JP6580856B2 - Detection method, detection apparatus, and program - Google Patents

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Description

本発明は、検出方法、検出装置、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a detection method, a detection device, and a program.

例えば、コンクリート構造物の非破壊検査技術として、超音波法が知られている。図31は、超音波法による鉄筋反射波の周波数スペクトルの例を示す。この周波数スペクトルは、超音波法を使用する非破壊検査装置の測定により得られた反射波のデータである。なお測定の対象は、鉄筋の腐食程度が異なるように作成されたコンクリート試験片である。図31に示すように、超音波の周波数スペクトルの相対比較では、鉄筋の腐食度によって周波数特性に差異があることが分かる。これは、鉄筋の腐食と、その腐食生成物(錆)の膨張圧によって生じる鉄筋近傍のコンクリートの微細なひび割れとにより、比較的高周波の成分に違いが生じるためと考えられる。   For example, an ultrasonic method is known as a nondestructive inspection technique for concrete structures. FIG. 31 shows an example of a frequency spectrum of a reinforcing bar reflected wave by the ultrasonic method. This frequency spectrum is data of a reflected wave obtained by measurement by a nondestructive inspection apparatus using an ultrasonic method. The object of measurement is a concrete specimen prepared so that the degree of corrosion of the reinforcing bar is different. As shown in FIG. 31, in the relative comparison of the frequency spectrum of an ultrasonic wave, it turns out that there exists a difference in a frequency characteristic with the corrosion degree of a reinforcing bar. This is considered to be due to the difference in the components of relatively high frequency due to the corrosion of the reinforcing bars and the fine cracks in the concrete near the reinforcing bars caused by the expansion pressure of the corrosion products (rust).

また、コンクリート中の鉄筋を探査する方法として、電磁波法が知られている。図32は、電磁波法による探査の概念を示す。この図32は、コンクリート構造物の内部構造を探査する一般的な電磁波法を示す。電磁波法は、コンクリート中に送信された電磁波が電気的な特性(比誘電率)の異なる物質(例えばコンクリート中の鉄筋)との境界で反射する性質を利用する。すなわち、反射する電磁波の有無および電磁波が往復する伝搬時間から、反射物体(例えばコンクリート中の鉄筋)の存在と、その物体までの距離とを探査する。   In addition, an electromagnetic wave method is known as a method for exploring reinforcing steel in concrete. FIG. 32 shows the concept of exploration by the electromagnetic wave method. FIG. 32 shows a general electromagnetic wave method for exploring the internal structure of a concrete structure. The electromagnetic wave method utilizes the property that electromagnetic waves transmitted into concrete are reflected at the boundary with substances having different electrical characteristics (relative permittivity) (for example, reinforcing bars in concrete). That is, the presence of a reflective object (for example, a reinforcing bar in concrete) and the distance to the object are probed from the presence or absence of a reflected electromagnetic wave and the propagation time of the electromagnetic wave reciprocating.

図33は、電磁波法による探査結果の例を示す。図33中の(a)は、電磁波法による画像の例(鉄筋探査の場合)を示す。図33中の(b)は、反射波の特性グラフを示す。詳しく述べると、図33中の(b)において、縦方向の下向きは、コンクリート表面からの距離(深さ)を示す。また、横方向(中央を“0”とした場合の“0”からの左右方向)は、電磁波の強度変化を示す。
図33中の(a)の探査画像は、同図中の(b)の電磁波の強度変化レベルを白黒とし、地上で非破壊検査装置を移動させた位置を横軸として作成されている。この探査画像において、上向きに凸となる双曲線の模様の最上部は、鉄筋が存在する位置となる。
FIG. 33 shows an example of a search result by the electromagnetic wave method. (A) in FIG. 33 shows an example of an image by the electromagnetic wave method (in the case of reinforcing bar search). (B) in FIG. 33 shows a characteristic graph of the reflected wave. More specifically, in FIG. 33B, the downward direction in the vertical direction indicates the distance (depth) from the concrete surface. Further, the horizontal direction (left-right direction from “0” when the center is “0”) indicates a change in the intensity of the electromagnetic wave.
The exploration image (a) in FIG. 33 is created with the electromagnetic wave intensity change level (b) in FIG. In this exploration image, the uppermost part of the hyperbolic pattern convex upward is the position where the reinforcing bar exists.

なお、下記の非特許文献1には、上述の超音波法および電磁波法に関する内容が記載されている。また非特許文献2には、塩害を受けるコンクリート構造物の劣化予測に関する内容が記載されている。   The following Non-Patent Document 1 describes contents relating to the above-described ultrasonic method and electromagnetic wave method. Non-Patent Document 2 describes contents related to deterioration prediction of a concrete structure that receives salt damage.

山口茂、入江浩志、堤志信、吉田安克、菊地真人、“コンクリート構造物の非破壊検査技術”、NTT技術ジャーナル、2006.3、pp.41−46Shigeru Yamaguchi, Hiroshi Irie, Shibutsu Tsutsumi, Yasukatsu Yoshida, Masato Kikuchi, “Non-destructive inspection technology for concrete structures”, NTT Technical Journal, 2006.3, pp. 41-46 松島学、関博、横田優、“塩害を受けるコンクリート構造物の劣化予測”、コンクリート工学年次論文集、Vol.24、No.2、2002Matsushima Manabu, Seki Hiroshi, Yokota Yuu, “Prediction of Deterioration of Concrete Structures Subjected to Salt Damage”, Concrete Engineering Annual Papers, Vol. 24, no. 2, 2002

ところで、超音波法は、本来、その原理として構造的な変化を反映する検査方法である。また、非特許文献1の内容は、予め腐食の程度を決めて作成されたコンクリートの試験片を測定した1つの結果に過ぎない。
一方で、実際のコンクリートが腐食劣化する構造的な変化は、多様な状況が想定される。そのため、これら多様なコンクリートの腐食劣化は、超音波法ではカバーしきれない場合があることも想定される。
さらに、超音波法を用いる検査は、直にコンクリートに接する形態で実施されることが多い。超音波法を地中探査に用いる場合、超音波法の適用は、比較的浅い範囲に限られる。これは、超音波は、電磁波に比べて、ある程度以上の深さの土壌では大きく減衰するためである。
さらに、超音波法を地中探査に用いる場合には、対象物以外の空洞や大きな石など様々なモノに関する反響も多く発生しやすい。これらの不要なモノの反響を判定して除去することは困難である。そのため、超音波法を用いた地中検査では、対象物を的確に捉えることが難しい場合がある。
By the way, the ultrasonic method is an inspection method that reflects structural changes as a principle. Further, the contents of Non-Patent Document 1 are only one result of measuring a concrete specimen prepared by determining the degree of corrosion in advance.
On the other hand, a variety of situations are assumed for structural changes in which actual concrete deteriorates due to corrosion. Therefore, it is assumed that the corrosion deterioration of these various concrete may not be covered by the ultrasonic method.
Furthermore, the inspection using the ultrasonic method is often carried out in a form that directly contacts concrete. When the ultrasonic method is used for underground exploration, the application of the ultrasonic method is limited to a relatively shallow range. This is because ultrasonic waves are greatly attenuated in soil at a depth of a certain level or more compared to electromagnetic waves.
Furthermore, when the ultrasonic method is used for underground exploration, many echoes related to various things such as cavities and large stones other than the object are likely to occur. It is difficult to determine and remove these unwanted object echoes. For this reason, it is sometimes difficult to accurately capture an object in underground inspection using an ultrasonic method.

一方で、コンクリート構造物の探査に電磁波法を用いる場合、電磁波の減衰や周辺ノイズの影響のため、測定可能な深さおよび精度に限界がある。これらの限界は、非特許文献1に記載の方法によって検討および改善されたものの、鉄筋探査や空洞探査などでの活用に限られていた。従って、電磁波法では、コンクリート中の鉄筋腐食のようなインフラ設備の劣化状況までを検知することは困難であると考えられていた。   On the other hand, when using the electromagnetic wave method for exploring concrete structures, there is a limit to the depth and accuracy that can be measured due to the attenuation of electromagnetic waves and the influence of ambient noise. Although these limits have been studied and improved by the method described in Non-Patent Document 1, they have been limited to utilization in reinforcing bar exploration and cavity exploration. Therefore, with the electromagnetic wave method, it has been considered difficult to detect even the deterioration of infrastructure equipment such as corrosion of reinforcing bars in concrete.

上記事情に鑑み、本発明は、電磁波による測定結果を用いて鉄筋の劣化の程度を検出可能な検出方法、検出装置、およびプログラムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a detection method, a detection device, and a program that can detect the degree of deterioration of a reinforcing bar using a measurement result by electromagnetic waves.

本発明の一態様は、構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較ステップと、前記比較ステップの比較において前記反射波特性に変化がある場合に、測定された前記反射波特性または前記反射波特性の変化に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定ステップと、を有する検出方法である。   One embodiment of the present invention relates to a reflected wave characteristic of a reflection peak of the reflected wave obtained from a measurement result of a reflected wave from the reinforcing bar of an electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the past with respect to the reinforcing bar. A comparison step of comparing the reflected wave characteristics recorded in the table, and when there is a change in the reflected wave characteristics in the comparison of the comparison step, the measured reflected wave characteristics or the reflected wave characteristics An estimation step of estimating a degree of deterioration of the reinforcing bar based on a change.

本発明の一態様は、上記の検出方法であって、前記推定ステップでは、測定された前記ピークの周波数、または、前記ピークの周波数の変化に基づき、前記劣化の程度を推定する。   One aspect of the present invention is the above-described detection method, wherein in the estimation step, the degree of deterioration is estimated based on the measured peak frequency or a change in the peak frequency.

本発明の一態様は、上記の検出方法であって、前記推定ステップでは、測定された前記ピークの強度、または、前記ピークの強度の変化に基づき、前記劣化の程度を推定する。   One aspect of the present invention is the above-described detection method, wherein in the estimation step, the degree of deterioration is estimated based on the measured intensity of the peak or a change in the intensity of the peak.

本発明の一態様は、上記の検出方法であって、前記反射波特性の変化の量が所定値以上であり、且つ、前記反射波特性の変化が所定方向の変化である場合に、前記推定ステップにおいて前記劣化の程度を推定する。   One aspect of the present invention is the above-described detection method, in which the amount of change in the reflected wave characteristic is a predetermined value or more, and the change in the reflected wave characteristic is a change in a predetermined direction. In the estimation step, the degree of deterioration is estimated.

本発明の一態様は、上記の検出方法であって、前記推定ステップで推定された前記劣化の程度に基づき、前記鉄筋に対する保守の必要性の有無を判定する判定ステップをさらに有する。   One aspect of the present invention is the above-described detection method, further including a determination step of determining whether maintenance of the reinforcing bar is necessary based on the degree of deterioration estimated in the estimation step.

本発明の一態様は、上記の検出方法であって、過去に記録された前記反射波特性と数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内であり、且つ、測定された前記反射波特性と前記数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内である場合に、前記推定ステップにおいて前記劣化の程度を推定する。   One aspect of the present invention is the above-described detection method, wherein a difference between the reflected wave characteristic recorded in the past and the reflected wave characteristic based on a numerical analysis result is within a predetermined range, and is measured. When the difference between the reflected wave characteristic and the reflected wave characteristic based on the numerical analysis result is within a predetermined range, the degree of deterioration is estimated in the estimation step.

本発明の一態様は、構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較部と、前記比較部による比較において前記反射波特性に変化がある場合に、測定された前記反射波特性または前記反射波特性の変化に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定部と、を備える検出装置である。   One embodiment of the present invention relates to a reflected wave characteristic of a reflection peak of the reflected wave obtained from a measurement result of a reflected wave from the reinforcing bar of an electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the past with respect to the reinforcing bar. A comparison unit that compares the reflected wave characteristics recorded in the comparison unit, and when the reflected wave characteristic is changed in the comparison by the comparison unit, the measured reflected wave characteristic or the reflected wave characteristic And an estimation unit that estimates a degree of deterioration of the reinforcing bar based on a change.

本発明の一態様は、上記のいずれかの検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。   One embodiment of the present invention is a program for causing a computer to execute any of the detection methods described above.

本発明によれば、電磁波による測定結果を用いて鉄筋の劣化の程度を検出することができる。   According to the present invention, the degree of deterioration of a reinforcing bar can be detected using the measurement result of electromagnetic waves.

第1の実施形態の周波数シフトの一例を示す図。The figure which shows an example of the frequency shift of 1st Embodiment. 第1の実施形態の周波数シフトの他の一例を示す図。The figure which shows another example of the frequency shift of 1st Embodiment. 第1の実施形態の検出方法の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the detection method of 1st Embodiment. 第1の実施形態の検出装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the detection apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態のシミュレーションモデルを示す斜視図。The perspective view which shows the simulation model of 1st Embodiment. 第1の実施形態のシミュレーションモデルを示す側面図。The side view which shows the simulation model of 1st Embodiment. 第1の実施形態のシミュレーションモデルの一部を拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows a part of simulation model of 1st Embodiment. 第1の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 1st Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーションモデルを示す斜視図。The perspective view which shows the simulation model of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーションモデルを示す図。The figure which shows the simulation model of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーションで用いる入力波を示す図。The figure which shows the input wave used by the simulation of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーションで用いる入力波を示す図。The figure which shows the input wave used by the simulation of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 2nd Embodiment. 第2の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の検出装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the detection apparatus of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の検出方法の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the detection method of 2nd Embodiment. 第2から第4の実施形態の検出方法の流れの一部を示すフローチャート。The flowchart which shows a part of flow of the detection method of 2nd to 4th embodiment. 第3の実施形態のシミュレーションモデルを示す斜視図。The perspective view which shows the simulation model of 3rd Embodiment. 第3の実施形態のシミュレーションモデルの一部を拡大して示す斜視図。The perspective view which expands and shows a part of simulation model of 3rd Embodiment. 第3の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 3rd Embodiment. 第3の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 3rd Embodiment. 第3の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 3rd Embodiment. 第3の実施形態の検出装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the detection apparatus of 3rd Embodiment. 第4の実施形態のシミュレーションモデルを示す斜視図。The perspective view which shows the simulation model of 4th Embodiment. 第4の実施形態のシミュレーションモデルを示す側面図。The side view which shows the simulation model of 4th Embodiment. 第4の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 4th Embodiment. 第4の実施形態のシミュレーション結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the simulation result of 4th Embodiment. 第4の実施形態の検出装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the detection apparatus of 4th Embodiment. 第4の実施形態の検出方法の流れの一部を示すフローチャート。The flowchart which shows a part of flow of the detection method of 4th Embodiment. 超音波法による鉄筋反射波の周波数スペクトルを示すグラフ。The graph which shows the frequency spectrum of the rebar reflection wave by an ultrasonic method. 電磁波調査の概念を示す図。The figure which shows the concept of electromagnetic wave investigation. 電磁波調査による探査画像を示す図。The figure which shows the exploration image by electromagnetic wave investigation.

以下、実施形態の検出方法、検出装置、およびプログラムを、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの重複する説明は省略する場合がある。
なお、本願では、対象物の劣化(腐食)により反射波に現れる周波数の変化を「周波数シフト」と称する。また本願では、対象物からの反射波の反射強度のピーク(すなわち電界強度のピーク)を「反射ピーク」と称する。また、反射ピークの強度(電界強度)を「ピーク強度」、反射ピークの周波数を「ピーク周波数」と称する場合がある。
Hereinafter, a detection method, a detection apparatus, and a program according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to configurations having the same or similar functions. And those overlapping descriptions may be omitted.
In the present application, a change in frequency that appears in a reflected wave due to deterioration (corrosion) of an object is referred to as “frequency shift”. In the present application, the peak of the reflection intensity of the reflected wave from the object (that is, the peak of the electric field intensity) is referred to as a “reflection peak”. In some cases, the intensity (electric field intensity) of the reflection peak is referred to as “peak intensity”, and the frequency of the reflection peak is referred to as “peak frequency”.

「反射ピークの強度」および「反射ピークの周波数」の各々は、「反射波特性」の一例である。本願でいう「反射波特性」とは、反射ピークの特性(例えば周波数スペクトルにおける形状または位置)を特定するための少なくとも一つの要素を意味する。以下の説明では「反射波特性」の例として、「反射ピークの強度」または「反射ピークの周波数」を利用する場合を説明する。このため、以下の説明中における「反射ピークの強度」または「反射ピークの周波数」との記載は、それぞれ「反射波特性」と読み替えてもよい。   Each of “reflection peak intensity” and “reflection peak frequency” is an example of “reflected wave characteristics”. The “reflected wave characteristic” in the present application means at least one element for specifying the characteristic of the reflection peak (for example, the shape or position in the frequency spectrum). In the following description, a case where “reflection peak intensity” or “reflection peak frequency” is used as an example of “reflection wave characteristics” will be described. Therefore, the description of “reflection peak intensity” or “reflection peak frequency” in the following description may be read as “reflected wave characteristics”, respectively.

さらに本願でいう「測定値」または「測定データ」とは、数値解析のような理論値と区別するための表現として用いる。このため、本願でいう「測定値」および「測定データ」は、反射波を測定する測定器から直接に得られる情報に限定されず、測定器から得られる情報に所定の処理(例えばフーリエ変換)がされた値を含む意味で用いる。また本願でいう「所定」とは、任意に設定可能との意味である。   Further, “measured value” or “measured data” in the present application is used as an expression for distinguishing from a theoretical value such as numerical analysis. For this reason, the “measurement value” and “measurement data” referred to in the present application are not limited to information obtained directly from the measuring device that measures the reflected wave, and the information obtained from the measuring device is subjected to predetermined processing (for example, Fourier transform). It is used to include the values marked with Further, “predetermined” in the present application means that it can be arbitrarily set.

(第1の実施形態)
まず、図1から図8を参照し、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態は、真空中の鉄棒での反射波の周波数特性を活用するものである。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. The first embodiment utilizes the frequency characteristics of the reflected wave at the iron bar in vacuum.

図1は、鉄棒の太さの変化に伴う周波数シフトを示す。すなわち、図1は、鉄棒の太さの減少に伴う高い周波数方向への周波数シフトを示す。具体的には、図1中の(a)は、太さが異なる3つの鉄棒の形状を示す。また、図1中の(b)は、図1中の(a)の3つの鉄棒それぞれの反射波の周波数特性を示す。   FIG. 1 shows a frequency shift with a change in the thickness of the iron bar. That is, FIG. 1 shows a frequency shift in the high frequency direction with a decrease in the thickness of the iron bar. Specifically, (a) in FIG. 1 shows the shapes of three iron bars having different thicknesses. Moreover, (b) in FIG. 1 shows the frequency characteristics of the reflected wave of each of the three iron bars of (a) in FIG.

詳しく述べると、図1中の(a−0)は、理想のアンテナであり、長さL[m]、直径d=0mmのワイヤを示す。(b−0)は、(a−0)のワイヤに対応する周波数特性の反射の電界強度I[V/m]を示す。(b−0)に示すように、(a−0)のワイヤに対応する反射の電界強度I[V/m]は、周波数f[MHz]でピークとなる。この周波数fは、次式で与えられる。
=c/L
c:光速 3.0×10 [m/sec]
なお、この周波数fは、以下に述べる周波数fおよび周波数fに比べて高くなる。
More specifically, (a-0) in FIG. 1 is an ideal antenna, and indicates a wire having a length L [m] and a diameter d 0 = 0 mm. (B-0) shows the electric field intensity I [V / m] of reflection of the frequency characteristic corresponding to the wire of (a-0). As shown in (b-0), the electric field intensity I [V / m] of the reflection corresponding to the wire (a-0) has a peak at the frequency f 0 [MHz]. This frequency f 0 is given by the following equation.
f 0 = c / L
c: Speed of light 3.0 × 10 8 [m / sec]
The frequency f 0 is higher than the frequency f 1 and the frequency f 2 described below.

次に、図1中の(a−2)は、長さは上記と同じL[m]であるが、直径d=10[mm]の円柱状の太い鉄棒を示す。これは、腐食前の鉄筋、例えば健全なコンクリート中の鉄筋に相当する。(b−2)は、(a−2)の太い鉄棒に対応する周波数特性の反射の電界強度I[V/m]を示す。(b−2)に示すように、(a−2)の太い鉄棒に対応する反射の電界強度I[V/m]は、周波数f[MHz]でピークとなる。
この周波数fは、(b−0)での周波数fに対して、f<fの関係にある。この理由は、長さL[m]の円柱状アンテナでは、円柱の直径dが増大すると、直径dの増大に伴い周波数特性における実質的な長さLが伸長するためである。
Next, (a-2) in FIG. 1 shows a thick cylindrical iron bar having the same length L [m] as described above but a diameter d 2 = 10 [mm]. This corresponds to a reinforcing bar before corrosion, for example a reinforcing bar in healthy concrete. (B-2) shows the electric field intensity I [V / m] of the reflection of the frequency characteristic corresponding to the thick iron rod of (a-2). As shown in (b-2), the electric field intensity I [V / m] of reflection corresponding to the thick iron bar in (a-2) peaks at the frequency f 2 [MHz].
The frequency f 2, to the frequency f 0 in the (b-0), the relationship of f 2 <f 0. This is because, in a cylindrical antenna having a length L [m], when the diameter d of the cylinder increases, the substantial length L in the frequency characteristics increases as the diameter d increases.

また、図1中の(a−1)は、長さは上記と同じL[m]であるが、円柱の直径がd=8[mm]と細い鉄棒を示す。これは、腐食した鉄筋、例えば劣化したコンクリート中の鉄筋に相当する。(b−1)は、(a−1)の細い鉄棒に対応する周波数特性の反射の電界強度I[V/m]を示す。(b−1)に示すように、(a−1)の細い鉄棒に対応する反射の電界強度I[V/m]は、周波数f[MHz]でピークとなる。
この周波数fは、(b−0)での周波数fおよび(b−2)での周波数fに対して、f<f<fの関係にある。これは、同じ長さL[m]の円柱において、それらの直径がd>d>dの関係にあるためである。すなわち、(a−1)に示す細い鉄棒の直径は、(a−0)に示す理想のアンテナの直径と、(a−2)に示す太い鉄棒の直径との間である。このため、(b−1)に示すピーク周波数f1は、周波数特性においても他の両者fとfとの間になる。従って、健全な鉄筋での反射波の周波数特性におけるピーク周波数fに対して、その後の鉄筋を測定処理された結果のfが高い周波数方向へシフトしている場合、鉄筋の腐食が推定される。
Further, (a-1) in FIG. 1 indicates a thin iron rod having a length of L [m] which is the same as that described above, but the diameter of the cylinder is d 1 = 8 [mm]. This corresponds to a corroded rebar, for example a rebar in degraded concrete. (B-1) shows the electric field intensity I [V / m] of the reflection of the frequency characteristic corresponding to the thin iron bar of (a-1). As shown in (b-1), the electric field intensity I [V / m] of reflection corresponding to the thin iron bar in (a-1) peaks at the frequency f 1 [MHz].
The frequency f 1, to the frequency f 2 at (b-0) the frequency f 0 and in (b-2), a relationship of f 2 <f 1 <f 0. This is because the cylinders having the same length L [m] have a diameter d 2 > d 1 > d 0 . That is, the diameter of the thin iron bar shown in (a-1) is between the diameter of the ideal antenna shown in (a-0) and the diameter of the thick iron bar shown in (a-2). For this reason, the peak frequency f 1 shown in (b-1) is between the other f 0 and f 2 in the frequency characteristics. Therefore, when the f 1 resulting from the measurement processing of the subsequent reinforcing bars is shifted in the high frequency direction with respect to the peak frequency f 2 in the frequency characteristic of the reflected wave from the healthy reinforcing bars, corrosion of the reinforcing bars is estimated. The

次に、図2は、鉄棒の誘電体の増加に伴う低い周波数方向への周波数シフトを示す。なお、図2に関する説明中の直径d,dおよび周波数f0,1,は、図2の説明のために用いられるものであり、図1中の直径d,dおよび周波数f0,1,と同じ値であることを示すものではない。
図2中の(a)は、鉄棒に付けられた誘電体の状況を示す。すなわち、図2中の(a−0)、(a−1)、(a−2)は、3種類の鉄棒であって、全て同じ太さであるが、鉄棒に付けられた誘電体の状況が異なる。すなわち、図2中の(a−0)は、鉄棒に誘電体が付けられていないものであり、鉄筋に錆がなく腐食のない健全な状態を模擬したものである。また、同2中の(a−1)は、鉄棒の周囲の一部に誘電体が付けられたものであり、鉄筋の一部が腐食した状態を模擬したものである。また、図2中の(a−2)は、鉄棒の全ての範囲が誘電体によって覆われたものであり、鉄筋が全範囲で腐食した状態を模擬したものである。
Next, FIG. 2 shows a frequency shift in the lower frequency direction with an increase in the dielectric of the iron bar. Note that the diameters d 1 and d 2 and the frequencies f 0, f 1 and f 2 in the description related to FIG. 2 are used for the description of FIG. 2, and the diameters d 1 , d 2 and FIG. It does not indicate that the values are the same as the frequencies f 0, f 1, and f 2 .
(A) in FIG. 2 shows the state of the dielectric attached to the iron bar. That is, (a-0), (a-1), and (a-2) in FIG. 2 are three types of iron rods, all having the same thickness, but the state of the dielectric attached to the iron rod Is different. That is, (a-0) in FIG. 2 is one in which a dielectric is not attached to the iron bar, and simulates a healthy state in which there is no rust on the reinforcing bar and no corrosion. Moreover, (a-1) in 2 shows that a dielectric is attached to a part of the periphery of the iron bar, and simulates a state in which a part of the reinforcing bar is corroded. Moreover, (a-2) in FIG. 2 simulates the state in which the entire range of the iron bar is covered with a dielectric, and the reinforcing bars are corroded in the entire range.

一方で、図2中の(b)は、これら3種類の鉄棒それぞれの反射波の周波数特性を示す。図2中の(b)に示すように、鉄棒に誘電体が付くことにより、同じ長さ且つ同じ太さの鉄棒であれば、波長の長い(すなわち周波数が低い)電磁波を反射しやすくなる。
そこで、誘電体が付けられていない鉄棒による反射の周波数特性(b−0)では、周波数f0に反射ピークが存在すると仮定する。この場合、一部に誘電体が付けられた鉄棒による反射の周波数特性(b−1)では、周波数f(<f)に反射ピークが存在することになる。また、全面が誘電体によって覆われた鉄棒による反射の周波数特性(b−2)では、周波数f(<f<f)に反射ピークが存在することになる。このように、鉄筋は、腐食が進行するに従い錆に覆われていくことで、その反射ピークの周波数が低い周波数方向へシフトする。
On the other hand, (b) in FIG. 2 shows the frequency characteristics of the reflected wave of each of these three types of iron bars. As shown in FIG. 2B, by attaching a dielectric to the iron bar, an electromagnetic wave having a long wavelength (that is, a low frequency) is easily reflected if the iron bar has the same length and the same thickness.
Accordingly, it is assumed that a reflection peak exists at the frequency f 0 in the frequency characteristic (b-0) of reflection by the iron bar to which no dielectric is attached. In this case, in the frequency characteristic (b-1) of reflection by the iron bar partially attached with a dielectric, a reflection peak exists at the frequency f 1 (<f 0 ). In addition, in the frequency characteristic (b-2) of reflection by the iron bar whose entire surface is covered with the dielectric, a reflection peak exists at the frequency f 2 (<f 1 <f 0 ). In this way, the reinforcing bars are covered with rust as corrosion progresses, so that the frequency of the reflection peak shifts in the lower frequency direction.

以上のように、先に説明した図1に示す鉄棒の太さの変化と、図2に示す誘電体(錆)に覆われる割合の変化との両方により、鉄棒からの反射波の周波数特性において反射ピークの周波数シフトが生じる。このため、反射ピークの周波数シフトを測定することで、鉄筋の腐食の程度を推定することができる。
なお、例えば鉄筋の腐食では、個々の腐食の状況に応じて、図1に示すような高い周波数方向への周波数シフトか、図2に示すような低い周波数方向への周波数シフトかのいずれか一方が優位となることが多い。すなわち、鉄筋に腐食が生じた場合、高い周波数方向への周波数シフトと低い周波数方向への周波数シフトとが互いに打ち消し合うことは稀であり、多くの場合、どちらか一方への周波数シフトを検出することができる。
As described above, in both the change in the thickness of the iron bar shown in FIG. 1 and the change in the ratio covered by the dielectric (rust) shown in FIG. A frequency shift of the reflection peak occurs. For this reason, the degree of corrosion of the reinforcing bars can be estimated by measuring the frequency shift of the reflection peak.
For example, in the corrosion of reinforcing bars, either the frequency shift in the high frequency direction as shown in FIG. 1 or the frequency shift in the low frequency direction as shown in FIG. 2 depending on the state of individual corrosion. Is often dominant. That is, when corrosion occurs in a reinforcing bar, it is rare that the frequency shift in the high frequency direction and the frequency shift in the low frequency direction cancel each other, and in many cases, the frequency shift to either one is detected. be able to.

次に、図3は、本実施形態の検出方法の処理流れの一例を示す。
先の図1では、鉄棒の太さの変化により、反射ピークの周波数シフトが起こることを説明した。ここで、錆による鉄筋の腐食でも実質的に鉄棒が細くなるため、反射ピークの周波数シフトが生じるものと考えられる。図3は、この周波数シフトの現象を活用して、鉄筋の腐食状況を検出する方法の一例を示すフローチャートである。
Next, FIG. 3 shows an example of the processing flow of the detection method of the present embodiment.
In FIG. 1 described above, it has been described that the frequency shift of the reflection peak occurs due to the change in the thickness of the iron bar. Here, it is considered that the frequency shift of the reflection peak occurs because the iron bar becomes substantially thin even when the reinforcing bar is corroded by rust. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a method for detecting the corrosion state of a reinforcing bar by utilizing this frequency shift phenomenon.

図3に示す処理流れでは、まずデータベース(DB)から測定対象の埋設設備に関する情報(以下、埋設設備情報)を取得する(ステップS101)。これにより、埋設された設備の具体的な情報、例えば測定対象となる埋設された設備の種類(マンホールの規格およびサイズ)やその位置(場所および深さ)、測定対象や周囲の埋設媒質の材質や誘電率、および、埋設設備を構成するコンクリート中の鉄筋の位置や長さ、太さに関する数値の情報を把握する。なお、埋設設備(例えば鉄筋コンクリート製の構造物)は、「構造物」の一例である。   In the processing flow shown in FIG. 3, first, information related to a measurement target buried facility (hereinafter, buried facility information) is acquired from a database (DB) (step S101). As a result, specific information of the buried equipment, for example, the type of the equipment to be measured (manhole standard and size) and its position (location and depth), the material to be measured and the surrounding buried medium And numerical information on the dielectric constant, and the position, length, and thickness of the reinforcing bars in the concrete that constitutes the buried equipment. The burying equipment (for example, a structure made of reinforced concrete) is an example of a “structure”.

次に、対象物(例えば鉄筋)に対する反射波の反射時間(電磁波が伝搬して往復する往復時間)または反射波のピーク周波数を計算する(ステップS102)。この計算は、先にDBから取得した埋設設備情報に基づくことで、その埋設設備における反射波の反射時間またはピーク周波数の計算値を求める。例えば、反射時間は、対象物の位置(観測点からの距離)および電磁波の伝搬速度から求めることができる。また、ピーク周波数は、対象物の材質(例えば誘電率)、形状およびサイズから求めることができる。厳密には、これらを数値化した解析モデルを電磁解析することでピーク周波数を求めることができる。   Next, the reflection time of the reflected wave with respect to the object (for example, a reinforcing bar) (reciprocation time when the electromagnetic wave propagates and reciprocates) or the peak frequency of the reflected wave is calculated (step S102). This calculation is based on the buried equipment information previously obtained from the DB, thereby obtaining a calculated value of the reflection time or peak frequency of the reflected wave in the buried equipment. For example, the reflection time can be obtained from the position of the object (distance from the observation point) and the propagation speed of the electromagnetic wave. The peak frequency can be obtained from the material (for example, dielectric constant), shape and size of the object. Strictly speaking, the peak frequency can be obtained by electromagnetic analysis of an analysis model in which these are digitized.

続いて、電磁波法のレーダ装置を用いて対象物を測定する。すなわち、対象物に向けて電磁波を送信して対象部からの反射波を測定する。これにより、対象物からの反射波の測定結果(レーダ検査情報)を取得する(ステップS103)。すなわち、実際の埋設設備からの反射波を測定したデータを取得する。   Subsequently, the object is measured using an electromagnetic wave radar device. That is, an electromagnetic wave is transmitted toward the object and a reflected wave from the object part is measured. Thereby, the measurement result (radar inspection information) of the reflected wave from the object is acquired (step S103). That is, data obtained by measuring reflected waves from an actual buried facility is acquired.

ただし、この測定データは、種々のノイズ(例えば対象物以外の周囲構造での反射波)を含む場合がある。そこで、ステップS102で計算した計算時間(反射時間)または周波数特性(ピーク周波数)に基づき、上記測定データのなかから、対象物に関する反射ピークを特定(選定および抽出)する(ステップS104)。この特定した反射ピークが、その先のプロセスにおいて対象物の劣化を推定する重要な情報になる。   However, this measurement data may include various noises (for example, reflected waves in surrounding structures other than the object). Therefore, based on the calculation time (reflection time) or frequency characteristic (peak frequency) calculated in step S102, the reflection peak related to the object is specified (selected and extracted) from the measurement data (step S104). This identified reflection peak becomes important information for estimating the deterioration of the object in the subsequent process.

次に、この特定した反射ピークに関して、反射ピークの強度または周波数を求める(ステップS105)。例えば、反射ピークの周波数を求めるとは、例えば先の図1で説明した周波数fまたはf(健全な鉄筋あるいは腐食のある鉄筋からの反射波のピーク周波数)を求めることである。 Next, with respect to the identified reflection peak, the intensity or frequency of the reflection peak is obtained (step S105). For example, obtaining the frequency of the reflection peak means, for example, obtaining the frequency f 1 or f 2 (the peak frequency of the reflected wave from a healthy reinforcing bar or a corroded reinforcing bar) described in FIG.

再び図3の処理流れの説明に戻ると、さらに次では、ステップS105で求められた反射ピークの強度または周波数の値を、同一の対象物に関して過去に測定して記録された過去の測定データ(過去に測定された反射ピークの強度または周波数の履歴)と比較する(ステップS106)。すなわち、図1に示した鉄棒の直径の違いで反射ピークの周波数シフトが現れるように、例えば腐食が進行した鉄棒から測定された反射ピークの周波数と、健全または腐食がまだ僅かな時の過去に得られた反射ピークの周波数とを比較する。   Returning to the description of the processing flow in FIG. 3 again, in the next step, the past measurement data (in the past, the intensity or frequency value of the reflection peak obtained in step S105 is measured and recorded for the same object. Comparison is made with the reflection peak intensity or frequency history measured in the past (step S106). That is, as shown in FIG. 1, the frequency shift of the reflection peak appears due to the difference in the diameter of the iron bar, for example, the frequency of the reflection peak measured from the iron bar where corrosion has progressed, and the past when the soundness or corrosion is still slight. The frequency of the obtained reflection peak is compared.

次に、鉄筋の腐食は反射ピークの周波数シフトの関係などに従うものと考え、上記比較において、反射ピークの強度変化または周波数シフトがあるか否かを判定する(ステップS107)。このステップS107の判定で、反射ピークの強度変化または周波数シフトがある場合(ステップS107:Yes)、反射ピークの強度変化または周波数シフトを、理論値または統計値と照合する(ステップS108)。そして、上記照合に基づき、対象物の劣化(鉄筋の腐食)の状況(すなわち対象物の劣化の程度)を推定する(ステップS109)。   Next, it is considered that the corrosion of the reinforcing bars follows the relationship of the frequency shift of the reflection peak, and in the above comparison, it is determined whether or not there is a change in the intensity or frequency shift of the reflection peak (step S107). If it is determined in step S107 that there is a reflection peak intensity change or frequency shift (step S107: Yes), the reflection peak intensity change or frequency shift is collated with a theoretical value or a statistical value (step S108). Then, based on the above collation, the state of deterioration of the object (corrosion of reinforcing bars) (that is, the degree of deterioration of the object) is estimated (step S109).

他方で、上述したステップS107の判定が上記と逆の結果となる場合、すなわち反射ピークの強度変化または周波数シフトがない場合(ステップS107:No)、対象物の劣化(鉄筋の腐食)の進行なし、または劣化を検出できないものとする(ステップS110)。   On the other hand, if the determination in step S107 described above is the opposite result, that is, if there is no intensity change or frequency shift of the reflection peak (step S107: No), there is no progress of deterioration of the object (corrosion of reinforcing bars). Or deterioration cannot be detected (step S110).

次に、図3中のステップS108の理論/統計の照合について、もう少し具体的に説明する。例えば、ステップS108の照合において、測定した反射ピークの強度変化を理論値と照合する場合は、原理的に算出される変化量または後述の第2の実施形態以降で取り上げる数値解析(電磁界シミュレーション)結果における反射ピークの強度変化の値に対して、点検対象となる埋設設備に対してレーダ技術により測定した測定値を照合する。   Next, the theoretical / statistical collation in step S108 in FIG. 3 will be described more specifically. For example, in the collation in step S108, when collating the measured intensity change of the reflection peak with the theoretical value, the amount of change calculated in principle or the numerical analysis (electromagnetic field simulation) taken up in the second and later embodiments described later. The measured value measured by the radar technique for the buried equipment to be inspected is checked against the value of the intensity change of the reflection peak in the result.

すなわち、理論値との照合では、シミュレーションによって、対象物の複数の劣化の程度と、対象物の複数の劣化の程度のそれぞれに対応した反射ピークの強度の値とを対応付けて把握する。そして、測定した反射ピークの強度の値を、数値解析結果に基づく反射ピークの強度の値と照合することで、対象物の劣化の程度を推定することができる。   That is, in the comparison with the theoretical value, the degree of deterioration of the target object and the intensity value of the reflection peak corresponding to each of the degree of deterioration of the target object are grasped in association with each other by simulation. The degree of deterioration of the target object can be estimated by comparing the measured reflection peak intensity value with the reflection peak intensity value based on the numerical analysis result.

なお上記に代えて、理論値との照合では、シミュレーションによって、対象物の複数の劣化の程度の変化量と、それら複数の劣化の程度の変化量のそれぞれに対応した反射ピークの強度の変化量とを対応付けて把握してもよい。この場合、測定した反射ピークの強度の過去に対する変化量を、数値解析結果に基づく反射ピークの強度の変化量と照合することで、対象物の劣化の程度を推定することができる。   Instead of the above, in the comparison with the theoretical value, the amount of change in the degree of deterioration of the object and the amount of change in the intensity of the reflection peak corresponding to the amount of change in the degree of deterioration are determined by simulation. May be grasped in association with each other. In this case, the degree of deterioration of the object can be estimated by comparing the amount of change in the intensity of the measured reflection peak with the past with the amount of change in the intensity of the reflection peak based on the numerical analysis result.

なお、ステップS108の照合において、測定した反射ピークの周波数シフトを理論値と照合する場合も上記同様である。   The same applies to the case where the frequency shift of the measured reflection peak is collated with the theoretical value in the collation in step S108.

他方で、ステップS108の照合において、計測した反射ピークの強度変化を統計値と照合する場合は、まず、同じ種類や型式の埋設設備に関して過去にレーダ技術で測定した値を履歴として、その測定値と劣化の程度とを関連付けて把握したデータベースを準備しておく。そして、点検する埋設設備を測定した値を、そのデータベースに照らして確認する。これにより、ステップS108の統計の照合を行う。または、同じ埋設設備に対して過去に複数回測定した測定値を履歴データベースとして登録しておく。そして、その履歴データベースと新たに測定した値とを比較することで、ステップS108の統計の照合としても良い。これにより、対象物の劣化の程度を推定することができる。   On the other hand, in the collation of step S108, when collating the measured intensity change of the reflection peak with the statistical value, first, the measured value is obtained by using the values measured by the radar technique in the past for the buried equipment of the same type and type as a history. Prepare a database that correlates and the degree of deterioration. Then, the measured value of the buried equipment to be checked is checked against the database. Thereby, collation of statistics of Step S108 is performed. Or the measured value measured in the past several times with respect to the same burying equipment is registered as a history database. And it is good also as collation of the statistics of step S108 by comparing the historical database and the newly measured value. Thereby, the degree of deterioration of the object can be estimated.

なお上記に代えて、統計値との照合では、過去の測定データに基づき、対象物の複数の劣化の程度の変化量と、それら複数の劣化の程度の変化量のそれぞれに対応した反射ピークの強度の変化量とを対応付けて把握してもよい。この場合、測定した反射ピークの強度の過去に対する変化量を、過去の測定データに基づく反射ピークの強度の変化量と照合することで、対象物の劣化の程度を推定することができる。   Instead of the above, in the comparison with the statistical value, based on the past measurement data, the amount of change in the degree of deterioration of the target object and the reflection peak corresponding to each of the amount of change in the degree of deterioration of the object You may grasp | ascertain by associating the variation | change_quantity of intensity | strength. In this case, the degree of deterioration of the object can be estimated by comparing the amount of change of the measured reflection peak intensity with the past with the amount of change of the intensity of the reflection peak based on past measurement data.

なお、ステップS108の照合において、測定した反射ピークの周波数シフトを統計値と照合する場合も上記同様である。
ここで、統計の照合は、同じ種類や同型の設備を過去に電磁波により測定した数値と劣化の程度とを把握したデータベースを活用する。このため、シミュレーションなど数値計算の理論に比べて、よりきめ細かい劣化の程度の推定を行うことができる。
Note that the same applies to the case where the frequency shift of the measured reflection peak is collated with the statistical value in the collation in step S108.
Here, the collation of the statistics uses a database that grasps the numerical value of the same type or the same type of equipment measured by electromagnetic waves in the past and the degree of deterioration. For this reason, it is possible to estimate the degree of finer degradation compared to the theory of numerical calculation such as simulation.

次に、本実施形態の検出装置100について説明する。
図4は、検出装置100および周辺装置の構成例を示す。なお、図4の検出装置100は、図3の処理流れにおいて周波数特性を扱う場合(周波数シフトを利用して劣化を推定する場合)についての装置を示す。
Next, the detection apparatus 100 of this embodiment is demonstrated.
FIG. 4 shows a configuration example of the detection device 100 and peripheral devices. Note that the detection apparatus 100 in FIG. 4 is an apparatus for handling frequency characteristics in the processing flow in FIG. 3 (when estimating deterioration using a frequency shift).

図4に示すように、検出装置100は、測定結果処理部101、数値解析部102、比較部103、および推定部104を有する。   As illustrated in FIG. 4, the detection apparatus 100 includes a measurement result processing unit 101, a numerical analysis unit 102, a comparison unit 103, and an estimation unit 104.

測定結果処理部101は、測定器111から測定対象の測定データを受け取る。測定器111は、例えばレーダ装置である。測定器111は、測定対象(例えば地中に埋められた埋設物)から反射波のデータを取得する。測定結果処理部101は、測定器111から受け取る測定結果をフーリエ変換することで、反射波の時間応答を周波数特性へ変える。   The measurement result processing unit 101 receives measurement data to be measured from the measuring instrument 111. The measuring device 111 is a radar device, for example. The measuring device 111 acquires reflected wave data from a measurement target (for example, an embedded object buried in the ground). The measurement result processing unit 101 changes the time response of the reflected wave to the frequency characteristic by performing Fourier transform on the measurement result received from the measuring device 111.

また、測定結果処理部101は、測定対象の埋設物に関する埋設設備情報を、設備DB112から取得する。本実施形態では、測定結果処理部101は、埋設設備情報に基づき、対象物に関する反射波のピーク周波数を計算する。そして、ピーク周波数の計算値に基づき、前記フーリエ変換された周波数特性のなかから対象物に関する反射ピークを特定する。さらに、測定結果処理部101は、特定した反射ピークから、その反射ピークの周波数を特定する。すなわち、測定結果処理部101は、上述のステップS101からステップS105の処理を行う。   In addition, the measurement result processing unit 101 acquires embedded facility information related to a measurement target embedded object from the facility DB 112. In the present embodiment, the measurement result processing unit 101 calculates the peak frequency of the reflected wave related to the object based on the embedded facility information. Then, based on the calculated value of the peak frequency, the reflection peak related to the object is specified from the Fourier transformed frequency characteristics. Furthermore, the measurement result processing unit 101 specifies the frequency of the reflection peak from the specified reflection peak. That is, the measurement result processing unit 101 performs the processing from step S101 to step S105 described above.

数値解析部102は、設備DB112から埋設設備情報を取得する。数値解析部102は、取得した埋設設備情報に基づき、数値解析のモデルを構築する。そして、数値解析部102は、数値解析処理(電磁界解析シミュレーション)を行い、数値解析結果を出力する。この数値解析結果は、例えば、対象物の複数の劣化の程度と、それら劣化の程度のそれぞれに対応した反射ピークの周波数の値とを含む。   The numerical analysis unit 102 acquires embedded facility information from the facility DB 112. The numerical analysis unit 102 constructs a numerical analysis model based on the acquired embedded facility information. The numerical analysis unit 102 performs numerical analysis processing (electromagnetic field analysis simulation) and outputs a numerical analysis result. The numerical analysis result includes, for example, a plurality of degrees of deterioration of the target object, and values of reflection peak frequencies corresponding to the respective degrees of deterioration.

比較部(比較判定部)103は、まず、測定結果処理部101が処理した結果と、数値解析部102が数値解析した結果とを比較する。そして、比較部103は、測定結果処理部101が処理した結果と、数値解析の結果との差異が所定の範囲内である場合に、数値解析のモデルが適切であると判定する。   The comparison unit (comparison determination unit) 103 first compares the result processed by the measurement result processing unit 101 with the result of numerical analysis performed by the numerical analysis unit 102. The comparison unit 103 determines that the numerical analysis model is appropriate when the difference between the result processed by the measurement result processing unit 101 and the numerical analysis result is within a predetermined range.

また、比較部103は、履歴DB113からの過去の測定データ(履歴情報)を取得可能である。例えば、履歴DB113は、同じ対象物などに関する過去の反射波の複数の測定値と、それら測定値における対象物の劣化の程度とを対応付けて記憶している。   Further, the comparison unit 103 can acquire past measurement data (history information) from the history DB 113. For example, the history DB 113 stores a plurality of measured values of past reflected waves related to the same object and the degree of deterioration of the object in the measured values in association with each other.

比較部103は、履歴DB113から過去の測定データを取得する。そして、比較部103は、測定結果処理部101が処理した結果と、履歴DB113から取得した過去の測定データとを比較することで反射ピークに関する変化の有無を判定する。例えば、比較部103は、測定結果処理部101からの反射ピークの周波数の測定値と、過去の測定データに含まれる反射ピークの周波数の値とを比較することで、周波数シフトの有無を判定する。すなわち、比較部103は、上述のステップS106およびステップS107の処理を行う。   The comparison unit 103 acquires past measurement data from the history DB 113. And the comparison part 103 determines the presence or absence of the change regarding a reflection peak by comparing the result which the measurement result process part 101 processed, and the past measurement data acquired from log | history DB113. For example, the comparison unit 103 determines the presence or absence of a frequency shift by comparing the measurement value of the reflection peak frequency from the measurement result processing unit 101 with the value of the reflection peak frequency included in the past measurement data. . That is, the comparison unit 103 performs the processes in steps S106 and S107 described above.

推定部104は、反射ピークに関して変化があることを比較部103が判定した場合に、例えば、数値解析により得られた劣化による反射ピークの周波数シフトと、測定で得られた反射波の反射ピークの周波数とに基づき劣化の程度を推定する。なお、推定部104は、履歴DB113から取得する過去の測定データ(過去に記録された劣化による反射ピークの周波数シフト)と、測定で得られた反射波の反射ピークの周波数とに基づき劣化の程度を推定してもよい。すなわち、推定部104は、上述のステップS108からステップS110の処理を行う。   When the comparison unit 103 determines that there is a change with respect to the reflection peak, the estimation unit 104 determines, for example, the frequency shift of the reflection peak due to deterioration obtained by numerical analysis and the reflection peak of the reflection wave obtained by measurement. The degree of deterioration is estimated based on the frequency. The estimation unit 104 determines the degree of deterioration based on past measurement data acquired from the history DB 113 (reflection peak frequency shift due to deterioration recorded in the past) and the reflection peak frequency of the reflected wave obtained by measurement. May be estimated. That is, the estimation unit 104 performs the processing from step S108 to step S110 described above.

次に、本実施形態の数値解析部102による数値解析モデルの一例を説明する。
図5から図7は、シミュレーションのモデルとして真空中の鉄棒モデルを示す。例えば、図5は、解析モデルの斜視図を示す。このモデルでは、解析空間の真空中に鉄棒があり、鉄棒の一部に錆がある状態を模擬している。空間の広さは、XYZ座標において1.4m×1.4m×0.76mである。この空間のほぼ中央には、長さ80cm、直径1cmの円柱の鉄棒がY軸に沿って配置される。この鉄棒の中心には、錆の範囲(Y軸方向の長さ)が可変に設定される。この鉄棒の中心の真上(Z軸のプラス側)には、観測点が設けられる。また、解析するための入力波は、XY平面に略平行な平面波であり、Z軸のプラス側で発生してマイナス側へ伝播するように設定される。この入力波は、第2の実施形態の入力波と略同じである。この入力波の詳しい説明は、第2の実施形態のなかで述べる。
Next, an example of a numerical analysis model by the numerical analysis unit 102 of this embodiment will be described.
5 to 7 show a steel bar model in a vacuum as a simulation model. For example, FIG. 5 shows a perspective view of the analysis model. In this model, there is an iron bar in the vacuum of the analysis space, and the state where there is rust on a part of the iron bar is simulated. The size of the space is 1.4 m × 1.4 m × 0.76 m in XYZ coordinates. In the center of this space, a cylindrical iron rod having a length of 80 cm and a diameter of 1 cm is arranged along the Y axis. The rust range (length in the Y-axis direction) is variably set at the center of the iron bar. An observation point is provided directly above the center of the iron bar (on the positive side of the Z axis). The input wave for analysis is a plane wave substantially parallel to the XY plane, and is set so as to be generated on the plus side of the Z axis and propagate to the minus side. This input wave is substantially the same as the input wave of the second embodiment. A detailed description of this input wave will be given in the second embodiment.

図6は、上記解析モデルの側面図(YZ平面)を示す。図6は、真空中の鉄棒に加え、解析空間内のメッシュサイズも示す。先の図5で説明したように、80cmの鉄棒と、鉄棒の中央に範囲(長さ)が可変に設定された錆とがある。図6に示すように、この錆は、鉄棒の表面に形成されている。また、観測点は、鉄棒の中央の真上(Z軸のプラス側)に配置される。平面波である入力波の発生面は、観測点のすぐ下(Z軸で観測点に比べて少し小さな値の位置)に設定される。そして入力波は、発生面からZ軸のマイナス方向へ伝播する。また、メッシュサイズとしては、空間全体で真空の部分では1cmのメッシュ、鉄棒とその周囲では1mmのメッシュが採用される。   FIG. 6 shows a side view (YZ plane) of the analysis model. FIG. 6 shows the mesh size in the analysis space in addition to the iron bar in vacuum. As described above with reference to FIG. 5, there are an 80 cm iron bar and rust whose range (length) is variably set at the center of the iron bar. As shown in FIG. 6, this rust is formed on the surface of the iron bar. In addition, the observation point is arranged right above the center of the iron bar (the positive side of the Z axis). The plane of generation of the input wave, which is a plane wave, is set immediately below the observation point (a position slightly smaller than the observation point on the Z axis). The input wave propagates in the negative direction of the Z axis from the generation surface. As the mesh size, a 1 cm mesh is adopted in the vacuum portion of the entire space, and a 1 mm mesh is adopted in the iron bar and its surroundings.

図7は、図5の解析モデルにおいて、錆が設けられた部分と設けられていない部分との境界部分を拡大して示す。図7に示すように、図6で述べた1mmのメッシュサイズは、鉄棒および鉄棒の表面の錆の部分で設定される。図7では、解析に用いるメッシュをXY平面の断面で示す。鉄棒は直径1cmの円柱である。このため、鉄棒では、1mmメッシュが10等分されている。また鉄棒表面の錆は、鉄棒の周囲に3mmの厚さで設定される。特に、鉄棒表面の層に当たるメッシュも、鉄ではなく錆である酸化第二鉄(Fe2O3)に設定される。 FIG. 7 is an enlarged view of a boundary portion between a portion where rust is provided and a portion where rust is not provided in the analysis model of FIG. As shown in FIG. 7, the 1 mm mesh size described in FIG. 6 is set at the rust portion of the iron bar and the surface of the iron bar. In FIG. 7, the mesh used for the analysis is shown by a cross section of the XY plane. The iron bar is a cylinder with a diameter of 1 cm. For this reason, the 1 mm mesh is divided into 10 equally in the iron bar. The rust on the surface of the iron bar is set to a thickness of 3 mm around the iron bar. In particular, the mesh that hits the layer on the surface of the iron bar is also set to ferric oxide (Fe 2 O 3 ) that is rust, not iron.

図8は、上記解析モデルのシミュレーション結果(反射波のフーリエ変換)を示す。図8に示す解析結果のグラフでは、反射ピークが3つある。またパラメータは、錆の範囲(Y軸方向の長さ)の違いである。この図8に挙げた錆の範囲は、長さ1cm(殆ど錆の無い鉄棒)、30cm(鉄棒に対して錆が約半分弱)、80cm(鉄棒の表面全てが錆で覆われた状態)の3種類である。この錆の範囲の違いによって3つの反射ピークのいずれにも、周波数シフトが現れている。この3つの反射ピーク中でも、第2の反射ピークは、最も周波数シフトの幅が大きい。このため、第2の反射ピークは、錆の範囲を推定するには都合が良いと考えられる。   FIG. 8 shows a simulation result (Fourier transform of reflected wave) of the analysis model. In the analysis result graph shown in FIG. 8, there are three reflection peaks. The parameter is the difference in the rust range (length in the Y-axis direction). The range of the rust shown in FIG. 8 is 1 cm long (an iron rod with almost no rust), 30 cm (about half of the rust with respect to the iron rod), and 80 cm (the entire surface of the iron bar is covered with rust). There are three types. Due to the difference in the rust range, a frequency shift appears in any of the three reflection peaks. Among these three reflection peaks, the second reflection peak has the largest frequency shift. For this reason, it is considered that the second reflection peak is convenient for estimating the range of rust.

以上のような検出方法および検出装置によれば、電磁波による測定結果を用いて対象物の劣化の程度を検出可能である。すなわち、本実施形態の検出方法は、対象物からの反射波の反射のピークの反射波特性と、対象物に関して過去に記録された反射波特性とを比較し、反射波特性に変化がある場合に、測定された反射波特性または反射波特性の変化に基づき、対象物の劣化の程度を推定することを含む。一例としては、本実施形態の検出方法は、測定された反射波のピークの強度または周波数と、過去に記録された反射波のピークの強度または周波数とを比較し、ピークの強度または周波数に変化がある場合に、測定された反射波のピークの強度もしくは周波数の値、または、ピークの強度もしくは周波数の変化の程度に基づき、対象物の劣化の程度を推定することを含む。
このような構成によれば、電磁波によって対象物の反射特性変化を捉えることができ、非破壊検査によって対処物の劣化の程度を検出することができる。すなわち、上記検出方法および検出装置によれば、例えば、コンクリート中の腐食した鉄筋の状況、およびその鉄筋の腐食程度(錆の割合)を検出することができる。
According to the detection method and the detection apparatus as described above, it is possible to detect the degree of deterioration of the object using the measurement result of the electromagnetic wave. That is, the detection method of the present embodiment compares the reflected wave characteristic of the reflected wave of the reflected wave from the object with the reflected wave characteristic recorded in the past with respect to the object, and changes to the reflected wave characteristic. And estimating the degree of deterioration of the object based on the measured reflected wave characteristic or the change in the reflected wave characteristic. As an example, the detection method of the present embodiment compares the measured peak intensity or frequency of the reflected wave with the peak intensity or frequency of the reflected wave recorded in the past, and changes the peak intensity or frequency. And estimating the degree of deterioration of the object based on the value of the peak intensity or frequency of the measured reflected wave or the degree of change in the peak intensity or frequency.
According to such a configuration, the reflection characteristic change of the object can be captured by the electromagnetic wave, and the degree of deterioration of the countermeasure can be detected by nondestructive inspection. That is, according to the detection method and the detection apparatus described above, for example, the state of a corroded reinforcing bar in concrete and the degree of corrosion (ratio of rust) of the reinforcing bar can be detected.

なお、対象物の劣化の程度は、上述したように、測定値を数値解析などによる理論値に照合することで行われてもよく、または測定値を過去の統計値に照合することで行われてもよい。さらに理論値に照合する場合および統計値に照合する場合のいずれの場合であっても、上記照合は、測定された反射波のピークの強度や周波数の値(すなわち新たな測定時点での測定値)に基づいて行われてもよく、これに代えて、反射ピークの強度や周波数の変化の程度(すなわち過去に対する変化量)に基づいて行われてもよい。   In addition, as described above, the degree of deterioration of the object may be performed by comparing the measured value with a theoretical value obtained by numerical analysis or the like, or by comparing the measured value with a past statistical value. May be. In addition, whether the verification is performed against the theoretical value or the statistical value, the above verification is performed using the measured peak intensity or frequency value of the reflected wave (that is, the measured value at the new measurement point). ), Or instead based on the intensity of the reflection peak or the degree of change in frequency (that is, the amount of change with respect to the past).

なお、上記説明では、反射波のピークの強度変化および周波数シフトのいずれか一方を用いて劣化の程度を推定する方法および装置を説明したが、これに代えて、ピーク周波数の強度変化および周波数シフトの両方を用いて劣化の程度を推定してもよい。また、上記説明では、理論値との照合および統計値との照合のいずれか一方を用いて劣化の程度を推定する方法および装置を説明したが、これに代えて、理論値との照合および統計値との照合の両方を用いて劣化の程度を推定してもよい。なお、これらは、以下の実施形態で同様である。   In the above description, the method and apparatus for estimating the degree of deterioration using either the peak intensity change or the frequency shift of the reflected wave have been described. Instead, the peak frequency intensity change and the frequency shift are described. Both may be used to estimate the degree of deterioration. In the above description, the method and apparatus for estimating the degree of deterioration using either one of collation with a theoretical value or collation with a statistical value has been described. The degree of deterioration may be estimated using both of the comparison with the value. These are the same in the following embodiments.

本実施形態では、前記劣化の程度の推定は、測定された反射波のピークの周波数の値、または、ピークの周波数の変化の程度に基づき行われる。ここで、対象物に劣化が生じる場合、反射ピークの強度変化に比べて、周波数シフトの値のほうが大きく変化する場合が多い。このため、周波数シフトに基づいて劣化の程度を推定することで、対象物の劣化の状況をより精度良く検出することができる。   In the present embodiment, the degree of deterioration is estimated based on the value of the measured peak frequency of the reflected wave or the degree of change in the peak frequency. Here, when deterioration occurs in the object, the value of the frequency shift often changes more greatly than the intensity change of the reflection peak. For this reason, by estimating the degree of deterioration based on the frequency shift, it is possible to detect the deterioration state of the target object with higher accuracy.

また、本実施形態では、埋設設備情報に基づいて計算された反射時間またはピーク周波数を用いて、測定された反射波の測定データのなかから対象物に関する反射ピークを特定する。このような構成によれば、反射波にノイズが含まれる場合であっても、対象物に関する反射ピークを特定することができる。なお、上記説明では、反射時間およびピーク周波数のいずれか一方を用いて反射ピークを特定する方法および装置を説明したが、これに代えて、反射時間およびピーク周波数の両方を用いて反射ピークを特定してもよい。なお、これらは、以下の実施形態においても同様である。   Moreover, in this embodiment, the reflection peak regarding a target object is specified from the measurement data of the reflected wave measured using the reflection time or peak frequency calculated based on the buried equipment information. According to such a configuration, even if the reflected wave includes noise, the reflection peak related to the object can be specified. In the above description, the method and apparatus for specifying the reflection peak using either the reflection time or the peak frequency have been described. Instead, the reflection peak is specified using both the reflection time and the peak frequency. May be. These are the same in the following embodiments.

(第2の実施形態)
次に、図9から図18を参照し、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、コンクリート中の鉄棒モデルの解析(反射ピークの強度変化)を活用したものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, analysis of a steel bar model in concrete (intensity change of reflection peak) is utilized.

図9および図10は、コンクリート中の鉄棒のシミュレーションモデルを示す。詳しく述べると、このシミュレーションモデルは、解析空間(X軸方向:1.4m、Y軸方向:1.4m、Z軸方向:1.1m)の内側に、鉄棒(直径1cmの円柱、長さ(Y軸方向):80cm)が内在するコンクリートの板(X軸方向:1m、Y軸方向:1m、Z軸方向:20cm)がある。これは、地下に埋設されたインフラ設備で、鉄筋コンクリートの一部を模擬したものである。また、このモデルでは、コンクリート中の鉄棒の一部に錆が存在する。これはインフラ設備が劣化して、鉄筋コンクリートの鉄筋が腐食している状態を想定している。さらに、この錆は、鉄棒の周囲を取り巻くようにモデル化され、錆の範囲、つまり鉄棒方向(Y軸方向)の長さをパラメータで可変とする(Y軸方向:1cm〜80cm、特に80cmの場合は鉄棒全体の表面が腐食)。これにより、劣化の程度(鉄筋腐食の進行状況)を変えて解析可能である。   9 and 10 show a simulation model of a steel bar in concrete. More specifically, this simulation model has an iron bar (a cylinder with a diameter of 1 cm, a length (inside of an X-axis direction: 1.4 m, a Y-axis direction: 1.4 m, a Z-axis direction: 1.1 m)). Y-axis direction): 80 cm) is a concrete plate (X-axis direction: 1 m, Y-axis direction: 1 m, Z-axis direction: 20 cm). This is an infrastructure facility buried underground, simulating part of reinforced concrete. Moreover, in this model, rust exists in a part of iron bar in concrete. This assumes that the infrastructure facilities have deteriorated and the reinforced concrete rebar is corroded. Furthermore, this rust is modeled so as to surround the periphery of the iron bar, and the range of the rust, that is, the length in the iron bar direction (Y-axis direction) can be changed by a parameter (Y-axis direction: 1 cm to 80 cm, particularly 80 cm). In the case, the entire surface of the iron bar is corroded). Thereby, it is possible to analyze by changing the degree of deterioration (the progress of corrosion of reinforcing bars).

ここで、錆が鉄棒の周囲を取り巻くようにモデル化した点について、さらに詳しく説明する。鉄は、表面から酸化し、錆に変わると体積が元の鉄に対して膨張する。また、酸化は、鉄の内部に進行するよりも、表面周囲において進行することが早いと考えられる。このため、図9に示すように、酸化の腐食が進行するモデルとして最初に酸化する箇所を鉄棒の中央に仮定し、その酸化した範囲が鉄棒の表面で広がるモデルとしている。なお、解析モデルにおいて鉄棒の周囲に錆をどのように設定するかは、後述する第3の実施形態の真空中の鉄棒モデルの説明のなかで詳しく述べる。   Here, the point which modeled so that rust may surround the circumference | surroundings of a steel bar is demonstrated in detail. Iron is oxidized from the surface, and when it changes to rust, the volume expands relative to the original iron. In addition, it is considered that the oxidation proceeds faster around the surface than in the iron. For this reason, as shown in FIG. 9, as a model in which the corrosion of oxidation proceeds, a first oxidation point is assumed at the center of the iron bar, and the oxidized range is a model that spreads on the surface of the iron bar. Note that how to set rust around the iron bar in the analysis model will be described in detail in the explanation of the iron bar model in vacuum of the third embodiment described later.

本実施形態のモデルの解析では、電磁波(レーダ)法での送信波(照射波)として、図面の上部から下方向への(Z軸のプラス方向からマイナス方向への)XY平面の平面波を使用する。この電磁界シミュレーションで使用する送信波については、この後に挙げる図11および図12で詳しく説明する。
また、反射波の受信については、電磁波の強度を測定する受信点として、コンクリート板の解析空間の中央にあたる位置で真上(Z軸のプラス方向、図9で上方の中央)に観測点が配置される。
In the model analysis of this embodiment, a plane wave on the XY plane from the upper part of the drawing to the lower side (from the positive direction of the Z axis to the negative direction) is used as a transmission wave (irradiation wave) in the electromagnetic wave (radar) method. To do. The transmission waves used in this electromagnetic field simulation will be described in detail with reference to FIGS.
As for the reception of reflected waves, an observation point is placed as a receiving point for measuring the intensity of electromagnetic waves, at a position corresponding to the center of the analysis space of the concrete plate (positive direction of the Z axis, upper center in FIG. 9). Is done.

図10中の(a)は、上記モデルの正面図を示す。また、図10中の(b)は、上記モデルの側面図を示す。この図10中の(a)の正面図は、XZ平面の断面である。この図において、解析空間は、横方向(X軸方向)に1.4mである。この解析空間の中に、幅1mで厚み20cmのコンクリート板がある。このコンクリート板内に直径1cmの鉄棒がある。そして、鉄棒の周囲を3mm厚さの錆が覆う。また、コンクリート板の中央でコンクリート板の真上(Z軸方向)には、観測点が配置される。   (A) in FIG. 10 shows a front view of the model. Moreover, (b) in FIG. 10 shows a side view of the model. The front view of (a) in FIG. 10 is a cross section of the XZ plane. In this figure, the analysis space is 1.4 m in the horizontal direction (X-axis direction). In this analysis space, there is a concrete plate having a width of 1 m and a thickness of 20 cm. There is a 1 cm diameter iron bar in this concrete plate. And the rust of 3 mm thickness covers the circumference | surroundings of a steel bar. In addition, an observation point is arranged in the center of the concrete plate and directly above the concrete plate (in the Z-axis direction).

同様に、図10中の(b)は、YZ平面の断面である。図10中の(b)の側面図では、解析空間は、Y軸方向に1.4mである。コンクリート板は、Y軸方向に1mである。このコンクリート板内に80cmの鉄棒がある。また、この鉄棒の一部(または全部)に錆がある。この錆の範囲(Y軸方向の長さ)は、1cm〜80cmの間で可変である。この側面図から見ても、コンクリート板の中央でZ軸のプラス側に観測点が配置される。   Similarly, (b) in FIG. 10 is a cross section of the YZ plane. In the side view of (b) in FIG. 10, the analysis space is 1.4 m in the Y-axis direction. The concrete board is 1 m in the Y-axis direction. There is an 80cm iron bar in this concrete board. Moreover, there is rust on a part (or all) of the iron bar. This range of rust (length in the Y-axis direction) is variable between 1 cm and 80 cm. From this side view, the observation point is located on the positive side of the Z axis in the center of the concrete plate.

図11は、上記シミュレーションで使用する入力波(平面波)の条件を示す。図11に示す入力波は、空間の座標系(XYZ座標系)におけるXY平面の平面波である。そして、地中レーダが地上から地中へ電波を照射するのと同様に、その入力波(平面波)は、Z軸のプラス方向(空間の上側)で発生し、マイナス方向(空間の下側)へ伝搬する。ここで、図11中の(a)は、入力波の設定および形状を示す。図11中の(a)に示すように、入力波の時間応答は、ピーク強度が1.0V/mのガウシアンパルスである。また図11中の(b)に示すように、入力波の周波数特性は、2GHzで−3dBである。   FIG. 11 shows the conditions of the input wave (plane wave) used in the simulation. The input wave shown in FIG. 11 is a plane wave on the XY plane in a space coordinate system (XYZ coordinate system). And, just as a ground penetrating radar radiates radio waves from the ground to the ground, the input wave (plane wave) is generated in the positive direction of the Z axis (upper side of the space), and in the negative direction (lower side of the space) Propagate to. Here, (a) in FIG. 11 shows the setting and shape of the input wave. As shown in FIG. 11A, the time response of the input wave is a Gaussian pulse having a peak intensity of 1.0 V / m. Further, as shown in FIG. 11B, the frequency characteristic of the input wave is −3 dB at 2 GHz.

図12は、上記入力波の発生および伝搬の様子を示す。図12中の(a)は、入力波の発生の様子を示す。入力波は、XY平面の平面波であり、Z軸のプラス側、つまり空間の上側で発生している様子が見える。図12中の(b)は、入力波が解析空間内のコンクリート板まで伝播した状況を示す。図12中の(a)の入力波の発生から時間が経過して、入力波がZ軸のマイナス方向へ伝播したことが分かる。   FIG. 12 shows how the input wave is generated and propagated. (A) in FIG. 12 shows how the input wave is generated. The input wave is a plane wave on the XY plane, and it can be seen that it is generated on the positive side of the Z axis, that is, on the upper side of the space. (B) in FIG. 12 shows a situation where the input wave has propagated to the concrete plate in the analysis space. It can be seen that the input wave has propagated in the negative direction of the Z-axis as time elapses from the generation of the input wave (a) in FIG.

上述した入力波の他に、電磁解析シミュレーションでの設定条件には、モデルを構成する物質の材料定数がある。具体的には、錆、コンクリート、後述する第4の実施形態で使用する土壌については、均一な誘電率および導電率を設定する。一方で、今回の解析では、鉄については、他の物質とは大きく導電率が異なるので、完全導体として定義設定する。なお、これら入力波とモデルを構成する物質の設定条件は、後述する第3および第4の実施形態でも共通して用いる。   In addition to the input wave described above, the setting conditions in the electromagnetic analysis simulation include material constants of substances constituting the model. Specifically, a uniform dielectric constant and conductivity are set for rust, concrete, and soil used in the fourth embodiment described later. On the other hand, in this analysis, iron is defined and set as a complete conductor because it is much different in conductivity from other substances. Note that these input waves and the setting conditions of the substances constituting the model are used in common in the third and fourth embodiments described later.

次に、コンクリート中の鉄棒に対する反射波の時間応答について詳しく説明する。
図13は、コンクリート中の鉄棒に対する反射波の時間応答の全体図を示す。この図13は、先に述べた図9および図10に示すモデルを用い、3次元電磁界解析によるシミュレーションを実施した結果である。なお、このシミュレーションは、時間領域差分法(FDTD法:Finite-Difference Time-Domain method)で実施する。時間領域差分法は、空間・時間的に差分化したマクスウェルの方程式を時間ステップ毎に解くことで、電磁場を求める手法である。時間領域差分法は、分散性媒質(材質の誘電率など材料定数が周波数に依存する物質)からなるモデルの解析に適用される。また、時間領域差分法は、解析モデル規模の増加に対して必要メモリの増加が、他のアルゴリズム(例えば有限要素法(FEM:Finite Element Method))に比べて低く抑えられるとされる。
Next, the time response of the reflected wave to the iron bar in concrete will be described in detail.
FIG. 13 shows an overall view of the time response of the reflected wave to the iron bar in the concrete. FIG. 13 shows the result of simulation by three-dimensional electromagnetic field analysis using the models shown in FIGS. 9 and 10 described above. This simulation is performed by a time domain difference method (FDTD method: Finite-Difference Time-Domain method). The time-domain difference method is a technique for obtaining an electromagnetic field by solving Maxwell's equations that are spatially and temporally differentiated at each time step. The time domain difference method is applied to an analysis of a model made of a dispersive medium (a substance whose material constant depends on frequency, such as a dielectric constant of a material). In addition, in the time domain difference method, the increase in the required memory with respect to the increase in the analysis model scale is supposed to be suppressed as compared with other algorithms (for example, finite element method (FEM)).

上記シミュレーションにおいて、反射波の時間応答は、横軸が時間(単位はnsec)、縦軸が観測点にて得た電界強度(単位はV/m)である。この時間応答のグラフでは、錆の範囲が1cmから80cmの間で変えられている。しかしながら、図13では、どの錆の範囲でも、応答グラフの差異がほとんど確認できない。   In the simulation, the time response of the reflected wave is time (unit: nsec) on the horizontal axis and electric field strength (unit: V / m) obtained at the observation point on the vertical axis. In this time response graph, the range of rust is varied between 1 cm and 80 cm. However, in FIG. 13, almost no difference in the response graph can be confirmed in any rust range.

ここで、この時間応答の最初(約3nsec)のところでは、最も強い反射波(0.57V/m)が見られる。この反射波は、コンクリート表面での反射と考えられる。図13に示す時間応答のグラフ内の三角印は、モデルの設計距離に基づいて計算で求められたコンクリート表面での反射時間を示す。上記最も強い反射波の反射ピークの時間は、計算で求められた三角印の反射ピークの時間と一致している。同様に、鉄棒とコンクリート裏面での反射時間をアスタリスク印と丸印で示す。これらの反射時間を含む箇所(6nsecから8nsec、破線の囲みの箇所)を拡大したグラフを、次の図14に示す。   Here, the strongest reflected wave (0.57 V / m) is observed at the beginning of this time response (about 3 nsec). This reflected wave is considered to be reflected on the concrete surface. The triangles in the time response graph shown in FIG. 13 indicate the reflection time on the concrete surface obtained by calculation based on the design distance of the model. The time of the reflection peak of the strongest reflected wave coincides with the time of the reflection peak of the triangle mark obtained by calculation. Similarly, the reflection time on the iron bar and the concrete back is indicated by asterisks and circles. FIG. 14 shows a graph in which a portion including these reflection times (6 nsec to 8 nsec, a portion surrounded by a broken line) is enlarged.

図14は、コンクリート中の鉄棒に対する反射波の時間応答の一部の拡大図を示す。図14に示すグラフの縦軸は、反射ピーク強度(単位は、mV/m)である。この図14でも、先の図13と同様で、計算で求めた鉄棒での反射時間をアスタリスク印で示す。この鉄棒の反射ピークは、大凡6.7nsecにある。この鉄棒での反射ピークは、錆の範囲の差異による多少の強度変化が確認できる。この強度変化についてより詳しくは、図15で後述する。また、図14では、図13と同様に、コンクリート裏面での反射時間を丸印(約7.2nsec)で示す。しかしながら、解析結果のグラフでは、約7.3nsecに反射ピークが現れている。このコンクリート裏面による反射ピークの強度も、錆の範囲の差異によるピーク強度の変化が多少とも確認できる。   FIG. 14 shows an enlarged view of a portion of the time response of the reflected wave to a steel bar in concrete. The vertical axis | shaft of the graph shown in FIG. 14 is reflection peak intensity (a unit is mV / m). In FIG. 14 as well, similar to FIG. 13, the reflection time on the iron bar obtained by calculation is indicated by an asterisk mark. The reflection peak of this iron bar is approximately 6.7 nsec. As for the reflection peak of this iron bar, a slight intensity change due to the difference in the rust range can be confirmed. This intensity change will be described in detail later with reference to FIG. Further, in FIG. 14, as in FIG. 13, the reflection time on the back surface of the concrete is indicated by a circle (about 7.2 nsec). However, in the graph of the analysis result, a reflection peak appears at about 7.3 nsec. As for the intensity of the reflection peak due to the concrete back surface, a change in the peak intensity due to the difference in the rust range can be confirmed somewhat.

なお、丸印は、机上計算の値をグラフにプロットしたものである。この計算では、前記丸印は、単に数値解析のモデルで指定した入力波の発生からコンクリート裏面までの距離と、前記裏面から観測点までの距離に対して、光速から代表値の誘電率を考慮した伝搬速度を基に、伝搬時間を求めた値では7.2nsec未満となる。他方で、図14に示す電界強度のグラフは、電磁界解析により得られた観測点での電界強度の変化から反射ピークを表している。この反射ピークの時間は、7.3nsecを超えており、机上計算の伝搬時間に対して差がある。この差の1つの要因は、解析で設定された周波数特性を持つ誘電率に対して、机上計算では観測の周波数特性の中央にあたる周波数で誘電率を代表値として計算した点がある。また別の要因には、解析は空間内の様々な方向からの反射の重なりが想定され、対象のコンクリート裏面による反射ピークの一部にも他の電磁波が重なると、ピークシフトが生じる。他方で、机上計算には、単純に対象までの距離を電磁波の速度で割ることで時間を計算している。この違いにより、机上計算の反射到達時間が解析のグラフの反射ピークよりも早めになると考えられる。   In addition, a circle mark plots the value of desktop calculation on the graph. In this calculation, the circles simply take into account the representative dielectric constant from the speed of light for the distance from the input wave generation to the concrete back and the distance from the back to the observation point specified in the numerical analysis model. Based on the propagation speed, the value obtained for the propagation time is less than 7.2 nsec. On the other hand, the electric field strength graph shown in FIG. 14 represents a reflection peak from a change in electric field strength at an observation point obtained by electromagnetic field analysis. The time of this reflection peak exceeds 7.3 nsec, and there is a difference from the propagation time of the desktop calculation. One factor of this difference is that the dielectric constant having a frequency characteristic set in the analysis is calculated as a representative value at a frequency corresponding to the center of the observed frequency characteristic in the desktop calculation. Another factor is that the analysis assumes an overlap of reflection from various directions in the space, and a peak shift occurs when another electromagnetic wave overlaps a part of the reflection peak of the target concrete back surface. On the other hand, in the desktop calculation, the time is simply calculated by dividing the distance to the object by the velocity of the electromagnetic wave. Due to this difference, it is considered that the reflection arrival time in the desktop calculation is earlier than the reflection peak in the analysis graph.

図15は、錆の範囲の差異に対する反射ピークの強度変化を示す。この反射ピークは、コンクリート中の鉄棒(およびコンクリート裏面)によるものである。図15中の(a)および(b)に示すグラフは、横軸が錆の割合(単位は%、例えば100%は長さ80cmの鉄棒の全てが錆に覆われている状態である)を示す。グラフの縦軸は、反射ピークの強度(単位はmV/m)である。図15中の(a)に示すように、錆の割合が増加すると、コンクリート裏面の反射強度が多少増加することが分かる。また、図15中の(b)に示すように、錆の割合が増加するに従い、単調ではないが鉄棒の反射ピークの強度が低下することを確認することができる。   FIG. 15 shows the intensity change of the reflection peak with respect to the difference in the rust range. This reflection peak is due to the iron bar (and the back of the concrete) in the concrete. In the graphs shown in FIGS. 15A and 15B, the horizontal axis indicates the ratio of rust (unit is%, for example, 100% is a state in which all of the 80 cm long iron rod is covered with rust). Show. The vertical axis of the graph represents the intensity of the reflection peak (unit: mV / m). As shown to (a) in FIG. 15, when the ratio of rust increases, it turns out that the reflective intensity of a concrete back surface increases a little. Moreover, as shown to (b) in FIG. 15, it can confirm that the intensity | strength of the reflection peak of a iron bar falls, although it is not monotonous, as the ratio of rust increases.

より詳しく述べると、図15中の(a)は、電界強度0[mV/m]を含む反射ピークの強度のグラフであり、鉄棒による反射ピークの他にコンクリート裏面による反射ピークも併せて示す。一方で、図15中の(b)は、図15中の(a)のグラフのなかで鉄棒による反射ピークの箇所を拡大したものである。図15中の(b)に示すように、錆の割合が40%以下では鉄棒の反射ピークの強度が上下に変わる。しかしながら、錆の割合で50%を境界として、錆の割合が80%まではその反射ピークの強度が明確に低下することを確認することができる。このような鉄棒の反射ピークの変化を知ることにより、錆の割合、すなわち鉄筋コンクリートの腐食状況を検知することが可能となる。   More specifically, (a) in FIG. 15 is a graph of the intensity of a reflection peak including an electric field intensity of 0 [mV / m]. In addition to the reflection peak due to the iron bar, the reflection peak due to the concrete back surface is also shown. On the other hand, (b) in FIG. 15 is an enlarged view of the location of the reflection peak due to the iron bar in the graph of (a) in FIG. As shown in FIG. 15B, when the rust ratio is 40% or less, the intensity of the reflection peak of the iron bar changes up and down. However, it can be confirmed that the intensity of the reflection peak clearly decreases until the rust ratio reaches 80%, with the rust ratio being 50%. By knowing such a change in the reflection peak of the iron bar, it becomes possible to detect the rust ratio, that is, the corrosion status of the reinforced concrete.

次に、第2の実施形態の検出装置200について説明する。
図16は、本実施形態の検出装置200および周辺装置の構成例を示す。なお、第1の実施形態のと同一または類似の機能を有する構成には、同一の符号を付す。図16に示すように、検出装置200は、測定結果処理部201、数値解析部202、比較部203、および推定部204を有する。
Next, the detection apparatus 200 of 2nd Embodiment is demonstrated.
FIG. 16 shows a configuration example of the detection device 200 and peripheral devices of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure which has the same or similar function as 1st Embodiment. As illustrated in FIG. 16, the detection apparatus 200 includes a measurement result processing unit 201, a numerical analysis unit 202, a comparison unit 203, and an estimation unit 204.

測定結果処理部201は、測定器(レーダ装置)111から測定対象の測定データを受け取る。また、測定結果処理部201は、測定対象の埋設物に関する埋設設備情報を、設備DB112から取得する。本実施形態では、測定結果処理部201は、埋設設備情報に基づき、対象物に関する反射波の反射時間を計算する。そして、計算した反射時間に基づき、前記測定データのなかから対象物に関する反射ピークを特定する。さらに、測定結果処理部201は、特定した反射ピークから、その反射ピークの強度を特定する。すなわち、測定結果処理部201は、図17を用いて後述するステップS201からステップS205の処理を行う。   The measurement result processing unit 201 receives measurement data to be measured from the measuring instrument (radar apparatus) 111. In addition, the measurement result processing unit 201 acquires embedded facility information related to the measurement target embedded object from the facility DB 112. In the present embodiment, the measurement result processing unit 201 calculates the reflection time of the reflected wave related to the object based on the embedded facility information. And based on the calculated reflection time, the reflection peak regarding a target object is specified from the said measurement data. Furthermore, the measurement result processing unit 201 specifies the intensity of the reflection peak from the specified reflection peak. That is, the measurement result processing unit 201 performs processing from step S201 to step S205, which will be described later with reference to FIG.

数値解析部202は、設備DB112から埋設設備情報を取得する。数値解析部202は、取得した埋設設備情報に基づき、数値解析のモデルを構築する。そして、数値解析部202は、数値解析処理(電磁界解析シミュレーション)を行い、数値解析結果を出力する。この数値解析結果は、例えば、対象物の複数の劣化の程度と、それら劣化の程度のそれぞれに対応した反射ピークの強度の値とを含む。   The numerical analysis unit 202 acquires embedded facility information from the facility DB 112. The numerical analysis unit 202 constructs a numerical analysis model based on the acquired embedded facility information. The numerical analysis unit 202 performs numerical analysis processing (electromagnetic field analysis simulation) and outputs a numerical analysis result. The numerical analysis result includes, for example, a plurality of degrees of deterioration of the target object and reflection peak intensity values corresponding to the respective degrees of deterioration.

比較部(比較判定部)203は、まず、測定結果処理部201が処理した結果と、数値解析部202が数値解析した結果とを比較する。そして、比較部203は、測定結果処理部201が処理した結果と、数値解析の結果との差異が所定の範囲内である場合に、数値解析のモデルが適切であることを判定する。   First, the comparison unit (comparison determination unit) 203 compares the result processed by the measurement result processing unit 201 with the result of numerical analysis performed by the numerical analysis unit 202. The comparison unit 203 determines that the numerical analysis model is appropriate when the difference between the result processed by the measurement result processing unit 201 and the numerical analysis result is within a predetermined range.

また、比較部203は、履歴DB113から過去の測定データを取得する。そして、比較部203は、測定結果処理部201が処理した結果と、履歴DB113から取得した過去の測定データとを比較することで反射ピークに関する変化の有無を判定する。例えば、比較部203は、測定結果処理部201からの反射ピークの強度の測定値と、過去の測定データに含まれる反射ピークのピーク強度の値とを比較することで、ピーク強度の変化の有無を判定する。すなわち、比較部203は、図17を用いて後述するステップS206およびステップS207の処理を行う。   The comparison unit 203 acquires past measurement data from the history DB 113. And the comparison part 203 determines the presence or absence of the change regarding a reflection peak by comparing the result which the measurement result process part 201 processed, and the past measurement data acquired from log | history DB113. For example, the comparison unit 203 compares the measured value of the intensity of the reflection peak from the measurement result processing unit 201 with the value of the peak intensity of the reflection peak included in the past measurement data, thereby determining whether there is a change in peak intensity. Determine. That is, the comparison unit 203 performs the processing of Step S206 and Step S207, which will be described later with reference to FIG.

また、本実施形態の検出装置200は、上記比較部203に代えて、機能が少し異なる比較部(比較判定部)203aを有してもよい。例えば、比較部203aは、測定結果処理部201が処理した結果と、履歴DB113から取得した過去の測定データとを比較することで、反射ピークに関する変化量および変化傾向を検出する。例えば、比較部203aは、反射ピークの強度の変化量および変化傾向を検出する。すなわち、比較部203aは、図18を用いて後述するステップS251およびステップS252の処理を行う。   In addition, the detection apparatus 200 according to the present embodiment may include a comparison unit (comparison determination unit) 203a having a slightly different function instead of the comparison unit 203. For example, the comparison unit 203a detects the change amount and the change tendency regarding the reflection peak by comparing the result processed by the measurement result processing unit 201 with the past measurement data acquired from the history DB 113. For example, the comparison unit 203a detects a change amount and a change tendency of the reflection peak intensity. That is, the comparison unit 203a performs the processing of step S251 and step S252 described later with reference to FIG.

推定部204は、反射ピークに関して変化があることを比較部203または比較部203aが判定した場合に、例えば、数値解析により得られた劣化による反射ピークの強度変化と、測定で得られた反射波の反射ピークの強度とに基づき劣化の程度を推定する。なお、推定部104は、履歴DB113から取得する過去の測定データ(過去に記録された劣化による反射ピークの強度変化)と、測定で得られた反射波の反射ピークの強度とに基づき劣化の程度を推定してもよい。すなわち、推定部204は、図17を用いて後述するステップS208からステップS210の処理を行う。なお、一つの変形例では、推定部204は、図18を用いて後述するステップS253およびステップS254の処理を行ってもよい。   When the comparison unit 203 or the comparison unit 203a determines that there is a change with respect to the reflection peak, the estimation unit 204, for example, changes in the intensity of the reflection peak due to deterioration obtained by numerical analysis and the reflected wave obtained by measurement. The degree of deterioration is estimated based on the intensity of the reflection peak. The estimation unit 104 determines the degree of deterioration based on past measurement data acquired from the history DB 113 (reflection peak intensity change due to deterioration recorded in the past) and the reflection peak intensity of the reflected wave obtained by measurement. May be estimated. That is, the estimation unit 204 performs processing from step S208 to step S210, which will be described later with reference to FIG. Note that in one modification, the estimation unit 204 may perform the processing of step S253 and step S254, which will be described later with reference to FIG.

次に、図17は、本実施形態の検出方法の処理流れの一例を示す。
例えば、図17は、反射波による鉄筋腐食を検出する処理流れを示す。図17は、本実施形態の処理流れの全体を示す。なお以下の説明では、第1の実施形態の処理流れと共通する部分は、説明を省略する場合がある。
Next, FIG. 17 shows an example of the processing flow of the detection method of this embodiment.
For example, FIG. 17 shows a processing flow for detecting rebar corrosion due to reflected waves. FIG. 17 shows the entire processing flow of this embodiment. In the following description, description of parts common to the processing flow of the first embodiment may be omitted.

図17の検出方法では、処理流れの最初は、設備DB112から測定対象の埋設設備情報を取得する(ステップS201)。この埋設設備情報には、測定の対象となる埋設されている設備の位置(場所)や深さ、形状、サイズなどが含まれる。また、埋設設備情報には、コンクリート中の鉄筋の深さや位置などの情報が該当する。   In the detection method of FIG. 17, at the beginning of the process flow, the buried equipment information to be measured is acquired from the equipment DB 112 (step S201). This embedded facility information includes the position (location), depth, shape, size, and the like of the embedded facility to be measured. The buried equipment information corresponds to information such as the depth and position of reinforcing bars in concrete.

次に、対象物(例えば鉄筋)の埋設された深さおよび位置から、対象物での反射波の反射時間を計算する(ステップS202)。すなわち、コンクリート中へ送信した電磁波が鉄筋で反射して戻る時間を計算する。そして、測定器111によって測定データ(レーダ検査情報)を取得する(ステップS203)。   Next, the reflection time of the reflected wave on the object is calculated from the depth and position where the object (for example, a reinforcing bar) is embedded (step S202). That is, the time for the electromagnetic wave transmitted into the concrete to be reflected by the reinforcing bar is calculated. Then, measurement data (radar inspection information) is acquired by the measuring instrument 111 (step S203).

次に、ステップS202で計算された反射時間に基づき、測定された測定データのなかから対象物に関する反射ピークを特定する(ステップS204)。すなわち、コンクリート中の鉄筋による反射ピークを選定および抽出する。
次に、ステップS204で特定した対象物での反射ピークの強度を求める(ステップS205)。そして、この反射ピークの強度を、同一の対象物に関して過去に測定して記録された反射波の反射ピークの強度と比較する(ステップS206)。これにより、反射ピークの強度変化の有無を判定する(ステップS207)。
Next, based on the reflection time calculated in step S202, a reflection peak related to the object is specified from the measured measurement data (step S204). That is, reflection peaks due to reinforcing bars in concrete are selected and extracted.
Next, the intensity of the reflection peak at the object identified in step S204 is obtained (step S205). Then, the intensity of the reflection peak is compared with the intensity of the reflection peak of the reflected wave measured and recorded in the past for the same object (step S206). Thereby, it is determined whether or not the intensity of the reflection peak has changed (step S207).

反射ピークの強度変化がある場合(ステップS207:Yes)、反射ピークの強度変化を理論値または統計値と照合する(ステップS208)。これにより、対象物の劣化の状況(劣化の程度)の推定を行う(ステップS209)。一方で、反射ピークの強度変化がない場合(ステップS207:No)、対象物の劣化の進行がないまたは劣化を検出できないものとする(ステップS210)。   When there is a change in the intensity of the reflection peak (step S207: Yes), the intensity change of the reflection peak is collated with a theoretical value or a statistical value (step S208). Thereby, the state of deterioration of the object (the degree of deterioration) is estimated (step S209). On the other hand, if there is no change in the intensity of the reflection peak (step S207: No), it is assumed that there is no progress of deterioration of the object or that the deterioration cannot be detected (step S210).

ここで、図3の処理流れと同様に、図17に示す処理流れのなかで、ステップS208の理論/統計の照合を、もう少し詳しく説明する。このステップS208での理論の照合とは、上述したように第2の実施形態の図9から図15で示した数値解析(電磁界シミュレーション)結果において反射ピークの強度変化の値に対して、点検対象となる埋設設備に対してレーダ技術により測定した測定値を照合することである。他方で、同ステップS208での統計の照合とは、まず、同じ種類や型式の埋設設備に関して過去に測定された複数の測定値を履歴として、それら測定値と劣化の状況(劣化の程度)とを関連付けて把握したデータベースを準備しておく。そして、点検する埋設設備を測定した値を、そのデータベースに照らして確認することを、ステップS208での統計の照合とする。あるいは、同じ埋設設備に対し過去に複数回測定した測定値を履歴として保持して、この履歴の値と新たに測定する値を比較することを統計の照合としても良い。   Here, similarly to the processing flow of FIG. 3, the theoretical / statistical collation in step S208 will be described in a little more detail in the processing flow shown in FIG. The theoretical collation in step S208 is an inspection for the intensity change value of the reflection peak in the numerical analysis (electromagnetic field simulation) results shown in FIGS. 9 to 15 of the second embodiment as described above. It is to collate the measured values measured by radar technology against the target buried equipment. On the other hand, the collation of the statistics in the step S208 means that a plurality of measured values measured in the past with respect to the buried equipment of the same type and type are used as a history, and these measured values and the state of deterioration (degree of deterioration) Prepare a database that is related to each other. And it is set as the collation of the statistics in step S208 to confirm the value which measured the buried equipment to check against the database. Or it is good also as collation of statistics to hold | maintain as a log | history the measured value measured several times in the past with respect to the same burying equipment, and to compare the value of this log | history with the value measured newly.

図18は、本実施形態の検出方法の処理流れの変形例を示す。具体的には、図18は、先に示した図17の処理流れの一部のなかで、図18中に(a)として再掲した処理流れの変形例を示す。すなわち、先の図17において、新たな測定値と過去の測定データとの比較(ステップS206)、反射ピークの強度変化の有無の判定(ステップS207)、反射ピークの強度変化と理論/統計との照合(ステップS208)、および対象物の劣化(鉄筋の腐食)状況の推定(ステップS209)までを以下のように置き変えて処理する。   FIG. 18 shows a modification of the processing flow of the detection method of the present embodiment. Specifically, FIG. 18 shows a modified example of the processing flow reprinted as (a) in FIG. 18 in a part of the processing flow of FIG. 17 described above. That is, in FIG. 17, the comparison between the new measurement value and the past measurement data (step S206), the determination of the presence or absence of the intensity change of the reflection peak (step S207), the intensity change of the reflection peak and the theory / statistics. The processes up to collation (step S208) and estimation of deterioration (rebar corrosion) situation of the object (step S209) are replaced as follows.

すなわち、図18中の(b)に示すように、一つの変形例の処理流れでは、新たな測定値と過去の測定データとの比較(ステップS206)の後、反射ピークの強度の変化量が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS251)。そして、反射ピークの強度の変化量が所定値以上である場合(ステップS251:Yes)、続いて、反射ピークの強度変化が所定方向の変化であるか否かを判定する(ステップS252)。本実施形態では、反射ピークの強度変化が減少方向の変化であるか否かを判定する。
具体的な一例では、前記所定値は、0.1mV/mと設定される。この場合、先の図15中の(b)において2.37mV/mから2.25mV/mへ変化するケースであれば、反射ピークの強度の変化量が0.1mV/m以上であるため前記所定値以上であることの条件を満たし、且つ、反射ピークの強度変化が減少方向の変化であることの条件を満たす。
That is, as shown in FIG. 18B, in the processing flow of one modified example, after the comparison between the new measurement value and the past measurement data (step S206), the amount of change in the intensity of the reflection peak is It is determined whether or not the value is equal to or greater than a predetermined value (step S251). If the amount of change in the intensity of the reflection peak is greater than or equal to a predetermined value (step S251: Yes), it is then determined whether or not the intensity change in the reflection peak is a change in a predetermined direction (step S252). In this embodiment, it is determined whether or not the intensity change of the reflection peak is a change in the decreasing direction.
In a specific example, the predetermined value is set to 0.1 mV / m. In this case, in the case of changing from 2.37 mV / m to 2.25 mV / m in FIG. 15B, the amount of change in the intensity of the reflection peak is 0.1 mV / m or more, so that The condition that the value is equal to or greater than the predetermined value is satisfied, and the condition that the intensity change of the reflection peak is a change in the decreasing direction is satisfied.

そして、反射ピークの強度が前記所定方向の変化である場合(ステップS252:Yes)、反射ピークの強度と理論/統計の照合を行う(ステップS253)。この理論の照合とは、測定値と、シミュレーション解析の結果により得られた図15中の(b)のグラフとの比較になる。例えば、同グラフから、反射ピークの強度が2.25mV/mに当たる錆の割合は約65%と読み取れる。従ってこの照合により対象物の劣化(鉄筋の腐食)の状況の推定を行う(ステップS254)。
他方で、先の2つの判定(ステップS251)および(ステップS252)のいずれかの判定結果が“No”であれば、対象物の劣化(鉄筋の腐食)は明確に推定できない。あるいは、先の図17に示すように、対象物の劣化(鉄筋の腐食)の進行なしと推定する(ステップS210)。
When the intensity of the reflection peak is a change in the predetermined direction (step S252: Yes), the intensity of the reflection peak is compared with theory / statistics (step S253). The verification of this theory is a comparison between the measured value and the graph (b) in FIG. 15 obtained as a result of the simulation analysis. For example, it can be read from the graph that the ratio of rust when the intensity of the reflection peak is 2.25 mV / m is about 65%. Therefore, the state of deterioration of the object (corrosion of the reinforcing bar) is estimated by this collation (step S254).
On the other hand, if the determination result of either of the previous two determinations (step S251) and (step S252) is “No”, the deterioration of the object (corrosion of the reinforcing bars) cannot be clearly estimated. Alternatively, as shown in FIG. 17 above, it is estimated that there is no progress of deterioration of the object (corrosion of reinforcing bars) (step S210).

以上、図17および図18に示す処理流れをステップ順に説明した。これらのステップで重要な項目について以下に補足説明する。
まず、図18中の(b)において、2つの判定(ステップS251)および(ステップS252)について、その順序は逆でもよい。すなわち、最初に反射ピークの強度変化が所定方向の変化であるか否かを判定し(ステップS251’)、これに続いて反射ピークの強度の変化量が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS252’)。これら(ステップS251’)と(ステップS252’)の両方の判定が“Yes”の場合、反射ピークの強度と理論/統計の照合(ステップS253)へ進む。そして、逆に両判定の片方でも“No”の場合、劣化は明確に推定できない、または劣化の進行なしと推定する(ステップS210)。
The processing flow shown in FIGS. 17 and 18 has been described above in the order of steps. The following is a supplementary explanation of the important items in these steps.
First, in FIG. 18B, the order of the two determinations (step S251) and (step S252) may be reversed. That is, first, it is determined whether or not the intensity change of the reflection peak is a change in a predetermined direction (step S251 ′), and subsequently, it is determined whether or not the change amount of the intensity of the reflection peak is greater than or equal to a predetermined value. (Step S252 ′). When both of these (step S251 ′) and (step S252 ′) are determined to be “Yes”, the process proceeds to the reflection peak intensity and theoretical / statistical collation (step S253). On the other hand, if one of the two determinations is “No”, it is estimated that the deterioration cannot be clearly estimated or the deterioration has not progressed (step S210).

次に、図17と同様、図18に示す処理流れのなかで、ステップS253での理論/統計の照合を具体的に説明する。このステップS253の理論の照合では、第2の実施形態の図9から図15で示す数値解析(電磁界シミュレーション)結果での反射ピークの強度変化の値に対して、点検対象となる埋設設備に対し測定した測定値を照合する。他方で、ステップS253の統計の照合では、同種類や型式の埋設設備を過去に測定された複数の測定値を記録し、多数の記録を履歴とする。この履歴は、劣化の程度と対応させてデータベースに記録される。このデータベースに記録された過去の測定データと、点検対象とする埋設設備を測定した値とを照合し確認する。これによりステップS253の統計の照合を行う。または、同じ埋設設備に対し過去に複数回測定した測定値を履歴に残し、この履歴の値と新たに測定する値を比べて統計の照合としても良い。こうした、同じ種類や同型の設備を過去に電磁波により測定した数値と劣化の状況とを対応付けて把握したデータベースからの情報に基づくことで、シミュレーションなど数値計算の理論に比べて、よりきめ細かく反射ピークの強度変化と統計の照合(ステップS253)ができる。加えてこの後のステップS254でも、履歴に残された過去の測定値と劣化状況の対応したデータベースに基づき、よりきめ細かい劣化状況の推定ができる。   Next, as in FIG. 17, the theoretical / statistical collation in step S253 will be specifically described in the processing flow shown in FIG. In the collation of the theory in step S253, the buried equipment to be inspected is compared with the intensity change value of the reflection peak in the numerical analysis (electromagnetic field simulation) results shown in FIGS. 9 to 15 of the second embodiment. Compare the measured values against the measured values. On the other hand, in the collation of statistics in step S253, a plurality of measured values measured in the past for the same type or type of buried equipment are recorded, and a large number of records are used as history. This history is recorded in the database in correspondence with the degree of deterioration. The past measurement data recorded in this database is checked against the value measured for the buried equipment to be inspected. Thereby, collation of the statistics of step S253 is performed. Alternatively, it is also possible to leave a measured value measured a plurality of times in the past for the same buried equipment in the history, and compare the value of this history with a newly measured value for statistical comparison. Based on information from a database that associates numerical values measured with electromagnetic waves in the past with the same type or the same type of equipment and the state of deterioration, the reflection peak is more finely compared to the theory of numerical calculations such as simulation. Can be collated (step S253). In addition, also in the subsequent step S254, a more detailed degradation state can be estimated based on a database corresponding to past measurement values remaining in the history and the degradation state.

次に、図18中の(b)のステップS254に挙げた「照合により対象物の劣化(鉄筋の腐食)状況の推定」について補足説明をする。例えば、2.37mV/mから2.25mV/mへ変化するケースでは、理論の照合(ステップS253)に続いて、反射ピークの強度が2.25mV/mである場合には、解析結果である図15中の(b)のグラフからその反射ピークの強度に対応する錆の割合が約65%であることを読み取れると上述した。しかしながら、この劣化状況の推定は、単純な1回の測定による数値変化のみで判定できない場合もある。そこで、より正確に判定するために好ましい項目を以下に挙げる。
(i)解析側:解析前の設定条件を現場環境に合せる(整合)
(ii)測定側:校正・キャリブレーション
(iii)詳細な履歴
(iv)健全時の数値
Next, supplementary explanation will be given for “estimation of deterioration of target object (corrosion of reinforcing bars) by collation” given in step S254 of FIG. 18B. For example, in the case of changing from 2.37 mV / m to 2.25 mV / m, the analysis result is obtained when the intensity of the reflection peak is 2.25 mV / m following the theoretical verification (step S253). As described above, it can be read from the graph (b) in FIG. 15 that the ratio of rust corresponding to the intensity of the reflection peak is about 65%. However, there is a case where the estimation of the deterioration state cannot be determined only by a numerical change by a single simple measurement. Therefore, preferable items are listed below for more accurate determination.
(I) Analysis side: Match the setting conditions before analysis to the on-site environment (match)
(Ii) Measurement side: Calibration / Calibration (iii) Detailed history (iv) Numeric value when sound

まずは、当然ではあるが数値解析であるため、(i)解析前の条件設定が重要である。対象設備の現場環境に合うように可能な限りその現場の条件を調査する。例えば、モデルサイズ、つまりコンクリートの長さ幅や厚さ、鉄筋の長さは、埋設設備の設計値を活用する。また、埋設設備の深さや土壌などは、埋設設置時の情報、あるいは最初に電磁波法で測定した際のデータを処理して得られた情報を利用することが考えられる。その調査された情報を解析の設定条件に取り入れ、解析を行い解析結果とする。   First, since it is a numerical analysis as a matter of course, (i) it is important to set conditions before the analysis. Investigate on-site conditions as much as possible to match the on-site environment of the target equipment. For example, the model size, that is, the length and thickness of concrete, and the length of rebar use the design value of the buried equipment. For the depth of buried equipment, soil, and the like, it is conceivable to use information obtained by processing information at the time of buried installation or data obtained by first measuring by the electromagnetic wave method. The surveyed information is taken into analysis setting conditions, analyzed, and used as an analysis result.

また、解析側の対応だけでなく、(ii)測定側の対応として、校正・キャリブレーションが必要である。例えば、上記(i)によって現場環境に整合した解析結果の数値が得られた場合、その対象を実際に測定した数値が解析結果の数値とどのように対応するのかを把握することが好ましい。例えば、今回の電磁波法では、反射ピークの強度の時間的な変化量に注目するので、時間経過に伴う測定を実施し、数値変化と解析結果との関係も得ておくことが好ましい。すなわち(ii)校正・キャリブレーションの一例は、時間経過の数値変化を解析結果と対応して把握する校正・キャリブレーションである。   Further, not only the analysis side, but also (ii) calibration / calibration is required as the measurement side. For example, when the numerical value of the analysis result consistent with the field environment is obtained by the above (i), it is preferable to grasp how the numerical value actually measured for the target corresponds to the numerical value of the analysis result. For example, in this electromagnetic wave method, attention is paid to the amount of temporal change in the intensity of the reflection peak. Therefore, it is preferable to carry out measurement with the passage of time and obtain the relationship between the numerical change and the analysis result. That is, (ii) an example of calibration / calibration is calibration / calibration for grasping numerical changes over time in correspondence with analysis results.

さらに、上述した(ii)校正・キャリブレーションにおける時間経過に伴う複数回の測定に関係して、(iii)詳細な履歴があることが好ましい。上記の(i)現場環境に合せた解析結果までに至らない解析(図9から図12)の結果(図13から図15)でも単調な変化でない。従って、(iii)履歴の数値変化(過去に測定した複数回の値)が解析結果のどの箇所に位置するかを確認することが好ましい。このような(iii)詳細な履歴のなかには、(iv)対象物が劣化する前の健全時の測定値が含まれていることも解析結果に照らして劣化があるか否かを判断するために好ましい場合がある。   Furthermore, it is preferable that (iii) there is a detailed history related to the above-mentioned (ii) multiple measurements with time in calibration / calibration. Even the results (FIGS. 13 to 15) of the analysis (FIGS. 9 to 12) that do not reach the analysis results according to the above (i) field environment are not monotonous. Therefore, (iii) It is preferable to confirm in which position in the analysis result the change in the numerical value of the history (a plurality of values measured in the past) is located. Such (iii) detailed history includes (iv) the measurement value at the time of sound before the object deteriorates in order to determine whether there is deterioration in light of the analysis result. It may be preferable.

以上のような第2の実施形態の検出方法および検出装置によれば、第1の実施形態と同様に、電磁波による測定結果を用いて対象物の劣化の程度を検出可能である。
ここで、図1および図2を用いて上述したように、周波数シフトは、高周波数方向にずれる場合と、低周波数方向にずれる場合とがある。このため、あまり多くのケースは想定されないが、特定の条件を満たす場合に、高周波数方向にずれる要素と、低周波数方向にずれる要素とが重なり、周波数シフトが測定できない場合も想定される。
一方で、本実施形態では、劣化の程度の推定は、測定された反射波のピークの強度の値、または、ピークの強度の変化の程度に基づき行われる。このような構成によれば、周波数シフトが測定できない場合であっても、対象物の劣化の状況を確実に検出することができる。
According to the detection method and the detection apparatus of the second embodiment as described above, the degree of deterioration of the object can be detected using the measurement result by the electromagnetic wave, as in the first embodiment.
Here, as described above with reference to FIGS. 1 and 2, the frequency shift may be shifted in the high frequency direction or in the low frequency direction. For this reason, although not many cases are assumed, when a specific condition is satisfied, an element that shifts in the high frequency direction overlaps with an element that shifts in the low frequency direction, and it may be assumed that the frequency shift cannot be measured.
On the other hand, in the present embodiment, the degree of deterioration is estimated based on the value of the measured peak intensity of the reflected wave or the degree of change in the peak intensity. According to such a configuration, even when the frequency shift cannot be measured, it is possible to reliably detect the state of deterioration of the object.

また、本実施形態では、反射波特性の変化の量が所定値以上であり、且つ、反射波特性の変化が所定方向の変化である場合に、前記劣化の程度が推定される。一例としては、反射ピークの強度または周波数の変化の量が所定値以上であり、且つ、反射ピークの強度または周波数の変化が所定方向の変化である場合に、対象物の劣化の程度が推定される。このような構成によれば、例えば上述したように反射ピークの強度変化の傾向が途中で変化する場合であっても、劣化の程度を比較的精度良く検出することができる。すなわち、本実施形態では、反射ピークの強度または周波数の変化の量が所定値以上であるか否か、および、反射ピークの強度または周波数の変化が所定方向の変化であるか否かを判定することで、劣化の程度の推定における精度を担保している。
なお、上記の実施形態では、反射ピークの強度変化について、所定値以上であるか、および所定方向の変化であるかを判定したが、これに代えて、反射ピークの周波数シフトについて、所定値以上であるか否か、および所定方向の変化であるか否かを判定してもよい。
In the present embodiment, the degree of deterioration is estimated when the amount of change in the reflected wave characteristic is a predetermined value or more and the change in the reflected wave characteristic is a change in a predetermined direction. As an example, when the amount of change in the intensity or frequency of the reflection peak is a predetermined value or more and the change in the intensity or frequency of the reflection peak is a change in a predetermined direction, the degree of deterioration of the object is estimated. The According to such a configuration, for example, the degree of deterioration can be detected with relatively high accuracy even when the tendency of the intensity change of the reflection peak changes midway as described above. That is, in this embodiment, it is determined whether or not the amount of change in the intensity or frequency of the reflection peak is greater than or equal to a predetermined value, and whether or not the change in the intensity or frequency of the reflection peak is a change in a predetermined direction. This guarantees the accuracy in estimating the degree of deterioration.
In the above embodiment, it is determined whether the intensity change of the reflection peak is a predetermined value or more and whether the change is in a predetermined direction. Instead, the frequency shift of the reflection peak is more than the predetermined value. It may be determined whether or not it is a change in a predetermined direction.

(第3の実施形態)
図19から図24を参照し、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、真空中の鉄棒モデルの解析(反射ピークの強度変化)を活用したものである。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. The third embodiment utilizes analysis of a steel bar model in vacuum (reflection peak intensity change).

図19および図20は、真空中の鉄棒に対するシミュレーションモデルを示す。詳しく述べると、図19は、シミュレーションモデルの全体図を示す。この図19では、解析空間は、X軸とY軸の両方向に1.4m×1.4m、Z軸方向に1.1mの広さを持つ。このモデルは、解析空間内に、Y軸方向に長さ80cm、XZ面で直径1cmの円柱形状の鉄棒を配置する。この鉄棒の一部(もしくは全部)の周囲には、錆(鉄棒の表面から3mmの厚み)が設けられる。この錆の範囲(Y軸方向の長さ)は、1cmから80cmのパラメータとして可変である。さらに、このモデルは、解析空間の上部(Z軸でのプラス方向)から下側(Z軸でマイナス方向)へXY平面の平面波を送る。そして平面波が鉄棒によって反射した反射波を受信する観測点は、その解析空間(XY平面)の中央の上部(Z軸のプラス方向)に配置される。この図19に示すような真空中の鉄棒モデルで電磁界シミュレーションが実施される。   19 and 20 show a simulation model for a steel bar in a vacuum. Specifically, FIG. 19 shows an overall view of the simulation model. In FIG. 19, the analysis space has a size of 1.4 m × 1.4 m in both the X-axis and Y-axis directions and 1.1 m in the Z-axis direction. In this model, a cylindrical iron rod having a length of 80 cm in the Y-axis direction and a diameter of 1 cm on the XZ plane is arranged in the analysis space. Rust (thickness of 3 mm from the surface of the iron bar) is provided around a part (or all) of the iron bar. This rust range (the length in the Y-axis direction) is variable as a parameter from 1 cm to 80 cm. Furthermore, this model sends plane waves on the XY plane from the upper part (plus direction on the Z axis) to the lower side (minus direction on the Z axis) of the analysis space. And the observation point which receives the reflected wave which the plane wave reflected by the iron bar is arrange | positioned in the center upper part (Z-axis plus direction) of the analysis space (XY plane). An electromagnetic field simulation is performed with a steel bar model in a vacuum as shown in FIG.

図20は、上記シミュレーションモデルの一部を拡大して示す。図20の拡大部分は、鉄棒の周囲(表面)において錆が設けられた部分と設けられていない部分との境界部分を示す。この錆の形状は、XZ平面の断面では、鉄棒の円を囲む環状である。この図20において、XY平面上に描かれた長方形状の格子は、シミュレーション解析のためのメッシュである。図20に示すように、鉄棒の直径は1cmである。そして、鉄棒の表面を取り巻くように錆が3mmの厚さで覆う。先の図19に示す鉄棒の部分は、後述する制約から、その周囲を含めて1mmのメッシュサイズが採用される。図20には、鉄棒と錆の内部にあるXY断面でのメッシュとして、鉄棒の直径断面方向で1mmサイズのメッシュが10個分ある。また、錆には、厚み方向で3個分の同メッシュが確認できる。   FIG. 20 shows an enlarged part of the simulation model. The enlarged portion of FIG. 20 shows a boundary portion between a portion where rust is provided and a portion where rust is not provided in the periphery (surface) of the iron bar. The shape of this rust is a ring surrounding the circle of the iron bar in the cross section of the XZ plane. In FIG. 20, a rectangular lattice drawn on the XY plane is a mesh for simulation analysis. As shown in FIG. 20, the diameter of the iron bar is 1 cm. Then, rust is covered with a thickness of 3 mm so as to surround the surface of the iron bar. For the part of the iron bar shown in FIG. 19, a mesh size of 1 mm including the periphery is adopted due to the restrictions described later. In FIG. 20, there are ten meshes of 1 mm size in the diametral cross-sectional direction of the iron bar as meshes in the XY cross section inside the iron bar and rust. Moreover, the same mesh for three pieces can be confirmed in rust in the thickness direction.

図20に示す長方形状のメッシュには、モデルを構成するそれぞれの物質の材料定数(誘電率および導電率など)が設定される。この図20において、鉄棒には完全導体の材料定数が設定される。一方で、錆には、酸化第二鉄(Fe)の周波数特性を含めた誘電率および導電率が材料定数として設定される。特に、錆が周囲を覆う鉄棒の表面には、Feの材料定数が設定される。これにより、鉄棒の表面部分は、腐食している(錆びている)条件が設定される。 In the rectangular mesh shown in FIG. 20, the material constants (dielectric constant, conductivity, etc.) of each substance constituting the model are set. In FIG. 20, the material constant of a complete conductor is set for the iron bar. On the other hand, for rust, a dielectric constant and conductivity including frequency characteristics of ferric oxide (Fe 2 O 3 ) are set as material constants. In particular, the material constant of Fe 2 O 3 is set on the surface of the iron bar that surrounds the rust. Thereby, the surface part of the iron bar is set to be corroded (rusted).

上記のように設定される理由としては、鉄筋の錆に関する状況およびシミュレーション解析のモデルとして次のような3つの制約があるからである。
(1)鉄筋は、断面積で10%が削れると構造上に支障が発生する。
(2)鉄が酸化して錆となる時の体積膨張率は、2.5である。なおこの数値は、例えば非特許文献2に示されている。
(3)解析空間に設定可能な最小のメッシュサイズは、1mmである。
なお、解析空間に設定可能な最小のメッシュサイズが1mmである理由は、以下のとおりである。すなわち、解析空間内のメッシュサイズを10mmから1mmに変えた場合に、同程度のサイズで同一モデルについての解析評価で影響があることが確認されている。このような10mmから1mmまでの範囲でのメッシュサイズ変更でも、細かくすることにより解析結果が収束に向かう。そして、メッシュ1mmサイズで反射ピーク変化の検討に十分な精度があることが本発明者らによって確かめられている。
The reason why it is set as described above is because there are the following three restrictions as a model for simulation and the situation regarding the rust of the reinforcing bar.
(1) If the reinforcing bar is cut by 10% in cross-sectional area, a structural problem will occur.
(2) The volume expansion coefficient when iron is oxidized to become rust is 2.5. This numerical value is shown in Non-Patent Document 2, for example.
(3) The minimum mesh size that can be set in the analysis space is 1 mm.
The reason why the minimum mesh size that can be set in the analysis space is 1 mm is as follows. That is, when the mesh size in the analysis space is changed from 10 mm to 1 mm, it is confirmed that there is an influence in the analysis evaluation for the same model with the same size. Even if the mesh size is changed in such a range from 10 mm to 1 mm, the analysis result is converged by making it finer. It has been confirmed by the present inventors that the reflection peak change is sufficiently accurate with a 1 mm mesh size.

上記3つの制約を満たすと、図20に示すように、鉄棒の表面を錆に置き換える設定となる。これは実際には、鉄筋表面が腐食して削られることを意味する。この設定のメッシュに関して説明すると、図20の錆がある鉄棒モデルでは、鉄棒の円柱で直径断面の方向にある10等分したメッシュのなかで、鉄棒の表面部に当たる1層のメッシュが鉄から錆となっている。そして、該当するメッシュ1層の鉄から、鉄筋が腐食することにより、その鉄棒の表面メッシュを含めて外側へメッシュ4層、体積としてはメッシュ3個分を錆に変えている。なお後述する図21から図23に示す解析結果に挙げる鉄優先の設定では、メッシュは3層が錆であるとともに、体積は変わらず3個分が錆びである。   When the above three restrictions are satisfied, the surface of the iron bar is set to be replaced with rust as shown in FIG. This actually means that the surface of the reinforcing bar is corroded and shaved. The mesh with this setting will be explained. In the iron rod model with rust shown in FIG. 20, one layer of mesh that hits the surface of the iron rod is rusted from the iron among the 10 equally divided meshes in the direction of the diameter cross section. It has become. Then, when the reinforcing bar corrodes from the iron of the corresponding mesh 1 layer, the mesh 4 layers outward including the surface mesh of the iron bar, and the volume of 3 meshes are changed to rust. In addition, in the setting of the iron priority listed in the analysis results shown in FIGS. 21 to 23 described later, the mesh has three layers of rust, and the volume does not change and three pieces are rusted.

今回、電磁界シミュレーションに使用する時間領域差分(FDTD)法は、メッシュにより作られる直方体ブロックを1個として扱うものではない。メッシュにより作られる直方体の12辺それぞれの部分に物質の材料定数が設定され、この設定が解析に活用される。上述した鉄の表面を錆に変える説明では、図20に示す鉄棒のXY平面の断面に関するものであるので、メッシュの1辺を層と言い換えている。元の鉄棒で表面に当たる箇所、または新たに鉄棒の周囲に錆として形成される部分も辺であるが、上述の説明では断面内の形状であるため“層”と称する。   This time, the time domain difference (FDTD) method used for electromagnetic field simulation does not handle a single rectangular parallelepiped block made of mesh. Material constants of the substance are set for each of the 12 sides of the rectangular parallelepiped made of the mesh, and this setting is used for analysis. In the above description of changing the iron surface to rust, since it relates to the cross section of the iron bar shown in FIG. 20 on the XY plane, one side of the mesh is referred to as a layer. The part that hits the surface with the original iron bar, or the part newly formed as rust around the iron bar is also a side, but in the above description, it is called a “layer” because it has a shape in the cross section.

次に、本実施形態における真空中の鉄棒に対する反射波の時間応答を説明する。
図21は、真空中の鉄棒に関する反射波の時間応答の全体図を示す。図21に示す時間応答は、先の第2の実施形態の図13と同様に、横軸が時間(単位はnsec)であり、縦軸が電界強度(単位はV/m)である。また、この時間応答のグラフでは、モデルの鉄棒を取り巻く錆は、鉄棒の表面も錆か(錆優先)、および鉄棒の表面は鉄のままか(鉄優先)の両方の選択肢を挙げている。加えてその鉄棒(長さ80cm)を取り巻く錆の範囲は、10cm、20cm、30cm、40cmと可変である。
Next, the time response of the reflected wave with respect to the iron bar in the vacuum in this embodiment is demonstrated.
FIG. 21 shows an overall view of the time response of the reflected wave with respect to the iron bar in vacuum. In the time response shown in FIG. 21, the horizontal axis represents time (unit: nsec) and the vertical axis represents electric field strength (unit: V / m), as in FIG. 13 of the second embodiment. Also, in this time response graph, the rust surrounding the model iron bar has options of whether the surface of the iron bar is also rust (rust priority) or whether the surface of the iron bar is iron (iron priority). In addition, the range of rust surrounding the iron bar (length 80 cm) is variable to 10 cm, 20 cm, 30 cm, and 40 cm.

図21のグラフでは、約4nsecに凡そ0.135V/m〜0.145V/mの反射ピーク(以下では、第1の反射ピークと称する)が存在する。この第1の反射ピークは、鉄棒による電磁波の反射である。そして、この第1の反射ピークの約4nsecの後には、約3nsec毎に電界強度の盛り上がり(4.7nsecから48mV/m、7.8nsecから26mV/m、10.4nsecから14mV/m、13.5nsecから11mV/m、16.2nsecから9mV/mなど)が見られる。これらの電界強度の盛り上がりは、照射した電磁波により鉄棒に励磁された電界が共鳴して、電磁波が鉄棒から再放射され発生しているものと推定される。これら電界強度の盛り上がりおよび鉄棒からの第1の反射ピークは、錆優先/鉄優先および錆の範囲による違いによりピーク強度や電界強度の盛り上がり形状が多少異なっている。   In the graph of FIG. 21, there is a reflection peak (hereinafter referred to as a first reflection peak) of about 0.135 V / m to 0.145 V / m at about 4 nsec. This first reflection peak is the reflection of electromagnetic waves by the iron bar. Then, after about 4 nsec of the first reflection peak, the electric field strength rises every about 3 nsec (from 4.7 nsec to 48 mV / m, 7.8 nsec to 26 mV / m, 10.4 nsec to 14 mV / m, 13. 5 nsec to 11 mV / m, 16.2 nsec to 9 mV / m, etc.). It is presumed that the increase in the electric field intensity is caused by resonating the electric field excited on the iron bar by the irradiated electromagnetic wave and re-radiating the electromagnetic wave from the iron bar. The rising of the electric field strength and the first reflection peak from the iron bar have slightly different peak shapes and rising shapes of the electric field strength due to differences depending on rust priority / iron priority and rust range.

図21に示す解析結果のグラフでは、モデル設定として錆優先の場合に加えて、鉄優先の場合についても結果を示す。このように図21および後述する図22や図23で異なるモデル設定の結果を合せて(並べて)示した理由は、モデル設定により解析結果の数値に違いは生じるが、錆の範囲を変化させた時に現れる反射ピークが変化する傾向は同じであることを示すためである。すなわち、本来は多様な錆の形態について、この数値解析検討で2つの異なる設定が同じ傾向を示すことを確認することを意味している。   In the graph of the analysis result shown in FIG. 21, in addition to the case of rust priority as a model setting, the result is also shown for the case of iron priority. The reason why the results of different model settings are combined (arranged) in FIG. 21 and FIG. 22 and FIG. 23 described later is that the numerical value of the analysis result varies depending on the model settings, but the range of rust is changed. This is to show that the tendency of changing the reflection peak that appears sometimes is the same. In other words, this means that it is confirmed that two different settings show the same tendency in this numerical analysis study for various forms of rust.

ここで、上記第1の反射ピークの強度の違いが錆の設定でどのように異なるかをより詳しく示すため、図21のグラフで破線の囲み部分を拡大して図22に示す。
図22に拡大して示す第1の反射ピークでは、鉄優先よりも錆優先のほうが、その反射ピークの強度が高い傾向が確認できる。例えば、錆の範囲が共に10cmの場合、鉄優先の反射ピークの強度は、0.144V/mであり、錆優先の反射ピークの強度は、0.146V/mである。また、錆の範囲に関しては錆が拡大するに従って、反射ピークの強度が減少する傾向が見られる。例えば、錆優先で、錆の範囲が10cm、20cm、30cm、40cmと拡大するに従い、反射ピークの強度は、0.144V/m、0.142V/m、0.139V/m、0.136V/mと減ることが読み取れる。これらの錆の各設定(鉄優先/錆優先、錆の範囲)に関して、第1の反射ピークの電界強度の値がどのように変化するかについて図23にグラフ化した。
Here, in order to show in more detail how the difference in intensity of the first reflection peak differs depending on the rust setting, the encircled portion of the broken line in the graph of FIG. 21 is shown in FIG.
In the first reflection peak shown enlarged in FIG. 22, it can be confirmed that the rust priority is higher than the iron priority and the intensity of the reflection peak is higher. For example, when the rust ranges are both 10 cm, the intensity of the iron-priority reflection peak is 0.144 V / m, and the intensity of the rust-priority reflection peak is 0.146 V / m. In addition, regarding the range of rust, there is a tendency that the intensity of the reflection peak decreases as rust expands. For example, with priority on rust, the intensity of the reflection peak is 0.144 V / m, 0.142 V / m, 0.139 V / m, 0.136 V / as the range of rust expands to 10 cm, 20 cm, 30 cm, and 40 cm. It can be read that m decreases. For each of these rust settings (iron priority / rust priority, rust range), the graph of FIG. 23 shows how the electric field strength value of the first reflection peak changes.

図23は、錆の範囲に関する反射ピークの強度の変化を示す。このモデルは、真空中の鉄棒である。図23のグラフは、縦軸が反射ピークの強度(V/m)、横軸が錆の範囲(単位はcm)である。図23中の(a)のグラフは、縦軸の範囲を0〜0.16V/mである。一方で、図23中の(b)のグラフは、解析した結果での反射ピークの強度が変化する範囲0.134V/m〜0.148V/mの部分を拡大したものである。この図23中の(b)のグラフに示すように、錆の範囲が増えるに従い、反射ピークの強度が単調に低下することが分かる。   FIG. 23 shows the change in intensity of the reflection peak with respect to the rust range. This model is a horizontal bar in a vacuum. In the graph of FIG. 23, the vertical axis represents the intensity of the reflection peak (V / m), and the horizontal axis represents the range of rust (unit: cm). In the graph of (a) in FIG. 23, the range of the vertical axis is 0 to 0.16 V / m. On the other hand, the graph of (b) in FIG. 23 is an enlarged view of a portion of the range of 0.134 V / m to 0.148 V / m in which the intensity of the reflection peak as a result of analysis changes. As shown in the graph (b) in FIG. 23, it can be seen that the intensity of the reflection peak monotonously decreases as the range of rust increases.

特に、錆優先の場合、つまり鉄棒の表面に当たる位置が錆の材料定数(誘電率および導電率)に設定されると、錆の範囲でより顕著に反射ピークの強度の低下が現れる。この錆優先の設定は、先の図20に示したように、直径1cmの鉄棒に対して解析のために1mm毎の格子状メッシュとしており、かつ、錆がある範囲で鉄棒の表面は、錆の材料定数(誘電率および導電率)に設定される。この結果として、錆の厚みは実質4mmとなる。この厚みの数値は次の理由から妥当である。
理由としては、まず、鉄が酸化して酸化第二鉄(Fe)になると、一般的な膨張率は、2.5倍である点がある。なお、2.5倍という数値は、例えば非特許文献2で示されている値である。もう一つの観点では、コンクリート中で鉄筋の1割が腐食すると構造強度に問題が生じると言われていることである。これら2つの点から、解析のため1mm毎の格子状メッシュでは、鉄棒の周囲に3mm目の格子メッシュまでを錆に設定し、さらに鉄棒表面に当たるメッシュ格子の辺を錆の材料定数に設定することで、合わせて実質4mmとなる。
In particular, in the case where rust is given priority, that is, when the position corresponding to the surface of the iron bar is set to the material constants (dielectric constant and conductivity) of rust, the intensity of the reflection peak decreases more significantly in the range of rust. As shown in FIG. 20, the rust priority setting is a grid mesh of 1 mm for analysis on a 1 cm diameter steel bar, and the surface of the iron bar is rusted within the range where there is rust. Material constants (dielectric constant and conductivity). As a result, the thickness of rust is substantially 4 mm. This numerical value of thickness is appropriate for the following reason.
The reason, first, when the iron is ferric oxide by oxidation (Fe 2 O 3), the general inflation rate, there is a point which is 2.5 times. In addition, the numerical value of 2.5 times is a value shown by the nonpatent literature 2, for example. From another viewpoint, it is said that when 10% of the reinforcing steel bars corrode in concrete, problems arise in structural strength. From these two points, in the grid mesh for every 1 mm for analysis, set the grid mesh up to the 3 mm grid mesh around the iron bar to rust, and set the mesh grid side that hits the iron bar surface to the rust material constant. Therefore, the total is substantially 4 mm.

ここで、図23中の(b)のグラフに示すように、錆の範囲が増加するに従い、反射ピークの強度が単調に低下する傾向がある。そこで、検査においてこの傾向を活用することが考えられる。すなわち、反射ピークの強度が減少することを測定データと過去の履歴(過去の測定データ)から判定することができると、その強度が減少する程度によって、錆の範囲、つまり鉄筋コンクリートの腐食の進行度合いを把握することができる。   Here, as shown in the graph of (b) in FIG. 23, the intensity of the reflection peak tends to decrease monotonously as the range of rust increases. Therefore, it is conceivable to utilize this tendency in the inspection. That is, if it can be determined from the measurement data and past history (past measurement data) that the intensity of the reflection peak is reduced, the extent of the rust, that is, the degree of corrosion of the reinforced concrete, depending on the degree to which the intensity decreases. Can be grasped.

次に、第3の実施形態の検出装置300について説明する。
図24は、本実施形態の検出装置300および周辺装置の構成例を示す。なお、第1および第2の実施形態と同一または類似の機能を有する構成には、同一の符号を付す。図24に示すように、検出装置300は、測定結果処理部201、数値解析部202、比較部303、推定部204、および処理必要性判定部305を有する。
Next, the detection apparatus 300 of 3rd Embodiment is demonstrated.
FIG. 24 shows a configuration example of the detection device 300 and peripheral devices of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure which has the same or similar function as 1st and 2nd embodiment. As illustrated in FIG. 24, the detection apparatus 300 includes a measurement result processing unit 201, a numerical analysis unit 202, a comparison unit 303, an estimation unit 204, and a processing necessity determination unit 305.

比較部(比較判定部)303は、履歴DB113から過去の測定データを取得する。そして、測定結果処理部201が処理した結果と、履歴DB113から取得した過去の測定データとを比較することで、反射ピークの変化の傾向を検出する。例えば、比較部303は、反射ピークの強度変化が所定方向の変化であるか否かを判定する。本実施形態では、比較部303は、反射ピークの強度変化が減少方向の変化であるか否かを判定する。すなわち、比較部303は、図18を用いて後述するステップS301の処理を行う。
また、本実施形態の推定部204は、図18を用いて後述するステップS302およびステップS303の処理を行う。
The comparison unit (comparison determination unit) 303 acquires past measurement data from the history DB 113. And the tendency of the change of a reflection peak is detected by comparing the result processed by the measurement result processing unit 201 with the past measurement data acquired from the history DB 113. For example, the comparison unit 303 determines whether the intensity change of the reflection peak is a change in a predetermined direction. In the present embodiment, the comparison unit 303 determines whether the intensity change of the reflection peak is a change in the decreasing direction. That is, the comparison unit 303 performs a process of step S301 described later with reference to FIG.
In addition, the estimation unit 204 according to the present embodiment performs processing in step S302 and step S303, which will be described later with reference to FIG.

処理必要性判定部305は、劣化の程度を推定した後に、推定された劣化の程度に基づき、対象物に対する保守の必要性の有無を判定する。すなわち、処理必要性判定部305は、図18を用いて後述するステップS304の処理を行う。なお、処理必要性判定部305の処理の具体例は、後述する処理流れのなかで説明する。   After estimating the degree of deterioration, the processing necessity determination unit 305 determines whether or not the object needs to be maintained based on the estimated degree of deterioration. That is, the process necessity determination unit 305 performs a process of step S304 described later with reference to FIG. A specific example of processing by the processing necessity determination unit 305 will be described in a processing flow described later.

次に、本実施形態の検出方法の処理流れの一例を示す。
なおここでは、第2の実施形態で述べた図17および図18を再び参照する。なお、反射ピークの強度変化を検出するまでの処理流れは、第2の実施形態と略同じなので、ここでの説明は省略する。
Next, an example of the processing flow of the detection method of this embodiment is shown.
Here, FIG. 17 and FIG. 18 described in the second embodiment will be referred to again. Note that the processing flow until the intensity change of the reflection peak is detected is substantially the same as that in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

図18中の(a)は、図17において、新たな測定値と過去の測定データとの比較(ステップS206)、反射ピークの強度変化の有無の判定(ステップS207)、測定データと理論/統計との照合(ステップS208)、および対象物の劣化推定(ステップS209)までの処理を示す。   (A) in FIG. 18 is a comparison between new measurement values and past measurement data in FIG. 17 (step S206), determination of presence / absence of reflection peak intensity change (step S207), measurement data and theory / statistics. The process until collation with (step S208) and estimation of deterioration of the object (step S209) is shown.

本実施形態では、新たな測定値と過去の測定データとの比較(ステップS206)、反射ピークの強度変化の有無の判定(ステップS207)、測定データと理論/統計との照合(ステップS208)、および対象物の劣化推定(ステップS209)までの処理流れを以下のように置き変える。   In the present embodiment, a comparison between new measurement values and past measurement data (step S206), determination of presence / absence of reflection peak intensity change (step S207), collation between measurement data and theory / statistics (step S208), The processing flow up to the estimation of deterioration of the object (step S209) is replaced as follows.

すなわち、図18中の(c)に示すように、本実施形態の処理流れでは、新たな測定値と過去の測定データとの比較(ステップS206)の後、最初に、反射ピークの強度変化が所定方向の変化であるか否かを判定する(ステップS301)。本実施形態では、反射ピークの強度変化が減少方向の変化であるか否かを判定する。そして、反射ピークの強度変化が所定方向の変化であると判定された場合(ステップS301:Yes)、反射ピークの強度と理論/統計の照合を行う(ステップS302)。   That is, as shown in FIG. 18C, in the processing flow of the present embodiment, after comparison between a new measurement value and past measurement data (step S206), first, the intensity change of the reflection peak is changed. It is determined whether or not the change is in a predetermined direction (step S301). In this embodiment, it is determined whether or not the intensity change of the reflection peak is a change in the decreasing direction. If it is determined that the intensity change of the reflection peak is a change in a predetermined direction (step S301: Yes), the intensity of the reflection peak is compared with theory / statistics (step S302).

次に、この照合(ステップS302)の結果に基づき、対象物の劣化(鉄筋の腐食)状況を推定する(ステップS303)。例えば、反射ピークの強度が0.138V/mで、過去のデータが0.144V/mの場合、ステップS301では、反射ピークの強度が減少していると判定される。そして、理論値との照合(ステップS302)と対象物の劣化状況の推定(ステップS303)では、図23中の(b)に基づき、例えばピーク強度が0.138V/mで錆の範囲が約35cmと推定される。   Next, based on the result of this collation (step S302), the state of deterioration of the target (rebar corrosion) is estimated (step S303). For example, when the intensity of the reflection peak is 0.138 V / m and the past data is 0.144 V / m, it is determined in step S301 that the intensity of the reflection peak has decreased. In comparison with the theoretical value (step S302) and estimation of the deterioration state of the object (step S303), based on (b) in FIG. 23, for example, the peak intensity is 0.138 V / m and the range of rust is about Estimated to be 35 cm.

さらにその後に、図18中の(c)の処理流れでは、ステップS303により推定された劣化の程度に基づき、対象物に対して対処(保守)が必要か否かを判定する(ステップS304)。すなわち、ステップS304では、推定された劣化の程度が所定値以上であるか否かが判定される。そして、推定された劣化の程度が所定値以上であれば、対処(保守)が必要と判定される。一方で、推定された劣化の程度が所定値未満であれば、対処(保守)が不要と判定される。
一例について述べると、図23中の(b)のグラフにおいて、錆の範囲20cm以下で経過推移を観察する範囲であり、30cm以上で保守対応が必要との基準がある場合に、反射ピークの強度が0.138V/m(推定した錆の範囲:約35cm)であれば、ステップS304の判定は、保守対応を必要とする“Yes”となる。他方で、反射ピークの強度が所定方向の変化であるか否かの判定(ステップS301)、または推定された劣化進行に対処(保守)が必要か否かの判定(ステップS304)のどちらか片方でも“No”ならば、図17に示すように、対象物の劣化(鉄筋の腐食)の進行なしと推測される(ステップS210)。
Thereafter, in the process flow of (c) in FIG. 18, it is determined whether or not the object needs to be dealt with (maintenance) based on the degree of deterioration estimated in step S303 (step S304). That is, in step S304, it is determined whether or not the estimated degree of deterioration is greater than or equal to a predetermined value. If the estimated degree of deterioration is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that countermeasures (maintenance) are necessary. On the other hand, if the estimated degree of deterioration is less than a predetermined value, it is determined that no countermeasure (maintenance) is necessary.
For example, in the graph of (b) in FIG. 23, the intensity of the reflection peak when there is a standard in which the progress is observed at a rust range of 20 cm or less, and maintenance is required at 30 cm or more. Is 0.138 V / m (estimated rust range: about 35 cm), the determination in step S304 is “Yes” that requires maintenance. On the other hand, either the determination of whether or not the intensity of the reflection peak is a change in a predetermined direction (step S301) or the determination whether or not the estimated deterioration progress needs to be dealt with (maintenance) (step S304). However, if “No”, as shown in FIG. 17, it is presumed that there is no progress of deterioration of the object (corrosion of the reinforcing bars) (step S210).

ここで、図3および図17と同様に、図18中の(c)に示す処理流れのなかでも、ステップS302での理論/統計の照合について説明する。このステップS302における理論の照合では、第3の実施形態の図19から図23に示す数値解析(電磁界シミュレーション)結果での反射ピークの強度変化の値に対して、点検対象となる埋設設備に対し測定した測定値を照合する。他方で、同ステップS302における統計の照合では、同種類や型式の埋設設備を過去に測定された複数の測定値を記録し、多数の記録を履歴とする。この履歴は、劣化状況と対応させてデータベースに記録される。このデータベースに記録された過去の測定値と、点検対象とする埋設設備を測定した値とを照合し確認する。これによりステップS302の統計の照合を行う。または、同じ埋設設備に対し過去に複数回測定した測定値を履歴に残し、この履歴の値と新たに測定する値を比べて統計の照合としても良い。こうした、同じ種類や同型の設備を過去に電波により測定した数値と劣化の状況とを対応付けて把握したデータベースからの情報に基づくことで、シミュレーションなど数値計算の理論に比べて、よりきめ細かく反射ピークの強度変化と統計の照合(ステップS302)ができる。加えてこの後のステップS303でも履歴に残された過去の測定値と劣化状況の対応したデータベースに基づき、よりきめ細かい劣化状況の推定ができる。   Here, similarly to FIG. 3 and FIG. 17, the theoretical / statistical collation in step S302 will be described in the processing flow shown in (c) of FIG. In the verification of the theory in step S302, the buried facility to be inspected is inspected with respect to the intensity change value of the reflection peak in the numerical analysis (electromagnetic field simulation) results shown in FIGS. 19 to 23 of the third embodiment. Compare the measured values against the measured values. On the other hand, in the statistical verification in step S302, a plurality of measurement values measured in the past for the same type and type of buried equipment are recorded, and a large number of records are used as histories. This history is recorded in the database in correspondence with the deterioration state. The past measured values recorded in this database are checked against the values measured for the buried equipment to be inspected. Thereby, collation of the statistics of step S302 is performed. Alternatively, it is also possible to leave a measured value measured a plurality of times in the past for the same buried equipment in the history, and compare the value of this history with a newly measured value for statistical comparison. Based on information from a database that associates numerical values measured by radio waves with the same type or the same type of equipment in the past and grasps the state of deterioration, reflection peaks are more finely compared to the theory of numerical calculations such as simulation. Strength change and statistics can be collated (step S302). In addition, in the subsequent step S303, a more detailed degradation state can be estimated based on a database corresponding to past measurement values remaining in the history and the degradation state.

また、図18中の(c)は、他の図18中の(a)または(b)の処理フローにないステップ、「推定の劣化進行に対処(保守)が必要か否か」の判定(ステップS304)を含む。この理由としては、例えば図18中の(b)では、比較的現実に近いコンクリートを含む解析モデルの結果(図15参照)を照合する理論(数値解析)としている。このため理論の照合では、確からしい判断が想定される。これに対して、図18中の(c)は、鉄棒のみをモデルとする解析結果(図23参照)から多少誤った判定を含む範囲でも対処する方針のもとの処理流れ(ステップS301からS303)である。このため、誤った判断が含まれた場合に対してチェックする意味で、ステップS304の推定の劣化進行に対処(保守)が必要か否かの判定を図18中の(c)で最後の位置に設けている。   (C) in FIG. 18 is a step that is not included in the processing flow of (a) or (b) in other FIG. 18, “determining whether or not countermeasures (maintenance) are required for the progress of estimation degradation” ( Step S304). The reason for this is, for example, in FIG. 18B, a theory (numerical analysis) for collating the results of an analysis model including concrete that is relatively close to reality (see FIG. 15). For this reason, a probable judgment is assumed in the theoretical verification. On the other hand, (c) in FIG. 18 is a processing flow (steps S301 to S303) based on a policy of dealing with even a range including a slightly incorrect determination from the analysis result (see FIG. 23) using only the iron bar as a model. ). For this reason, in order to check against a case where an erroneous determination is included, it is determined whether or not it is necessary to deal with (maintenance) the progress of the estimation deterioration in step S304 in (c) in FIG. Provided.

以上のような第3の実施形態の検出方法および検出装置によれば、第1の実施形態と同様に、電磁波による測定結果を用いて対象物の劣化の程度を検出可能である。
また、本実施形態では、劣化の程度を推定した後に、推定された劣化の程度に基づき、対象物に対する保守の必要性の有無を判定する。このような構成によれば、劣化の程度に関して多少誤差が大きな推定がされたとしても、対象物に対する対処の必要性を判定する処理において、対象物に対する対処が必要そうな場合を絞り込むことができる。言い換えると、数値解析の結果として多少の誤差を許容することができる。このため、解析モデルを単純化することができる(例えばコンクリートの要素を省略することができる)。これにより、数値解析のモデル構築などに必要な時間やコストを抑えることができる。
According to the detection method and the detection apparatus of the third embodiment as described above, the degree of deterioration of the object can be detected using the measurement result by the electromagnetic wave, as in the first embodiment.
In the present embodiment, after estimating the degree of deterioration, it is determined based on the estimated degree of deterioration whether or not the object needs maintenance. According to such a configuration, even when a somewhat large error is estimated with respect to the degree of deterioration, it is possible to narrow down the cases where it is necessary to deal with the object in the process of determining the necessity of dealing with the object. . In other words, some errors can be allowed as a result of numerical analysis. For this reason, an analysis model can be simplified (for example, the element of concrete can be omitted). Thereby, the time and cost required for the model construction of numerical analysis etc. can be held down.

また、本実施形態では、反射ピークの強度または周波数の変化が所定方向の変化であるか否かを判定し、反射ピークの強度または周波数の変化が前記所定方向の変化である場合に、対象物の劣化の程度を推定する。このような構成によれば、劣化の状況を比較的精度良く検出することができる。すなわち、本実施形態では、反射ピークの強度または周波数の変化が所定方向の変化であるか否かを判定することで、劣化の程度の推定における精度を担保している。
なお、上記の実施形態では、反射ピークの強度変化について所定方向の変化であるかを判定したが、これに代えて、反射ピークの周波数シフトについて所定方向の変化であるかを判定してもよい。
Further, in the present embodiment, it is determined whether or not the change in the intensity or frequency of the reflection peak is a change in a predetermined direction, and when the change in the intensity or frequency of the reflection peak is a change in the predetermined direction, Estimate the degree of degradation. According to such a configuration, the deterioration state can be detected with relatively high accuracy. That is, in this embodiment, the accuracy in estimating the degree of deterioration is ensured by determining whether or not the change in the intensity or frequency of the reflection peak is a change in a predetermined direction.
In the above embodiment, it is determined whether the intensity change of the reflection peak is a change in a predetermined direction. Alternatively, it may be determined whether the frequency shift of the reflection peak is a change in a predetermined direction. .

(第4の実施形態)
図25から図30を参照し、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、土層を含むコンクリート中の鉄棒を対象としたものである。すなわち、第4の実施形態では、土層の深さやコンクリートの水分含有率などの諸条件を考慮する。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 25 to 30. The fourth embodiment is intended for a steel bar in concrete including a soil layer. That is, in the fourth embodiment, various conditions such as the depth of the soil layer and the moisture content of the concrete are considered.

図25は、土層を含むコンクリート中の鉄棒モデルを示す。すなわち、図25は、第2の実施形態の図9に示したコンクリート中の鉄棒モデルに土層を加えた形態のシミュレーションモデルである。
またこの図25のシミュレーションモデルでは、錆がある鉄棒部分は、第3の実施形態の図19および図20に示す円柱状の鉄において、中央から指定の範囲の部分の周囲を錆の誘電率に当たる誘電体で覆う構造である。
FIG. 25 shows a steel bar model in concrete including a soil layer. That is, FIG. 25 is a simulation model in which a soil layer is added to the steel bar model in the concrete shown in FIG. 9 of the second embodiment.
In the simulation model of FIG. 25, the iron rod portion with rust hits the dielectric constant of rust around the portion in the specified range from the center in the cylindrical iron shown in FIGS. 19 and 20 of the third embodiment. The structure is covered with a dielectric.

また、入力波は、コンクリート板の表面と同じXY平面とする。すなわち、入力波は、図25で上方から下方へ(Z軸のプラス側からマイナス側へ)伝播する平面波を用いる。空間内で電界強度を受信する観測点は、モデルの中央から上方(Z軸プラス側)に設けられる。   The input wave is the same XY plane as the surface of the concrete board. That is, as the input wave, a plane wave that propagates from the upper side to the lower side (from the positive side of the Z axis to the negative side) in FIG. 25 is used. The observation point for receiving the electric field strength in the space is provided above the center of the model (Z axis plus side).

図26は、土層を含むコンクリート中の鉄棒モデルの側面図を示す。図26は、第2の実施形態の図10中の(b)に示すコンクリート中の鉄棒モデルに対して土層をコンクリート上部へ加えたものである。コンクリートの厚さ(Z軸方向)は、20cmである。一方で、土層の深さは、5cm〜15cmの間で可変である。
なお、図26では(先の図10でも)説明を省略していたが、電磁界解析のシミュレーションモデルにおけるコンクリートの誘電率は、湿潤状態での誘電率(ε:10.5−周波数1GHz時)を採用する。また同シミュレーションモデルにおける土層の誘電率は、水分含有率30%で粘土と砂が混合した状態の誘電率(ε:12.8−周波数1GHz時)を採用する。
以上、図25および図26を示して説明した土層を含むコンクリート中の鉄棒モデルを用いて電磁界シミュレーションを実施した。
FIG. 26 shows a side view of a steel bar model in concrete including a soil layer. FIG. 26 shows a structure in which a soil layer is added to the upper part of the concrete with respect to the steel bar model in the concrete shown in FIG. 10B of the second embodiment. The concrete thickness (Z-axis direction) is 20 cm. On the other hand, the depth of the soil layer is variable between 5 cm and 15 cm.
In FIG. 26, the description is omitted (also in FIG. 10 above), but the dielectric constant of the concrete in the simulation model of the electromagnetic field analysis is the dielectric constant in the wet state (ε r : 10.5−frequency 1 GHz). ). The dielectric constant of the soil layer in the simulation model, the dielectric constant of the state where the clay and sand are mixed with water content of 30% (ε r: 12.8- at frequency 1 GHz) to adopt.
As described above, the electromagnetic field simulation is performed using the iron bar model in the concrete including the soil layer described with reference to FIGS. 25 and 26.

次に、土層を含むコンクリート中の鉄棒に対する反射波の時間応答について説明する。
図27は、土層を含むコンクリート中の鉄棒による反射波の時間応答を示す。図27は、結果グラフの全体と、そのなかの一部を拡大したものを示す。図27に示す時間応答のグラフは、土層の深さを5cmとした場合である。またこのモデルは、真空、土壌、コンクリート、鉄棒、および錆を含む。そして、それらの様々な境界で反射が発生する。このため、図27には、主だった境界での反射波が伝播する時間を机上計算して、グラフ上の時間軸に表示している。これらが、土表面、コンクリート表面、鉄棒、おおびコンクリート裏面の各々での反射である。図27に示す全体の時間応答では、机上計算した土表面での反射時間がグラフの一番強いピーク(地面での反射)の反射時間と一致している。鉄棒による反射時間では、解析結果のグラフを拡大すると5mV/m未満と弱いがピークが存在する。
Next, the time response of the reflected wave to the iron bar in the concrete including the soil layer will be described.
FIG. 27 shows the time response of the reflected wave by the iron bar in the concrete including the soil layer. FIG. 27 shows the entire result graph and an enlarged part of it. The time response graph shown in FIG. 27 is obtained when the depth of the soil layer is 5 cm. The model also includes vacuum, soil, concrete, horizontal bar, and rust. Reflections occur at these various boundaries. For this reason, in FIG. 27, the time during which the reflected wave propagates at the main boundary is calculated on the desk and displayed on the time axis on the graph. These are reflections on the soil surface, concrete surface, iron bar, and concrete back surface. In the overall time response shown in FIG. 27, the reflection time on the soil surface calculated on the desktop coincides with the reflection time of the strongest peak (reflection on the ground) of the graph. In the reflection time by the horizontal bar, when the graph of the analysis result is enlarged, the peak is present although it is weak as less than 5 mV / m.

次に、土層の深さに対する反射ピークの強度変化の違いについて説明する。
図28は、土層の深さに対する鉄棒による反射ピークの強度を示す。すなわち、図28は、異なる土層の深さでの解析結果を示す。例えば、図28中の(a)は、土層の深さが5cmでの反射ピークの強度を示す。また、図28中の(b)は、土層の深さが7.5cmでの解析結果を示す。なお、図28中の(a),(b)それぞれのグラフでは、横軸を錆の割合[%]、縦軸を反射ピーク強度[mV/m]とする。
Next, the difference in the intensity change of the reflection peak with respect to the depth of the soil layer will be described.
FIG. 28 shows the intensity of the reflection peak by the iron bar with respect to the depth of the soil layer. That is, FIG. 28 shows analysis results at different soil layer depths. For example, (a) in FIG. 28 shows the intensity of the reflection peak when the depth of the soil layer is 5 cm. Moreover, (b) in FIG. 28 shows the analysis result when the depth of the soil layer is 7.5 cm. In each of graphs (a) and (b) in FIG. 28, the horizontal axis represents the rust ratio [%], and the vertical axis represents the reflection peak intensity [mV / m].

これら図28中の(a),(b)に示す2つのグラフから分かるように、土層の深さの差異により、反射ピークの強度の値が異なる。例えば、土層5cmでの反射ピークの強度は、約1.0mV/m〜1.4mV/mの間の値になる。また土層7.5cmでの反射ピークの強度は、約1.6mV/m〜1.7mV/mの間の値になる。また、反射ピークの強度の変化も異なる。例えば、土層5cmでの反射ピークは、錆の割合が0%に対して最大値となるが、土層7.5cmでの反射ピークは、錆びの割合が25%前後で最大値となる。つまり、対象物がどの程度の土層の深さに埋設されたかにより、この深さを考慮して数値計算などで予め反射ピークの強度がどの程度の値になるのか、および鉄棒が錆びた割合によりどのように反射ピークの強度が変化するかを把握しておく必要がある。   As can be seen from the two graphs shown in FIGS. 28A and 28B, the intensity value of the reflection peak varies depending on the depth of the soil layer. For example, the intensity of the reflection peak in the soil layer of 5 cm is a value between about 1.0 mV / m and 1.4 mV / m. In addition, the intensity of the reflection peak at the soil layer of 7.5 cm is a value between about 1.6 mV / m and 1.7 mV / m. Also, the change in the intensity of the reflection peak is different. For example, the reflection peak at a soil layer of 5 cm has a maximum value with respect to the rust ratio of 0%, but the reflection peak at the soil layer of 7.5 cm has a maximum value at a rust ratio of around 25%. In other words, depending on how deep the object is buried, how much the intensity of the reflection peak will be in advance by numerical calculation etc. considering this depth, and the rate at which the iron bar rusted Thus, it is necessary to grasp how the intensity of the reflection peak changes.

表1は、土層の深さに対する反射ピークの強度の変化量を示す。この表1に示すように、第2の実施形態で説明したコンクリート中の鉄棒に錆のみが設けられるモデル、つまり土層が0cmの場合と比較した場合、土層を含むモデルでは、土壌での減衰の影響を受け、鉄棒による反射ピークの強度の変化量(最大/最小値の差や変化率)が減少している。
Table 1 shows the amount of change in the intensity of the reflection peak with respect to the depth of the soil layer. As shown in Table 1, in the model in which only the rust is provided on the iron rod in the concrete explained in the second embodiment, that is, in the model including the soil layer, when compared with the case where the soil layer is 0 cm, Under the influence of attenuation, the amount of change in the intensity of the reflection peak due to the horizontal bar (maximum / minimum difference or rate of change) is decreasing.

図28および表1に示すように、土層を含むコンクリート中の鉄棒をモデルとした電磁界解析を行った結果、その鉄棒が錆に覆われる範囲に対する反射ピークの強度変化が土層の深さで異なることが示された。従って、解析結果として求まる反射ピークの変化には、対象物の埋設された深さなどの条件も考慮する必要である。   As shown in FIG. 28 and Table 1, as a result of electromagnetic field analysis using a steel bar in a concrete including a soil layer as a model, the intensity change of the reflection peak with respect to the range where the steel bar is covered with rust is the depth of the soil layer. Was shown to be different. Therefore, it is necessary to consider conditions such as the depth at which the object is embedded in the change in the reflection peak obtained as the analysis result.

次に、第4の実施形態の検出装置400について説明する。
図29は、本実施形態の検出装置400および周辺装置の構成例を示す。なお、第1から第3の実施形態と同一または類似の機能を有する構成には、同一の符号を付す。図29に示すように、検出装置400は、測定結果処理部201、数値解析部202、第1比較部401、第2比較部402、判定部403、および推定部204を有する。
Next, the detection apparatus 400 of 4th Embodiment is demonstrated.
FIG. 29 shows a configuration example of the detection device 400 and peripheral devices of the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure which has the same or similar function as 1st-3rd embodiment. As illustrated in FIG. 29, the detection apparatus 400 includes a measurement result processing unit 201, a numerical analysis unit 202, a first comparison unit 401, a second comparison unit 402, a determination unit 403, and an estimation unit 204.

第1比較部(第1比較判定部)401は、履歴DB113からの過去の測定データと、数値解析部202が数値解析した結果とを比較する。本実施形態では、数値解析部202は、数値解析の結果として、対象物の劣化の程度が異なる複数の数値解析の結果を結んだ曲線(図28に示す曲線、以下、「反射カーブ」と称する)を出力する。第1比較部401は、過去に測定された反射波の反射ピークの強度の値と、前記反射カーブと比較する。言い換えると、第1比較部401は、過去に測定された反射波の反射ピークの強度の値と前記反射カーブとの差異が所定の範囲内であるか否かを判定する。そして、過去に測定された反射波の反射ピークの強度の値と前記反射カーブとの差異が所定の範囲内である場合に、第1比較部401は、数値解析のモデルが適切であると判定する。すなわち、第1比較部401は、図30を用いて後述するステップS401の処理を行う。   The first comparison unit (first comparison determination unit) 401 compares past measurement data from the history DB 113 and the result of numerical analysis performed by the numerical analysis unit 202. In the present embodiment, the numerical analysis unit 202 has a curve (curve shown in FIG. 28, hereinafter referred to as a “reflection curve”) connecting a plurality of numerical analysis results having different degrees of deterioration of the object as a result of the numerical analysis. ) Is output. The first comparison unit 401 compares the reflection peak intensity value of the reflected wave measured in the past with the reflection curve. In other words, the first comparison unit 401 determines whether or not the difference between the reflection peak intensity value of the reflected wave measured in the past and the reflection curve is within a predetermined range. When the difference between the reflection peak intensity value of the reflected wave measured in the past and the reflection curve is within a predetermined range, the first comparison unit 401 determines that the numerical analysis model is appropriate. To do. That is, the first comparison unit 401 performs a process of step S401 described later with reference to FIG.

第2比較部(第2比較判定部)402は、第2の実施形態の比較部203と略同じである。すなわち、第2比較部402は、測定結果処理部201が処理した結果と、数値解析部202が数値解析した結果とを比較する。そして、第2比較部402は、測定結果処理部201が処理した結果と、数値解析の結果との差異が所定の範囲内である場合に、数値解析のモデルが適切であることと判定する。
本実施形態では、第2比較部402は、測定結果処理部201からの反射ピークの強度の値と、前記反射カーブと比較する。言い換えると、第2比較部402は、新たに測定された反射波の反射ピークの強度の値と前記反射カーブとの差異が所定の範囲内であるか否かを判定する。そして、新たに測定された反射波の反射ピークの強度の値と前記反射カーブとの差異が所定の範囲内である場合に、第2比較部402は、数値解析のモデルが適切であると判定する。すなわち、第2比較部402は、図30を用いて後述するステップS402の処理を行う。
The second comparison unit (second comparison determination unit) 402 is substantially the same as the comparison unit 203 of the second embodiment. That is, the second comparison unit 402 compares the result processed by the measurement result processing unit 201 with the result of numerical analysis performed by the numerical analysis unit 202. The second comparison unit 402 determines that the numerical analysis model is appropriate when the difference between the result processed by the measurement result processing unit 201 and the numerical analysis result is within a predetermined range.
In the present embodiment, the second comparison unit 402 compares the reflection peak intensity value from the measurement result processing unit 201 with the reflection curve. In other words, the second comparison unit 402 determines whether the difference between the reflection peak intensity value of the newly measured reflected wave and the reflection curve is within a predetermined range. When the difference between the reflection peak intensity value of the newly measured reflected wave and the reflection curve is within a predetermined range, the second comparison unit 402 determines that the numerical analysis model is appropriate. To do. That is, the second comparison unit 402 performs the process of step S402 described later with reference to FIG.

判定部403は、第1比較部401の比較および第2比較部402の比較の結果を受け、新たに測定された測定値を用いて劣化の推定が可能か否かの判定を行う。すなわち、判定部403は、図30を用いて後述するステップS403の処理を行う。なお、判定部403の具体的な処理は、後述する処理流れの説明のなかで詳しく示す。
なお、本実施形態の推定部204は、図30を用いて後述するステップS404の処理を行う。
The determination unit 403 receives the comparison result of the first comparison unit 401 and the comparison result of the second comparison unit 402, and determines whether it is possible to estimate deterioration using the newly measured value. That is, the determination unit 403 performs the process of step S403 described later with reference to FIG. The specific processing of the determination unit 403 will be described in detail in the description of the processing flow described later.
In addition, the estimation part 204 of this embodiment performs the process of step S404 mentioned later using FIG.

次に、図30は、本実施形態の検出方法の処理流れの一例を示す。
本実施形態は、土層の深さなど諸条件を考慮して、鉄筋腐食を検出するものである。図30に示す処理流れは、第2の実施形態で説明した図17の特性変化の検出方法の一部を抽出して詳細にしたものである。すなわち、図30中の「(a)反射ピーク強度から劣化状況の推定」は、図17に示す処理流れの4つのステップ(ステップS206からステップS209)と同じである。この4つのステップについて、本実施形態では、図30中の(b)の対応に置き換えている。
Next, FIG. 30 shows an example of the processing flow of the detection method of this embodiment.
In the present embodiment, rebar corrosion is detected in consideration of various conditions such as the depth of the soil layer. The processing flow shown in FIG. 30 is a detailed extraction of a part of the characteristic change detection method of FIG. 17 described in the second embodiment. That is, “(a) Degradation status estimation from reflection peak intensity” in FIG. 30 is the same as the four steps (steps S206 to S209) of the processing flow shown in FIG. In the present embodiment, these four steps are replaced with the correspondence of (b) in FIG.

図30中の(b)に示す処理流れでは、まず土層の深さやコンクリートの湿度などの諸条件を考慮した解析で求めた数値解析結果と過去の測定データが一致するか否かを判定する(ステップS401)。本実施形態では、数値解析結果として、対象物の劣化の程度(例えば錆の割合)が異なる複数の数値解析の結果を曲線で結んだ「反射カーブ」と、過去の測定データが一致するか否か(すなわち差異が所定の範囲内であるか否か)を判定する。つまり、過去の測定データが上記反射カーブの上に位置する場合は、数値解析結果と過去の測定データとが一致すると判定される。このステップS401の判定にて解析で求めた反射カーブに過去のデータが一致する場合(ステップS401:Yes)、次の判定(ステップS402)へ進む。   In the processing flow shown in FIG. 30 (b), it is first determined whether or not the numerical analysis result obtained by the analysis considering various conditions such as the depth of the soil layer and the humidity of the concrete matches the past measurement data. (Step S401). In the present embodiment, as a numerical analysis result, whether or not past measurement data coincides with a “reflection curve” obtained by connecting a plurality of numerical analysis results with different degrees of deterioration (for example, the ratio of rust) by a curve. (That is, whether or not the difference is within a predetermined range). That is, when past measurement data is located on the reflection curve, it is determined that the numerical analysis result matches the past measurement data. If the past data matches the reflection curve obtained by analysis in the determination in step S401 (step S401: Yes), the process proceeds to the next determination (step S402).

ステップS402では、新たに測定した反射ピークの強度は、先に求めた数値解析結果と一致するのか否か(すなわち差異が所定の範囲内であるか否か)を判定する。つまり、新たな測定値が上記反射カーブの上に位置する場合は、数値解析結果と新たな測定値とが一致すると判定される。新たな測定値が数値解析結果と一致する場合(ステップS402:Yes)、さらに次の判定ステップS403へと進む。なお、上記ステップS401とステップS402の順序は逆でもよい。   In step S402, it is determined whether or not the intensity of the newly measured reflection peak matches the previously obtained numerical analysis result (that is, whether or not the difference is within a predetermined range). That is, when a new measurement value is positioned on the reflection curve, it is determined that the numerical analysis result matches the new measurement value. If the new measurement value matches the numerical analysis result (step S402: Yes), the process proceeds to the next determination step S403. Note that the order of step S401 and step S402 may be reversed.

ステップS403では、解析で求めたカーブと測定結果とから劣化の推定はできるか否かを判定する。これら3つの判定がいずれもYesの場合は、対象物の劣化(鉄筋の腐食)状況の推定を行う(ステップS404)。逆に3つの判定のいずれか一つでも“No”の場合は、先の図17において、ステップS210で対象物の劣化(鉄筋の腐食)の進行なしと推定されるかあるいは本発明の技術を用いても劣化が検知推定できないことになる。   In step S403, it is determined whether or not deterioration can be estimated from the curve obtained by analysis and the measurement result. When all these three determinations are Yes, the state of deterioration (corrosion of reinforcing bars) of the object is estimated (step S404). On the other hand, if any one of the three determinations is “No”, in FIG. 17, it is estimated in step S210 that there is no progress of deterioration of the object (corrosion of the reinforcing bar) or the technique of the present invention is used. Even if used, deterioration cannot be detected and estimated.

次に、上述した図30中の(b)に示す処理流れの1つ1つのステップについて補足説明する。
まず、ステップS401(解析で求めた反射カーブと過去の測定データとが一致するか否かの判定)とステップS402(解析で求めた反射カーブと新たに測定した反射ピーク強度とが一致するか否かの判定)の2つのステップについて補足する。
図30に一例を示したが、求められた解析結果は、錆の割合に対して反射ピークが単調に減少する変化ではない。従って、この解析結果と測定値とを単純に比較し照合することはできない。このため詳細な履歴(過去の測定も新たな測定も合わせた値の変化)を確認することが好ましい。そこで、詳細な履歴を確認するために、2つのステップに分けて判定を行う。つまり、図30中の(b)に示すように、既に測定した過去の値が解析で求めた結果と一致するか否かの判定が1つ目のステップ(ステップS401)である。また、新たに測定した値と解析結果と一致するか否かの判定が2つ目のステップ(ステップS402)である。
Next, supplementary explanation will be given for each step of the processing flow shown in FIG.
First, step S401 (determining whether or not the reflection curve obtained by analysis matches the past measurement data) and step S402 (whether or not the reflection curve obtained by analysis and the newly measured reflection peak intensity match). The two steps of (determination) are supplemented.
An example is shown in FIG. 30, but the obtained analysis result is not a change in which the reflection peak monotonously decreases with respect to the ratio of rust. Therefore, the analysis result and the measured value cannot be simply compared and collated. For this reason, it is preferable to confirm a detailed history (change in values of both past and new measurements). Therefore, in order to confirm the detailed history, the determination is divided into two steps. That is, as shown in (b) in FIG. 30, the first step (step S401) is to determine whether or not past values that have already been measured match the results obtained by analysis. Also, the second step (step S402) is to determine whether or not the newly measured value matches the analysis result.

次に、ステップS403(劣化の推定ができるか否かの判定)について補足する。ここで、測定対象の埋設設備に関する条件は、例えば埋設された地中の深さ、土壌の誘電率、設備を構成するコンクリート内にある鉄筋の状況などがある。このステップS403では、これらの設定条件を踏まえた数値解析の結果から劣化の範囲と反射ピークの強度変化のグラフを判定に用いる。この第4の実施形態では、図27が解析結果を示し、図28が反射ピークの強度変化を示す。これらの解析結果のグラフに対して、電磁波法で実際の埋設物を測定した値がどこに位置付けられ、健全な状態であった過去の測定の値も含め変化があったのかを確認する。   Next, it supplements about step S403 (determining whether degradation can be estimated). Here, the conditions regarding the buried equipment to be measured include, for example, the depth of the buried underground, the dielectric constant of the soil, and the state of the reinforcing bars in the concrete constituting the equipment. In this step S403, a graph of deterioration range and reflection peak intensity change is used for determination from the result of numerical analysis based on these setting conditions. In the fourth embodiment, FIG. 27 shows the analysis result, and FIG. 28 shows the intensity change of the reflection peak. In relation to the graphs of these analysis results, it is confirmed where the values of actual buried objects measured by the electromagnetic wave method are located, and whether there have been changes including past measurement values that were in a healthy state.

ここで、図30中の(b)に示す処理流れに関して少し補足する。上記の解析結果と過去の測定および新たな測定の値とが一致していても(すなわち、ステップS401およびステップS402の判定が共に“Yes”でも)、劣化の推定ができない場合がある。この最も多い例では、反射ピークの測定値が劣化する時の値まで変化していない、つまり、解析で求めたカーブの変化に照合すると、測定対象が健全な状態のままである場合もある。この他の例としては、新たな測定値が過去の値とは異なるが、本質的に測定の精度から変化ありと見なせない範囲内の場合もある。これらの場合では、劣化の推定はできるか否かの判定(ステップS403)が“No”になる。言い換えると、本実施形態では、劣化の推定ができるか否かを判定するための所定条件が設定される。そして、前記所定条件を満たすか否かの判定を行う。その結果、前記所定条件を満たさない場合には、「劣化していない」との判定ではなく、「劣化の推定ができない」との判定結果を出力する。   Here, a little supplement will be made regarding the processing flow shown in FIG. Even if the above analysis results match the values of the past measurement and the new measurement (that is, even if the determinations in steps S401 and S402 are both “Yes”), there are cases where the estimation of deterioration cannot be performed. In this most frequent example, the measurement value of the reflection peak has not changed to the value at the time of deterioration, that is, the measurement target may remain in a healthy state when collated with the change in the curve obtained by analysis. As another example, there is a case where the new measurement value is different from the past value, but is within a range that cannot be regarded as a change from the accuracy of the measurement. In these cases, the determination (step S403) whether or not the deterioration can be estimated is “No”. In other words, in the present embodiment, a predetermined condition for determining whether or not deterioration can be estimated is set. Then, it is determined whether or not the predetermined condition is satisfied. As a result, when the predetermined condition is not satisfied, a determination result that “degradation cannot be estimated” is output instead of a determination that “no deterioration”.

前記所定条件の一例としては、錆の割合の増加に伴う傾向変化が前記反射カーブにある場合において、前記傾向変化の前と後の両方で、過去の測定値または新たな測定値が前記反射カーブと一致する(差異が所定の範囲内である)ことである。すなわち、図28中の(b)のグラフを用いて説明すると、例えば錆の割合が約25%のところで前記反射カーブに傾向変化が見られる。すなわち、錆の割合が0%〜約25%の間では、前記反射カーブは上を向いており、一方で、錆の割合が約25%を超えると、一定の間、前記反射カーブは下を向いている。このため、前記傾向変化の前と後の両方で(例えば錆の割合が0%〜約40%の範囲で)過去の測定値および新たな測定値が前記反射カーブと一致する場合には、数値解析のモデルが適切であり、「劣化の推定ができる」との判定を行うことができる。一方で、錆の割合が約25%のところで前記反射カーブに傾向変化が見られる場合において、例えば錆の割合が0%〜20%の範囲のみで過去の測定値および新たな測定値がある場合、前記反射カーブの適否を判定することは困難である。この場合は、「劣化の推定ができない」との判定を行うことになる。   As an example of the predetermined condition, when there is a trend change in the reflection curve with an increase in the ratio of rust, a past measurement value or a new measurement value is added to the reflection curve both before and after the trend change. (The difference is within a predetermined range). That is, using the graph of (b) in FIG. 28, for example, when the ratio of rust is about 25%, a trend change is seen in the reflection curve. That is, when the ratio of rust is between 0% and about 25%, the reflection curve is upward. On the other hand, when the ratio of rust exceeds about 25%, the reflection curve is downward for a certain period. It is suitable. For this reason, when the past measurement value and the new measurement value coincide with the reflection curve both before and after the trend change (for example, when the rust ratio is in the range of 0% to about 40%) It is possible to determine that the analysis model is appropriate and “degradation can be estimated”. On the other hand, when there is a tendency change in the reflection curve when the rust ratio is about 25%, for example, when there are past measurement values and new measurement values only in the range of the rust ratio of 0% to 20%. It is difficult to determine whether the reflection curve is appropriate. In this case, it is determined that “deterioration cannot be estimated”.

また、前記所定条件の他の一例としては、錆の割合の増加に伴う傾向変化が前記反射カーブにあり、錆の割合が異なる複数の点で反射ピークの強度が略同じになる場合において、前回の測定から新たな測定までの時間間隔が所定の期間以内であることである。例えば、図28中の(b)のグラフを用いて説明すると、前記反射カーブにおいて、錆の割合が約50%の場合と、錆の割合が約100%の場合では、反射ピークの強度が略同じ(約1.65mV/m)になる。このため、最後に測定された期間からしばらく測定が行われていない場合において、新たに測定された反射ピークの強度として約1.65mV/mが得られた場合に、錆の割合が50%であるか100%であるかを判定することは困難である。この場合は、「劣化の推定ができない」との判定を行うことになる。一方で、前回の測定から新たな測定までの時間間隔が所定の期間以内である場合は、一般的な劣化の進行速度などに基づき、前記判定を行うことができる。この場合は、「劣化の推定ができる」との判定を行うことができる。   In addition, as another example of the predetermined condition, a trend change accompanying an increase in the ratio of rust is present in the reflection curve, and the intensity of the reflection peak is substantially the same at a plurality of points where the ratio of rust is different. The time interval from the measurement to the new measurement is within a predetermined period. For example, with reference to the graph (b) in FIG. 28, in the reflection curve, when the rust ratio is about 50% and when the rust ratio is about 100%, the intensity of the reflection peak is approximately. The same (about 1.65 mV / m). For this reason, in the case where measurement has not been performed for a while since the last measurement period, when the intensity of the newly measured reflection peak is about 1.65 mV / m, the rust ratio is 50%. It is difficult to determine whether it is 100% or not. In this case, it is determined that “deterioration cannot be estimated”. On the other hand, when the time interval from the previous measurement to the new measurement is within a predetermined period, the determination can be made based on the general progress rate of deterioration. In this case, it can be determined that “deterioration can be estimated”.

最後に、ステップS404(劣化状況の推定)での具体的な処理を補足する。この直前のステップS403までの複数の判定により、劣化状況の推定が可能な反射ピークの強度変化が得られている。ステップS404では、測定した値が解析で求められたカーブのどの位置に当たるのかを照合する。これまでに詳細な履歴があることが好ましいと述べた事も考慮して、例えば、解析で求めたカーブの変化が図28中の(b)と仮定する。図28中の(b)に示すカーブに合うような、過去に反射ピーク強度として3度の測定の記録(履歴:1.686mV/m−2年前、1.705mV/m−1年前、1.702mV/m−半年前)がある。加えて新たに測定した値がそのカーブ上で過去の測定値の続きに位置する(1.671mV/m−今回の測定)ならば、その位置の錆の割合(55%)が推定の劣化状況になる。なお、この劣化状況の推定できる前提として、測定精度10−2mV/m以上が好ましい。 Finally, a specific process in step S404 (estimation of deterioration status) will be supplemented. By the plurality of determinations up to step S403 immediately before this, the intensity change of the reflection peak capable of estimating the deterioration state is obtained. In step S404, the position where the measured value corresponds to the curve obtained by analysis is collated. Considering that it is preferable to have a detailed history so far, for example, it is assumed that the curve change obtained by the analysis is (b) in FIG. Record of the measurement of 3 degrees as reflection peak intensity in the past (history: 1.686 mV / m-2 years ago, 1.705 mV / m-1 years ago, matching the curve shown in FIG. 28B) 1.702 mV / m-6 months ago). In addition, if the newly measured value is positioned on the curve following the previous measured value (1.671 mV / m-current measurement), the rust ratio (55%) at that position is the estimated degradation status. become. In addition, as a premise that this deterioration state can be estimated, a measurement accuracy of 10 −2 mV / m or more is preferable.

以上のような第4の実施形態の装置および方法によれば、第1の実施形態と同様に、電磁波を用いて対象物の劣化の程度を検出可能である。
また、本実施形態の検出方法では、過去に記録された反射波特性と数値解析結果に基づく反射波特性との差異が所定の範囲内であり、且つ、測定された反射波特性と数値解析結果に基づく反射波特性との差異が所定の範囲内である場合に、対象物の劣化の程度が推定される。一例としては、過去に記録された反射波のピークの強度または周波数と、数値解析結果に基づくピークの強度または周波数との差異が所定の範囲内であり、且つ、測定された反射波のピークの強度または周波数と、数値解析結果に基づくピークの強度または周波数との差異が所定の範囲内である場合に、対象物の劣化の程度が推定される。このような構成によれば、周囲の埋設媒質の影響が大きい場合に(例えば土壌が含まれる場合に)、解析モデルの適否を判定することができる。これにより、対象物の劣化状況を比較的精度良く検出することができる。すなわち、本実施形態では、過去に記録された反射波のピークの強度または周波数と、数値解析結果に基づくピークの強度または周波数との差異が所定の範囲内であるか否か、および、測定された反射波のピークの強度または周波数と、数値解析結果に基づくピークの強度または周波数との差異が所定の範囲内にあるか否かを判定することで、劣化の程度の推定における精度を担保している。
なお、上記の実施形態では、反射ピークの強度について数値解析結果(反射カーブ)と比較を行うが、これに代えて、反射ピークの周波数について数値解析結果(反射カーブ)と比較を行ってもよい。
According to the apparatus and method of the fourth embodiment as described above, the degree of deterioration of the object can be detected using electromagnetic waves, as in the first embodiment.
In the detection method of the present embodiment, the difference between the reflected wave characteristic recorded in the past and the reflected wave characteristic based on the numerical analysis result is within a predetermined range, and the measured reflected wave characteristic is When the difference from the reflected wave characteristic based on the numerical analysis result is within a predetermined range, the degree of deterioration of the object is estimated. As an example, the difference between the peak intensity or frequency of the reflected wave recorded in the past and the peak intensity or frequency based on the numerical analysis result is within a predetermined range, and the peak of the measured reflected wave is When the difference between the intensity or frequency and the peak intensity or frequency based on the numerical analysis result is within a predetermined range, the degree of deterioration of the object is estimated. According to such a configuration, when the influence of the surrounding embedded medium is large (for example, when soil is included), the suitability of the analysis model can be determined. Thereby, it is possible to detect the deterioration state of the object with relatively high accuracy. That is, in this embodiment, whether or not the difference between the peak intensity or frequency of the reflected wave recorded in the past and the peak intensity or frequency based on the numerical analysis result is within a predetermined range is measured. By determining whether or not the difference between the peak intensity or frequency of the reflected wave and the peak intensity or frequency based on the numerical analysis results is within a predetermined range, the accuracy in estimating the degree of deterioration is ensured. ing.
In the above embodiment, the intensity of the reflection peak is compared with the numerical analysis result (reflection curve). Alternatively, the frequency of the reflection peak may be compared with the numerical analysis result (reflection curve). .

本実施形態では、劣化の推定ができるか否かを判定するための所定条件が設定される。そして、前記所定条件を満たすか否かの判定を行う。その結果、前記所定条件を満たさない場合には、「劣化していない」との判定ではなく、「劣化の推定ができない」との判定結果を出力する。このような構成によれば、対象物の劣化の推定の精度を担保することができる。   In the present embodiment, a predetermined condition for determining whether or not deterioration can be estimated is set. Then, it is determined whether or not the predetermined condition is satisfied. As a result, when the predetermined condition is not satisfied, a determination result that “degradation cannot be estimated” is output instead of a determination that “no deterioration”. According to such a configuration, it is possible to ensure the accuracy of estimation of the deterioration of the object.

以上、第1から第4の実施形態について説明したが、実施形態はこれらに限定されない。例えば、本発明の方法および装置は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。すなわち、上述した実施形態における検出装置100、200、300、400をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
Although the first to fourth embodiments have been described above, the embodiments are not limited to these. For example, the method and apparatus of the present invention can be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided through a network. That is, you may make it implement | achieve the detection apparatus 100,200,300,400 in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

100,200,300,400…検出装置、101,201…測定結果処理部、102,202…数値解析部、103,203,203a,303…比較部(比較判定部)、104,204…推定部、305…処理必要性判定部、401…第1比較部(第1比較判定部)、402…第2比較部(第2比較判定部)、403…判定部。   100, 200, 300, 400 ... detection device, 101, 201 ... measurement result processing unit, 102, 202 ... numerical analysis unit, 103, 203, 203a, 303 ... comparison unit (comparison determination unit), 104, 204 ... estimation unit 305 ... Processing necessity determination unit 401 ... First comparison unit (first comparison determination unit) 402 ... Second comparison unit (second comparison determination unit) 403 ... Determination unit.

Claims (9)

構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップの比較において前記反射波特性に変化がある場合に、測定された前記反射波特性の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定ステップと、
を有し、
前記推定ステップでは、
前記鉄筋と同種類の鉄筋に関して過去に測定された複数の測定値の履歴に基づいて、前記鉄筋の複数の劣化の程度の変化量のそれぞれに前記反射波特性の変化量を対応付けて把握しておき、
把握している前記反射波特性の変化量と測定された前記反射波特性の変化量とを照合することで、前記鉄筋の劣化の程度を推定する検出方法。
The reflected wave characteristics of the reflection peak of the reflected wave obtained from the measurement result of the reflected wave from the reinforcing bar of the electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the reflected wave recorded in the past with respect to the reinforcing bar A comparison step for comparing the characteristics;
If there is the change in the reflected wave characteristics in comparison of the comparing step, based on the amount of change in the measured pre SL reflected wave characteristics, the estimating step of estimating the degree of deterioration of the reinforcing bars,
Have
In the estimation step,
Based on the history of a plurality of measurement values measured in the past with respect to the reinforcing bars of the same type of reinforcing bar, associates the variation of the previous SL reflected wave characteristic to each of the degree of variation of a plurality of degradation of the reinforcing bar Keep track of
By collating the change amount before SL reflected wave characteristics measured amount of change in the understanding to have that before SL reflected wave characteristics detection method to estimate the degree of deterioration of the reinforcing bar.
構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップの比較において前記反射波特性に変化があり、且つ、前記鉄筋に関して過去および新たに測定された複数の測定値の履歴に基づいて、過去に測定された前記反射波特性と数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内であり、且つ、新たに測定された前記反射波特性と前記数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内である場合に、測定された前記反射波特性の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定ステップと、
を有する検出方法。
The reflected wave characteristics of the reflection peak of the reflected wave obtained from the measurement result of the reflected wave from the reinforcing bar of the electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the reflected wave recorded in the past with respect to the reinforcing bar A comparison step for comparing the characteristics;
In the comparison in the comparison step, the reflected wave characteristic is changed, and the reflected wave characteristic and the numerical value measured in the past are based on the history of a plurality of measured values measured in the past and newly with respect to the reinforcing bar. The difference between the reflected wave characteristic based on the analysis result is within a predetermined range, and the difference between the newly measured reflected wave characteristic and the reflected wave characteristic based on the numerical analysis result is predetermined. If it is within the range, based on the amount of change in the measured pre SL reflected wave characteristics, the estimating step of estimating the degree of deterioration of the reinforcing bars,
A detection method comprising:
前記推定ステップでは、前記ピークの周波数の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する、
請求項1または請求項2に記載の検出方法。
The estimated step, based on the amount of change in frequency before SL peaks to estimate the degree of deterioration of the reinforcing bars,
The detection method according to claim 1 or claim 2.
前記推定ステップでは、前記ピークの強度の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する、
請求項1または請求項2に記載の検出方法。
The estimated step, based on the amount of change in intensity before SL peaks to estimate the degree of deterioration of the reinforcing bars,
The detection method according to claim 1 or claim 2.
前記推定ステップでは、前記反射波特性の変化量が所定値以上であり、且つ、前記反射波特性の変化が所定方向の変化である場合に、前記鉄筋の劣化の程度を推定する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の検出方法。
In the estimation step, when the amount of change in the reflected wave characteristic is a predetermined value or more and the change in the reflected wave characteristic is a change in a predetermined direction, the degree of deterioration of the reinforcing bar is estimated.
The detection method according to any one of claims 1 to 4.
前記推定ステップで推定された前記鉄筋の劣化の程度に基づき、前記鉄筋に対する保守の必要性の有無を判定する判定ステップをさらに有する、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の検出方法。
Based on the degree of deterioration of the reinforcing bars estimated in the estimating step, the method further comprises a determination step of determining whether maintenance is required for the reinforcing bars.
The detection method according to any one of claims 1 to 5.
構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較部と、
前記比較部による比較において前記反射波特性に変化がある場合に、測定された前記反射波特性の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、
前記鉄筋と同種類の鉄筋に関して過去に測定された複数の測定値の履歴に基づいて、前記鉄筋の複数の劣化の程度の変化量のそれぞれに前記反射波特性の変化量を対応付けて把握しておき、
把握している前記反射波特性の変化量と測定された前記反射波特性の変化量とを照合することで、前記鉄筋の劣化の程度を推定する検出装置。
The reflected wave characteristics of the reflection peak of the reflected wave obtained from the measurement result of the reflected wave from the reinforcing bar of the electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the reflected wave recorded in the past with respect to the reinforcing bar A comparison unit for comparing the characteristics;
If there is a change in the reflected wave characteristics in comparison by the comparison unit, an estimation unit which, based on the amount of change in the measured pre SL reflected wave characteristics, estimates the degree of deterioration of the reinforcing bars,
With
The estimation unit includes
Based on the history of a plurality of measurement values measured in the past with respect to the reinforcing bars of the same type of reinforcing bar, associates the variation of the previous SL reflected wave characteristic to each of the degree of variation of a plurality of degradation of the reinforcing bar Keep track of
By collating the change amount before SL reflected wave characteristics measured amount of change in the understanding to have that before SL reflected wave characteristics, detecting device for estimating the degree of deterioration of the reinforcing bar.
構造物中の鉄筋に向けて送信された電磁波の前記鉄筋からの反射波の測定結果から得られる前記反射波の反射のピークの反射波特性と、前記鉄筋に関して過去に記録された前記反射波特性とを比較する比較部と、
前記比較部による比較において前記反射波特性に変化があり、且つ、前記鉄筋に関して過去および新たに測定された複数の測定値の履歴に基づいて、過去に測定された前記反射波特性と数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内であり、且つ、新たに測定された前記反射波特性と前記数値解析結果に基づく前記反射波特性との差異が所定の範囲内である場合に、測定された前記反射波特性の変化量に基づき、前記鉄筋の劣化の程度を推定する推定部と、
を備える検出装置。
The reflected wave characteristics of the reflection peak of the reflected wave obtained from the measurement result of the reflected wave from the reinforcing bar of the electromagnetic wave transmitted toward the reinforcing bar in the structure, and the reflected wave recorded in the past with respect to the reinforcing bar A comparison unit for comparing the characteristics;
In the comparison by the comparison unit, there is a change in the reflected wave characteristics, and the reflected wave characteristics and numerical values measured in the past are based on a history of a plurality of measured values measured in the past and newly with respect to the reinforcing bar. The difference between the reflected wave characteristic based on the analysis result is within a predetermined range, and the difference between the newly measured reflected wave characteristic and the reflected wave characteristic based on the numerical analysis result is predetermined. If it is within the range, an estimation unit which, based on the amount of change in the measured pre SL reflected wave characteristics, estimates the degree of deterioration of the reinforcing bars,
A detection device comprising:
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の検出方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。   The program for making a computer perform the detection method as described in any one of Claims 1-6.
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