金具42を配置してもよい。またこの場合には、板状基板50はフレキシブルなものとなる。   Alternatively, in the case of diagnosing a columnar or columnar structure, the shield frame 41 is also configured on the top and bottom as shown in FIG. 4C so that the structure can be wound around the object to be diagnosed. In addition, on the left and right, an electrode joint fitting 42 that can electrically and mechanically connect the shield frame 41 when wound around a pillar may be disposed. In this case, the plate substrate 50 is flexible.

さらにこの板状基板50の裏面には、外部からの影響を排除するための図示しないシールド電極が構成され、診断面が平面または若干の凹凸がある面、球面等の場合には、板状基板50の裏面の全面にシールド電極が構成され、診断面が柱状もしくは円柱状の構造物用の場合には、基板全面にシールド電極が構成され、柱に巻き付けた際にシールド電極が電気的・機械的に結合できる機能を有していてもよい。   Further, a shield electrode (not shown) is formed on the back surface of the plate-like substrate 50 to eliminate external influences. When the diagnostic surface is a flat surface or a surface with some irregularities, a spherical surface, etc., the plate-like substrate When the shield electrode is formed on the entire back surface of the 50 and the diagnostic surface is for a columnar or columnar structure, the shield electrode is configured on the entire surface of the substrate, and the shield electrode is electrically or mechanically wound around the column. It may have a function that can be combined.

この際、板状基板50の材質は、プラスチック板、木材等の堅い絶縁性の高い材質でも、フレキシブルな材質、例えばプラスチックフィルム、フレキシブル基板、ゴム、発泡プラスチック等の絶縁性能の高い材質でもよい。また板状基板の誘電率を下げるために、板状発泡材質を用いてもよい。   At this time, the material of the plate-like substrate 50 may be a hard and highly insulating material such as a plastic plate or wood, or a flexible material such as a plastic film, a flexible substrate, rubber, foamed plastic or the like. Further, in order to lower the dielectric constant of the plate-like substrate, a plate-like foam material may be used.

図5は、壁面8での鉄筋7状態の検出の概略図である。図5に示すように壁面8に電圧検出器4を取り付けることによって、各検出電極40の近傍の鉄筋7と検出電極40が静電結合し、表示器5に表示される診断面上の電位分布を測定することができる。   FIG. 5 is a schematic diagram of detection of the state of the reinforcing bar 7 on the wall surface 8. As shown in FIG. 5, by attaching the voltage detector 4 to the wall surface 8, the reinforcing bar 7 in the vicinity of each detection electrode 40 and the detection electrode 40 are electrostatically coupled, and the potential distribution on the diagnostic surface displayed on the display 5. Can be measured.

この測定系の等価回路を簡単に表すと図6のようになる。図6中、電圧印加部52と鉄筋部53との静電容量をCi、鉄筋部53の等価インダクタンスと等価抵抗をそれぞれLs、Rs、鉄筋部53と一つの電圧検出部54との静電容量をCoとしている。信号発生部51の印加電圧をVi、電圧測定部50の出力をVoとし、測定部の入力インピーダンスを抵抗RpとコンデンサCpの並列回路とすると、Voは以下の式で与えられる。

Figure 0004989310
The equivalent circuit of this measurement system is simply represented as shown in FIG. In FIG. 6, the capacitance between the voltage application unit 52 and the reinforcing bar 53 is Ci, the equivalent inductance and equivalent resistance of the reinforcing bar 53 are Ls and Rs, and the capacitance between the reinforcing bar 53 and one voltage detection unit 54, respectively. Is Co. If the applied voltage of the signal generating unit 51 is Vi, the output of the voltage measuring unit 50 is Vo, and the input impedance of the measuring unit is a parallel circuit of a resistor Rp and a capacitor Cp, Vo is given by the following equation.
Figure 0004989310

但し、上式において外乱はないものとし、電圧印加部52と電圧検出部54にシールド電極のない場合である。この式(1)から、鉄筋部53の抵抗Rs及びインダクタンスLsが変化することにより、電圧測定部50の測定電圧が変化することが確認できる。   However, it is assumed that there is no disturbance in the above equation, and the voltage application unit 52 and the voltage detection unit 54 have no shield electrode. From this equation (1), it can be confirmed that the measured voltage of the voltage measuring unit 50 changes as the resistance Rs and the inductance Ls of the reinforcing bar 53 change.

例えば、鉄筋7の表面が腐食している場合や、さびの部分は電気的な伝導が悪くなることや、健全な鉄筋7と比べて断面積が減少するため、その部分の抵抗、インダクタンスは大きくなる。また、鉄筋7が部分的に破断している場合においても、その部分の抵抗値、インダクタンスが変化する。結果として、鉄筋7の劣化が発生している場合には、出力として得られる電位が健全な場所と比べて小さくなることがわかる。   For example, when the surface of the reinforcing bar 7 is corroded, the electrical conductivity of the rust portion is deteriorated, or the cross-sectional area is reduced as compared with a healthy reinforcing bar 7, so the resistance and inductance of that portion are large. Become. Further, even when the reinforcing bar 7 is partially broken, the resistance value and inductance of the portion change. As a result, it can be seen that when the rebar 7 is deteriorated, the potential obtained as an output is smaller than that in a healthy place.

従って、電圧検出器4の各電極からの出力を電圧測定器3によって測定し、それを分布として表示することによって、コンクリート製の壁面8内にある鉄筋7の状況を非破壊で診断できる。   Therefore, by measuring the output from each electrode of the voltage detector 4 with the voltage measuring device 3 and displaying it as a distribution, the state of the reinforcing bars 7 in the concrete wall surface 8 can be diagnosed nondestructively.

<第2の実施の形態>
図7(a)に本発明の第2の実施の形態として、柱状の鉄筋コンクリート構造物に本発明を適用した場合の例を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 7A shows an example in which the present invention is applied to a columnar reinforced concrete structure as a second embodiment of the present invention.

図7(a)のように、電圧印加器62は、柱状構造物60の周囲を取り囲むように巻き付けることができ、かつ電圧印加器62の各電極が電気的・機械的に接続することができる。   As shown in FIG. 7A, the voltage applicator 62 can be wound around the columnar structure 60, and the electrodes of the voltage applicator 62 can be electrically and mechanically connected. .

また、同様に電圧検出器63についても、柱状構造物60の周囲を取り囲むように巻き付けることができ、かつシールド電極部を電気的・機械的に接続することができる。電圧印加器62と電圧検出器63は図のように上下の関係で取り付けられており、図と逆の場合でも同様である。   Similarly, the voltage detector 63 can be wound around the columnar structure 60, and the shield electrode portion can be electrically and mechanically connected. The voltage applicator 62 and the voltage detector 63 are attached in a vertical relationship as shown in the figure, and the same is true in the reverse case.

信号発生器1から発生する高周波信号を電圧印加器62に印加すると、鉄筋7とのあいだの静電結合によって、鉄筋に静電電圧が生じる。この電圧を電圧検出器63で静電結合により検出し、電圧測定器3で測定することにより、電圧検出器63を巻き付けた領域での電位分布を測定することができる。   When a high frequency signal generated from the signal generator 1 is applied to the voltage applicator 62, an electrostatic voltage is generated in the reinforcing bar due to electrostatic coupling with the reinforcing bar 7. By detecting this voltage by electrostatic coupling with the voltage detector 63 and measuring with the voltage measuring device 3, the potential distribution in the region where the voltage detector 63 is wound can be measured.

また、電圧検出器63の電圧検出用電極が上下左右に複数配置されている場合、得られる電位分布は、柱状構造物60内に鉄筋7のある位置では高くなり、鉄筋7のない部分では小さくなる。また電圧検出器63を巻き付けた領域では鉄筋7に腐食や破断が発生している場合、電圧印加器62の位置が電圧検出器63の位置よりも下の場合には、電圧検出器63の巻き付け領域の下側、その逆の場合には上側の電位分布が小さくなる。   Further, when a plurality of voltage detection electrodes of the voltage detector 63 are arranged vertically and horizontally, the obtained potential distribution is high at a position where the reinforcing bar 7 is in the columnar structure 60 and is small at a portion where the reinforcing bar 7 is not present. Become. In the region where the voltage detector 63 is wound, when the reinforcing bar 7 is corroded or broken, when the position of the voltage applier 62 is lower than the position of the voltage detector 63, the winding of the voltage detector 63 is performed. In the case of the lower side of the region and vice versa, the potential distribution on the upper side becomes smaller.

図7(a)の場合、電圧印加器62が電圧検出器63よりも上にあるため、柱状構造物60内にある鉄筋7の無い部分(図7(a)右側鉄筋下部)の電位は最も低くなり、電圧検出器63の領域内にある下側の鉄筋7は、周囲の鉄筋7との結合により若干の電位を持つため、鉄筋7のない部分よりは高くなる。従って、検出された電位分布を表示すると図7(b)の例のようになり、鉄筋7の状態を把握することが可能となる。   In the case of FIG. 7A, since the voltage applicator 62 is above the voltage detector 63, the potential of the portion without the reinforcing bar 7 in the columnar structure 60 (the lower part of the right reinforcing bar in FIG. 7A) is the highest. The lower reinforcing bar 7 in the region of the voltage detector 63 has a slight potential due to the coupling with the surrounding reinforcing bars 7 and is therefore higher than the portion without the reinforcing bars 7. Therefore, when the detected potential distribution is displayed, it becomes like the example of FIG. 7B, and the state of the reinforcing bar 7 can be grasped.

<第3の実施の形態>
図8(a)および図8(b)に本発明の第3の実施の形態として、電圧測定器3が備える電圧検出回路65に高入力インピーダンスの電圧検出回路を用いた例を示す。
<Third Embodiment>
FIGS. 8A and 8B show an example in which a voltage detection circuit with a high input impedance is used as the voltage detection circuit 65 provided in the voltage measuring device 3 as a third embodiment of the present invention.

図8(a)は電圧検出器70を壁面8に装着して測定する状態の模式図であり、断面a−a’を図8(b)に示す。この図8(b)に示すように、電圧検出器70内にある板状基板22を挟んだ電圧検出用電極21とシールド電極23との間に高入力インピーダンスの電圧検出回路65を取り付ける。   FIG. 8A is a schematic view showing a state in which the voltage detector 70 is mounted on the wall surface 8 for measurement, and a cross section a-a ′ is shown in FIG. As shown in FIG. 8B, a voltage detection circuit 65 having a high input impedance is attached between the voltage detection electrode 21 and the shield electrode 23 sandwiching the plate substrate 22 in the voltage detector 70.

この高入力インピーダンス電圧検出回路65は数百kΩ以上の高抵抗とキャパシタンスの並列回路から成っている。例えば、この身近な例としては、オシロスコープに接続するための電圧プローブ等が具体的な例である。電圧測定器3の入力を高入力インピーダンスにすることによって、図6に示した等価回路から、電流がほとんど流れることがないため、消費電力が抑えられ、かつ、各鉄筋7の位置に発生している電圧を効率よく検出することが可能となる。この高入力インピーダンス電圧検出回路65は、FET等の能動素子を用いた高入力インピーダンス回路により実現できる。   The high input impedance voltage detection circuit 65 is composed of a parallel circuit of high resistance and capacitance of several hundred kΩ or more. For example, as a familiar example, a voltage probe or the like for connecting to an oscilloscope is a specific example. By making the input of the voltage measuring device 3 have a high input impedance, since almost no current flows from the equivalent circuit shown in FIG. 6, the power consumption is suppressed, and the current is generated at the position of each reinforcing bar 7. The detected voltage can be detected efficiently. The high input impedance voltage detection circuit 65 can be realized by a high input impedance circuit using an active element such as an FET.

<第4の実施の形態>
図9(a)、(b)に本発明の第4の実施の形態を説明するための構成図を示す。この図9(a)、(b)には、壁面8に装着された電圧検出器70と、電圧検出器70に一体に装着されたシールドケース71と、このシールドケース71の内部に配置された能動型電圧検出回路73およびそれを駆動するためのバッテリ74と、が示されている。能動型電圧検出回路73のグランドはシールドケース71に接続され、電圧検出のための入力側には接続端子72が接続されて板状基板22を貫通して電圧検出用電極21に接続されている。シールドケース71は電圧検出器70の静電シールド電極23に接続している。能動型電圧検出回路73の出力は接続ケーブル6を介して外部へ送出される。
<Fourth embodiment>
FIGS. 9A and 9B are configuration diagrams for explaining the fourth embodiment of the present invention. 9A and 9B, the voltage detector 70 attached to the wall surface 8, the shield case 71 attached integrally to the voltage detector 70, and the shield case 71 are disposed inside the shield case 71. An active voltage detection circuit 73 and a battery 74 for driving it are shown. The ground of the active voltage detection circuit 73 is connected to the shield case 71, and the connection terminal 72 is connected to the input side for voltage detection, and is connected to the voltage detection electrode 21 through the plate substrate 22. . The shield case 71 is connected to the electrostatic shield electrode 23 of the voltage detector 70. The output of the active voltage detection circuit 73 is sent to the outside through the connection cable 6.

このような構成の図9(a)においては、電圧検出器70に能動型電圧検出回路73を内蔵したシールドケース71が取り付けられた構造の例であり、かつその内部構造を透視図的に表したものが図9(b)である。   FIG. 9A having such a configuration is an example of a structure in which a shield case 71 incorporating an active voltage detection circuit 73 is attached to the voltage detector 70, and the internal structure thereof is shown in a perspective view. FIG. 9B shows the result.

この図9(b)に示すように、電圧検出用電極21と内蔵された能動型電圧検出回路73の入力の一端は、静電シールド電極23及び板状基板22に空いた微小穴を通る接続端子によって結ばれている。能動型電圧検出回路73のもう一方の入力端子は、シールド電極に接続されている。これによって、電圧検出用電極21に発生する電圧を測定することが可能となる。また、シールドケース71を静電シールド電極23に取り付けることによって、外乱による電圧検出精度の低下を防止する。   As shown in FIG. 9B, one end of the input of the voltage detection electrode 21 and the built-in active voltage detection circuit 73 is connected through the electrostatic shield electrode 23 and a minute hole formed in the plate-like substrate 22. Connected by terminals. The other input terminal of the active voltage detection circuit 73 is connected to the shield electrode. As a result, the voltage generated at the voltage detection electrode 21 can be measured. In addition, by attaching the shield case 71 to the electrostatic shield electrode 23, a decrease in voltage detection accuracy due to disturbance is prevented.

なお、能動型電圧検出回路73はシールドケース71の内部に駆動のための電力供給を行うバッテリ74を内蔵しており、能動型電圧検出回路73へ電源を供給している。この電源はバッテリ74に限定するものではなく、たとえば外部から電力線を通じて供給される電源を用いてもよい。   The active voltage detection circuit 73 includes a battery 74 that supplies power for driving inside the shield case 71, and supplies power to the active voltage detection circuit 73. The power source is not limited to the battery 74, and for example, a power source supplied from the outside through a power line may be used.

以上説明した本発明の実施の形態によれば、鉄筋コンクリート内の鉄筋の状態を静電結合を用いて視認可能に観察でき、正確かつ容易に鉄筋の状態を診断することができる鉄筋診断装置とそれを用いた鉄筋診断方法を提供することができる。   According to the embodiment of the present invention described above, a reinforcing bar diagnostic apparatus capable of observing the state of the reinforcing bar in the reinforced concrete so as to be visually recognized using electrostatic coupling, and accurately and easily diagnosing the state of the reinforcing bar, and the same It is possible to provide a method for diagnosing a reinforcing bar using

本発明の実施の形態に係る、壁面に本発明を適用した場合の説明図を示す。Explanatory drawing at the time of applying this invention to the wall surface based on embodiment of this invention is shown. 電圧印加用電極の構成例を説明するための説明図を示す。An explanatory view for explaining an example of composition of a voltage application electrode is shown. 本発明の実施の形態に係る、壁面への電圧印加を説明するための説明図を示す。An explanatory view for explaining voltage application to a wall surface concerning an embodiment of the invention is shown. 電圧検出用電極の構成例を説明するための説明図を示す。An explanatory view for explaining an example of composition of a voltage detection electrode is shown. 複数の電圧検出電極を用いた電圧検出を説明するための説明図を示す。An explanatory view for explaining voltage detection using a plurality of voltage detection electrodes is shown. 本発明の実施の形態に係る等価回路図を示す。The equivalent circuit schematic which concerns on embodiment of this invention is shown. 本発明の実施の形態に係る、柱状構造物に本発明を適用した場合の説明図を示す。Explanatory drawing at the time of applying this invention to the columnar structure based on embodiment of this invention is shown. 本発明の実施の形態に係る、高入力インピーダンス電圧検出回路の構成例を示す。1 shows a configuration example of a high input impedance voltage detection circuit according to an embodiment of the present invention. 能動型電圧検出回路を備えた電圧検出用電極の構成例を示す。An example of the configuration of a voltage detection electrode provided with an active voltage detection circuit is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1…信号発生器
2…電圧印加器
3…電圧測定器
4…電圧検出器
5…表示器
6…ケーブル
7…鉄筋
8…壁面
10…電圧印加用電極
11…板状基板
12…シールド電極枠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal generator 2 ... Voltage application device 3 ... Voltage measuring device 4 ... Voltage detector 5 ... Display device 6 ... Cable 7 ... Reinforcing bar 8 ... Wall surface 10 ... Voltage application electrode 11 ... Plate-shaped board | substrate 12 ... Shield electrode frame

Claims (3)

円柱状の鉄筋コンクリートの内部に配置された鉄筋の状態を診断するための鉄筋診断装置において、
静電結合により前記鉄筋に高周波信号を印加して誘導電圧を発生させるための信号印加部と、
前記鉄筋に発生した前記誘導電圧を静電結合により検出して測定するための電圧測定部と、
前記電圧測定部による測定結果を表示するためのデータ表示部と、を備え、
前記信号印加部及び前記電圧測定部のそれぞれは、可撓性を有するフレキシブル基板上に電極を配置して前記円柱状の鉄筋コンクリートの表面形状に沿って巻き付け可能であって、前記フレキシブル基板の巻き付け方向に平行な辺に静電シールド部を備え、当該静電シールド部の両端には、前記フレキシブル基板を前記円柱状の鉄筋コンクリートに巻き付けた際に対向する端を機械的及び電気的に結合する電極接合金具を備え、
前記電圧測定部は、前記フレキシブル基板上に複数の電極を配置して同時に複数位置での測定可能であり、
前記データ表示部は複数の前記測定結果を前記複数位置と相似にして電圧分布として表示可能なこと
を特徴とする鉄筋診断装置。
In the reinforcing bar diagnostic device for diagnosing the state of the reinforcing bars arranged inside the cylindrical reinforced concrete,
A signal applying unit for generating an induced voltage by applying a high frequency signal to the reinforcing bar by electrostatic coupling;
A voltage measuring unit for detecting and measuring the induced voltage generated in the reinforcing bar by electrostatic coupling;
A data display unit for displaying a measurement result by the voltage measurement unit ,
Each of the signal applying unit and the voltage measuring unit can be wound along the surface shape of the columnar reinforced concrete by arranging an electrode on a flexible flexible substrate, and the winding direction of the flexible substrate Electrostatic shield portions are provided on the sides parallel to each other, and at both ends of the electrostatic shield portions, electrode joints that mechanically and electrically couple opposite ends when the flexible substrate is wound around the columnar reinforced concrete With metal fittings,
The voltage measurement unit can measure a plurality of electrodes at the same time by arranging a plurality of electrodes on the flexible substrate,
The data display unit can display a plurality of measurement results as a voltage distribution similar to the plurality of positions, and the reinforcing bar diagnosis apparatus.
前記電圧測定部は、前記検出した前記誘導電圧を高入力インピーダンスで受けて増幅するための増幅部と、前記増幅部により前記増幅された前記誘導電圧を外部へ出力するための出力手段と、前記増幅部と前記出力手段の動作に必要な電力を供給するための電源と、をすくなくとも備えることを特徴とする請求項に記載の鉄筋診断装置。 The voltage measurement unit includes an amplification unit for receiving and amplifying the detected induced voltage with a high input impedance, an output unit for outputting the induced voltage amplified by the amplification unit to the outside, and rebar diagnostic apparatus according to claim 1, and a power supply for supplying power necessary for the operation of the amplifier and said output means, characterized in that it comprises at least a to. 前記電圧測定部は、静電シールドが可能なシールドケースに収納されていることを特徴とする請求項に記載の鉄筋診断装置。 The reinforcing bar diagnosis apparatus according to claim 2 , wherein the voltage measurement unit is housed in a shield case capable of electrostatic shielding.
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