JP7455364B2

JP7455364B2 - 異質箇所検出装置

Info

Publication number: JP7455364B2
Application number: JP2020035252A
Authority: JP
Inventors: 利博 ▲榊▼
Original assignee: Ｅｓｅコンサルティング合同会社
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2040-03-02
Also published as: JP2021139654A

Description

本発明は、異質箇所検出装置に関する。

従来の異質箇所検出装置としては、被検出体に沿って配置される被覆導線と、反射パルス波を検出する測定装置とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
被覆導線は、長尺状の導線と、導線の周囲を覆う絶縁被覆層とを含む。導線は、一定間隔で平行に配置されて、先端部を開放端として一対設けられている。また、絶縁被覆層は、各導線を被覆することにより一対の導線間を絶縁している。
そして、測定装置は、被覆導線の基端部にパルス波を印加する。測定装置は、被覆導線の基端部から先端部までの間で反射された反射パルス波を測定する。これにより、空隙に起因する局所的な反射を検出して、異質箇所の一種である未充填箇所を特定する。

実用新案登録第３２０４６０５号公報

上記従来の異質箇所検出装置では、未充填の位置を大まかに検出することはできる。
しかしながら、未充填箇所の正確な位置や、未充填箇所の規模を測定することは困難であり、更なる改善が求められている。
また、検出の対象としては、他の部分と異質となっている部分が局所的にあればどのようなものでもよい。たとえば、充填不良で空洞になっている箇所、濡れている箇所、乾いている箇所、目詰まりしている箇所等、幅広い検出対象を検出できることが望まれている。
さらに、水の流動があって今後空洞になるかもしれない箇所の位置や規模を予見することも求められている。
そこで、本発明は、異質箇所の位置や、異質箇所の規模をより正確に測定することができる異質箇所検出装置を提供することを目的とする。

本発明の異質箇所検出装置は、被検体に沿って配置される線状検出部と、線状検出部に接続される測定装置とを備える。線状検出部は、光ファイバ芯線を備える光ファイバケーブルであり、光ファイバケーブルは、互いに絶縁された二本の導電材を平行に配置した平行部と、平行部のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されるマーキング部とを有する。導電材は、光ファイバ芯線の周囲に設けられている保護材または導線である。測定装置は、導電材にパルスを発信し、そのパルスの反射波を検出することにより、被検体の異質箇所を検出する。

本発明によれば、異質箇所の位置や、異質箇所の規模をより正確に測定することができる異質箇所検出装置が提供される。

本発明の実施形態１の異質箇所検出装置で、全体の構成を説明する斜視図である。実施形態１の異質箇所検出装置で、マーキング反射の一例を示すグラフである。実施形態１の変形例１の異質箇所検出装置で、全体の構成を説明する斜視図である。実施形態１の変形例２の異質箇所検出装置で、全体の構成を説明する斜視図である。実施形態１の変形例２の異質箇所検出装置で、マーキング反射の一例を示すグラフである。実施形態１の変形例３の異質箇所検出装置で、線状検出部に装着されるスペーサの構成を説明する平面図である。実施形態１の変形例４の異質箇所検出装置で、線状検出部に装着されるスペーサおよびストッパの構成を説明する平面図である。実施形態２の異質箇所検出装置で、マーキング反射の一例を示すグラフである。実施形態２の異質箇所検出装置で、線状検出部として用いる光ファイバケーブルの構成を示す縦断面図である。実施形態２の異質箇所検出装置で、図８に示す浸透流が上流側から下流側に向けて生じた様子を検出する一例が示されるグラフである。実施形態２の異質箇所検出装置で、図８に示す浸透流が下流側から上流側に向けて生じた様子を検出する一例が示されるグラフである。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る異質箇所検出装置１の構成を示すものである。
本実施形態の異質箇所検出装置１は、被検体に沿って配置される線状検出部２と、線状検出部２の一端部２ａに接続される測定装置３とを備えている。なお、一端部２ａと測定装置３との間を同軸ケーブルで接続してもよい。
線状検出部２は、二本の被覆導線１４，１４を平行に設けた平行部４と、平行部４のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されるマーキング部５とを有している。被覆導線１４，１４の各他端２ｂ，２ｂは、開放されている。
線状検出部２の被覆導線１４は、金属製で長尺状の導電材により構成される通電可能な導線と、導線の周囲を覆うビニル被膜等の絶縁材料製の絶縁層とを備えている。
これにより、被覆導線１４，１４に設けられる二本の導線間は、互いに絶縁されている。

本実施形態の線状検出部２は、平行部４とマーキング部５とを長手方向に交互に設けることにより、被検体としての構造物に適応した長さとなるように形成されている。ここで構造物とは、例えばトンネル、ダム、河川堤防等であるが、これに限定されるものではなく、コンクリートなどを充填する構造物や水の浸透などにより周辺地盤に空隙が生じるおそれのある構造物であればどのような構造物であってもよい。
線状検出部２の各平行部４は、同じ長さの一対の被覆導線１４，１４を有している。被覆導線１４，１４は、中心同士の離間距離Ｗ１だけ離間しており、互いに絶縁された状態で敷設される。これにより、各平行部４は、等間隔で平行に被覆導線１４，１４を有して、同様のインピーダンスとなるように構成されている。なお、ここでは、平行部４の二本の被覆導線１４，１４間の間隔が一定の中心同士の離間距離Ｗ（Ｗ＝０.３ｃｍ～１.０ｃｍ程度、好ましくは、Ｗ＝０．５ｃｍ～０．８ｃｍ程度）になるように構成されている。

被覆導線１４には、所定のパルス波が印加されることにより、周囲に感度領域が形成される。この感度領域のうち、被覆導線１４，１４間に最も強い感度領域が形成され、パルス波エネルギの大部分が被覆内部を伝播することで減衰が抑制される。
打設直後のコンクリートやグラウトのような材料と空気との誘電特性に大きな差異があるため、被覆導線１４，１４の外側に形成される第１感度領域Ｓ１に空気溜まりが存在する場合には、異なるインピーダンスとして計測される。

また、第１感度領域Ｓ１の外側には、第１感度領域Ｓ１よりも電磁力が弱い第２感度領域Ｓ２が形成される。第２感度領域Ｓ２は、被覆導線１４，１４間の中心同士の離間距離Ｗ１の２～３倍程度の範囲まで分布している。第２感度領域Ｓ２の範囲に空気溜まりが存在する場合、第１感度領域Ｓ１よりも低い感度で反射パルス波を生じさせる。

これらの第１感度領域Ｓ１および第２感度領域Ｓ２は、比較的少ない印加電圧で形成されパルス波エネルギの大部分が絶縁体である被覆部内を伝播することで減衰が抑制される。このため、パルス波の進行方向に対する減衰量は極めて小さく、長尺状を呈する被覆導線１４の全域（例えば、２５０ｍＶ程度の電磁波ステップパルス（以下、パルス波または反射パルス波とも記す）で数メートル～数十メートル）にわたる道程の検出可能領域を得ることができる。

図１に示す測定装置３は、ＴＤＲ（Ｔime Ｄomain Ｒeflectometry：時間領域反射率計）測定装置を用いて構成されている。測定装置３の入出力部には、線状検出部２の一端部２ａと接続した同軸ケーブルが接続されている。そして、測定装置３は、一端部２ａにパルス波を発生させる電圧を印加する。本実施形態の測定装置３では、被覆導線１４の一端部２ａにパルス波（数十ｋＨｚ～数ＧＨｚ程度）が印加される。ここで、同軸ケーブルは、測定装置３と線状検出部２との間の距離を延長する通信線のように機能する。同軸ケーブルにより、測定装置３から離れた被検体に、測定範囲に応じた長さの線状検出部２を配置できる。なお、同軸ケーブルに限定されることなく、通信線として用いることができるものであれば、他の種類の導電線を用いて測定装置３と線状検出部２との間を接続してもよい。
パルス波は、被覆導線１４の一端部２ａとは反対側に位置する他端２ｂまでの間にて反射され、反射パルス波は、再び一端部２ａを介して、測定装置３に入力して検出される。

また、測定装置３に接続されるモニタ装置は、液晶表示部などを有する画面を含む。そして、モニタ装置は、測定装置３で検出された反射パルス波の強さを伝播時間に対応させて液晶表示部などの画面上に表示する（図２参照）。
本実施形態では、測定装置３とは別体でモニタ装置を設ける構成としている。しかしながら特にこれに限らず、測定装置に設けられたオシロスコープなどの画面に表示するようにしてもよい。

マーキング部５は、長手方向に隣り合う平行部４，４の間に位置している。複数のマーキング部５，５は、等間隔で設けられている。本実施形態では、長手方向に隣り合うマーキング部５，５の中心同士の中心間距離は、所定の寸法Ｌ（例えば、Ｌ＝２ｍ）に設定されている。
なお、寸法Ｌは、長手方向に隣り合うマーキング部５，５が判別可能であれば、さらに小さくしてもよい。マーキング部５，５の中心間距離は、想定される空隙の位置や大きさに応じて等間隔であることが望ましい。しかしながらマーキング部５，５の中心間距離（寸法Ｌ）は、等間隔でなくてもよい。また、被検体の大きさに応じて適宜、寸法Ｌを拡大させてもよい。例えば寸法Ｌは、数ｃｍ～数ｍ、場合によっては１０ｍ以上の範囲で設定されていればよい。

マーキング部５は、平行部４と異なるインピーダンスを有する。本実施形態では、二本の被覆導線１４，１４を互いに離間する方向へ山型となるように湾曲させることでマーキング部５を形成する。
すなわち、図１に示すようにマーキング部５における被覆導線１４，１４の最大中心間距離Ｗ２は、平行部４における被覆導線１４，１４の中心同士の離間距離Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。これにより、本実施形態のマーキング部５のインピーダンスは、平行部４のインピーダンスと比較して大きくなる。

なお、マーキング部５の形状は、例えば、三角形を含む多角形状や楕円、長円を含む円形形状でもよい。すなわち、平行部４のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されているものであれば、どのような形状にマーキング部５が形成されていてもよい。

図２に示すように、測定装置３は、線状検出部２の一端部２ａに接続される。そして測定装置３は、各被覆導線１４，１４へ発信したパルスの反射波を検出する。
また、測定装置３は、検出結果（反射係数）を表示するモニタ部を備えている（図２参照）。マーキング部５のインピーダンスは、平行部４のインピーダンスと比較して大きいため、反射係数は、マーキング部５に相当する箇所において局所的に大きくなる。
なお、本実施形態に示す被覆導線１４，１４の他端２ｂ，２ｂは、開放されている。しかしながら特にこれに限らない。たとえば、被覆導線１４，１４の他端２ｂをループ状に接続していてもよい。

次に、異質箇所検出装置１を用いた被検体の異質箇所の検出について説明する。
線状検出部２は、例えばトンネル内の岩盤壁面に沿って敷設されて、壁面を構成するコンクリートを打設した際に未充填（異質）となっている箇所の検出に用いられる。
線状検出部２の一端部２ａに接続された測定装置３は、被覆導線１４に発信したパルスの反射波を被覆導線１４から検出する。
コンクリートの打設により、線状検出部２の周縁に未充填箇所２０が存在すると、図２のグラフに示すように、被検体の未充填箇所２０に相当する部分にインピーダンスが他の平行部４と比較して高く変化する高反射領域２７が上向きの反射として表示される。

本実施形態では、測定装置３から所定の寸法Ｌ（Ｌ＝２ｍ）ごとに設けられたマーキング部５においてもパルス波が反射する。このため、モニタ部には、マーキング部５の存在を示すピーク波形１６が表示される。
そして、複数のマーキング部５の位置の像（ピーク波形）と未充填箇所により生じた高反射領域２７とを対比させることにより、未充填箇所の位置および規模を知ることができる。
たとえば、図２に示す一例では、測定装置３から一つ目のマーキング部５と、二つ目のマーキング部５との間の位置に高反射領域２７が表示される。このため、未充填箇所２０の位置は、測定装置３から２ｍ以上４ｍ未満であると判定できる。
ここで、マーキング部５，５間の寸法Ｌは、２ｍである。したがって、ピーク波形１６，１６と高反射領域２７とを対比させることにより、未充填箇所２０は、長さ方向に約１．５ｍ以上２ｍ未満の規模を有していることが分かる。
このように本実施形態の異質箇所検出装置１では、未充填箇所２０の正確な位置や、未充填の規模を測定することができる。

このように構成された異質箇所検出装置１は、解体できない地上構造物や、目視しにくい地中構造物においても、未充填箇所２０までの距離および規模を把握することができる。
このため、トンネルの壁面やＰＣ鋼材を設置するシース管等、流動するコンクート、モルタル、グラウト等を見えない部分に充填する際の異質箇所の検出に好適である。

また、トンネルにおいてコンクリートの異質箇所を検出する場合、トンネル長手方向に沿って、線状検出部２を敷設してもよい。さらに、トンネルの周方向の少なくとも一部に沿って線状検出部２を敷設してもよい。あるいは、未充填箇所が発生しやすいトンネル頂部に重点的に敷設してもよい。
なお、構造物内部に線状検出部２を残存させておけば、ある程度時間をおいて再検査することにより、経年劣化により生じた未充填箇所についても検出できる。

［変形例１］
図３は、実施形態１の変形例１である。なお、実施形態１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略する。
変形例１の線状検出部１２は、長手方向に平行部４とマーキング部２５とを交互に設けることにより、被検体としての構造物に適応した長さとなるように形成されている。

マーキング部２５は、スペーサ２６を備えている。スペーサ２６は、一対の半円形状の被覆導線１４，１４により略円形に囲まれた部分に装着されている。
スペーサ２６は、扁平状の円柱の外側面に沿って凹設される凹溝部２６ａと、円柱の上下に一体に設けられる円盤状の円形フランジ２６ｂ，２６ｂとを有している。これらの円形フランジ２６ｂ，２６ｂの中心軸は、円柱の中心軸と一致している。
凹溝部２６ａの凹溝は、外周面に沿って環状に形成されている。凹溝部２６ａの軸方向の両側には、円形フランジ２６ｂ，２６ｂが一体に設けられている。円形フランジ２６ｂ，２６ｂは、凹溝部２６ａと比較して径方向に大径となるように形成されている。

このように、各マーキング部２５において被覆導線１４，１４間にスペーサ２６を介装させているため、一対の被覆導線１４，１４は、凹溝部２６ａの形状に沿って湾曲してほぼ円形に保持される。
したがって、各マーキング部２５の形状は、同一形状となる。よって各マーキング部２５において発生する反射パルス波の大きさに差異が生じにくくなる。
また、スペーサ２６の凹溝部２６ａに被覆導線１４，１４が係合して外れにくいため、マーキング部２５はほぼ円形に湾曲した状態で保持される。また、ケーブルに張力が作用した場合でもマーキング部の被覆導線１４，１４間の離間距離は維持される。
なお、マーキング部２５の形状は反射を発生させるだけの離間距離の変化を保持し得るものであれば、スペーサの形状、数量および材質は特に限定されるものではない。

［変形例２］
図４および図５は、本発明の実施形態１の変形例２に係る異質箇所検出装置２１を示すものである。なお、実施形態１および変形例１の異質箇所検出装置１，１１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
変形例２の異質箇所検出装置２１は、測定装置３と、測定装置３に接続される線状検出部２２とを備えている。
このうち、線状検出部２２は、平行部２３と、平行部２３のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されるマーキング部２５とを交互に有している。

平行部２３は、二本の被覆導線２４ａ，２４ｂを離間させた状態で平行に設けている。本変形例２の平行部２３では、被覆導線２４ａ，２４ｂの間の中心同士の離間距離Ｗ３が実施形態１の被覆導線１４，１４の離間距離Ｗ１（図１参照）と比べて大きく設定されている。
これにより、平行部２３の未充填箇所を計測できる領域（図４中二点鎖線で示す領域Ｓ３参照）は、図１に示す平行部４の未充填箇所を計測できる領域より大きい。なお、本変形例２の線状検出部２２は、一本の被覆導線を折り返すことにより被覆導線２４ａ，２４ｂの重複部（並列部）を形成したものであるが、以下の説明においては、二本の被覆導線２４ａ，２４ｂを備えるものとして説明する。なお、一本の被覆導線を折り返すものでは、終点の反射は上下逆方向となる。

また、本変形例２では、マーキング部２５において被覆導線２４ａ，２４ｂが近接方向に湾曲させられている。すなわち、マーキング部２５の被覆導線２４ａ，２４ｂの中心同士の離間距離Ｗ５は、平行部２３における被覆導線２４ａ，２４ｂの離間距離Ｗ３よりも小さくなるように設定されている。例えば、実施形態１の線状検出部２では、図１に示すように被覆導線１４，１４の離間距離Ｗ２を離間距離Ｗ１よりも大きく設定して、インピーダンスの変化を与えている。これに対して、本変形例２の線状検出部２２では、被覆導線２４ａ，２４ｂの離間距離Ｗ３を平行部２３の離間距離Ｗ５よりも小さくなるように設定して、マーキング部２５を形成している。このため、余分なケーブル長や場所をとらずに効率よくインピーダンスの変化の「比率」を大きくすることができる。これにより、明瞭なマーキング反射を得られる。

次に、変形例２の異質箇所検出装置２１の作用効果について説明する。
図４に示すようにマーキング部２５の離間距離Ｗ５は、平行部２３の離間距離Ｗ３よりも小さく、平行部２３と比較してインピーダンスが小さく設定されている。このため、図５に示すように、測定装置３のモニタ部では、マーキング部２５の位置に対応して、下向きのピーク波形１６ｄ，１６ｄとして検出される。
一方、未充填箇所２０では、空隙がない充填箇所よりもインピーダンスが上昇する。
したがって、未充填箇所２０に該当する箇所における測定波は、比較的高いインピーダンスの高反射領域２７として測定装置３にて検出される。

このように、本変形例２の測定装置３では、マーキング部２５，２５に対応するピーク波形１６ｄが高反射領域２７とは逆向きに現れる。このため、未充填箇所２０を容易に識別できる。
他の構成、および作用効果については、実施形態１と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

［変形例３］
図６は、実施形態１の変形例３の異質箇所検出装置に用いられる線状検出部３２を示すものである。なお、実施形態１および変形例１～２の異質箇所検出装置１，１１，２１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
本変形例３の線状検出部３２は、被覆導線２４ａ，２４ｂ間の距離を所望の離間距離Ｗに維持するため、複数の平行部スペーサ３３およびマーキング部スペーサ３４をそれぞれ平行部２３およびマーキング部２５に装着している。

平行部スペーサ３３は、棒状の長桁部３３ａと、長桁部３３ａの両端にそれぞれ設けられる導線係合部３３ｂ，３３ｂとを有している。図６においては、一か所の平行部２３に三本の平行部スペーサ３３が使用されている。
導線係合部３３ｂは、側面視で略Ｃ字状を呈している。導線係合部３３ｂの開放されている先端間は、拡開方向へ弾性変形可能である。

本変形例３では、被覆導線２４ａ，２４ｂに対して、導線係合部３３ｂ，３３ｂをそれぞれ係合させる。長桁部３３ａは、被覆導線２４ａ，２４ｂの延設方向と直交する状態で装着される。
このように平行部２３では、複数の平行部スペーサ３３が所定の間隔で配置されて被覆導線２４ａ，２４ｂ間の離間距離Ｗを所望の大きさに維持している。

マーキング部スペーサ３４は、マーキング部２５に装着される。
マーキング部スペーサ３４は、棒状の短桁部３４ａと、短桁部３４ａの両端に設けられた導線係合部３４ｂ，３４ｂとを有している。
短桁部３４ａは、平行部スペーサ３３の長桁部３３ａと比べて短く設定されている。導線係合部３４ｂは、側面視で略Ｃ字状を呈し、開放されている先端間は、拡開方向へ弾性変形可能である。

そして、マーキング部２５において、一対の各被覆導線２４ａ，２４ｂに導線係合部３４ｂ，３４ｂをそれぞれ係合させる。
これによりマーキング部２５では、被覆導線２４ａ，２４ｂ間の間隔が平行部２３における被覆導線２４ａ，２４ｂ間の間隔より狭く維持される。
このため、マーキング部２５では、平行部２３のインピーダンスよりも低いインピーダンスを安定して得られる。
他の構成、および作用効果については、実施形態１および変形例１～２と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

［変形例４］
図７は、実施形態１の変形例４の異質箇所検出装置５０に用いられる線状検出部４２を示すものである。なお、実施形態１および変形例１～３の異質箇所検出装置１，１１，２１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
本変形例４の線状検出部４２の平行部２３には、被覆導線２４ａ，２４ｂ間の離間距離Ｗを保つため、複数の平行部スペーサ３３が装着されている。

また、マーキング部４５の被覆導線２４ａ，２４ｂは、交差するように配置されている。マーキング部４５には、交差した状態で被覆導線２４ａ，２４ｂ同士を固定するクリップ４６が嵌着されている。
本変形例４のクリップ４６は、側面視で略Ｃ字状を呈している。クリップ４６は、開放された両先端間を拡開方向へ弾性変形可能である。
なお、図7に示すクリップ４６については、二本の被覆導線１４，１４をお互いに隣接させる方向へ屈曲または湾曲させるものであればどのようなクリップであってもよく、形状、数量および材質が特に限定されるものではない。

次に、本変形例４の異質箇所検出装置５０に用いられる線状検出部４２の作用効果について説明する。
変形例４の線状検出部４２では、さらにマーキング部４５にクリップ４６が嵌着される。これにより、交差した状態で被覆導線２４ａ，２４ｂ間が固定される。
このため、マーキング部４５のインピーダンスを平行部２３のインピーダンスよりも確実に低くすることができる。
他の構成、および作用効果については、実施形態１および変形例１～３と同一乃至均等であるので、説明を省略する。

［実施形態２］
本実施形態２の異質箇所検出装置５０は、線状検出部として光ファイバケーブル６０を用いたものであり、異質箇所を検出する機能に加えて、光ファイバ温度分布計測によって温度変化を計測する機能を備えている。
図８は、本発明の実施形態２の異質箇所検出装置５０を示すものである。なお、実施形態１および変形例１～４の異質箇所検出装置１，１１と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

本実施形態２の異質箇所検出装置５０は、測定装置１３および線状検出部としての光ファイバケーブル６０を備えている。なお、本実施形態の線状検出部は、一本の光ファイバケーブル６０を折り返すことにより光ファイバケーブル６０の重複部（並列部）を形成したものであるが、以下の説明においては二本の光ファイバケーブルを備えるものとして説明する。
異質箇所検出装置５０の線状検出部は、二本の光ファイバケーブル６０を平行に設けた平行部６５と、所定の間隔で二本の光ファイバケーブル６０を交差（または近接でもよい）させたマーキング部６６とを交互に有している（図８参照）。そして、光ファイバケーブル６０は、被検体に沿って配置される。

図９は、一般的な光ファイバケーブル６０の構成を示す断面図である。
光ファイバケーブル６０は、光ファイバ芯線６１と、保護材６２と、導線６３とを備える。光ファイバ芯線６１は、主に透明のガラス製の線材から構成されている。
光ファイバ芯線６１は、ステンレス鋼製の保護材６２内に挿通されている。
導線６３は、保護材６２の周囲に設けられている。なお、保護材６２を導電性金属で構成して導線６３とともにまたは単独で導線として用いてもよい。
なお、本実施形態２では、一本の光ファイバ芯線６１を有する光ファイバケーブル６０を例示している。
しかしながら特にこれに限らない。たとえば、一本の光ファイバケーブル６０内に二本以上の光ファイバ芯線６１を設けてもよい。また、導線６３は、銅線とニクロム線等の他の金属素材線とを交互に周状に配置してもよく、複数の金属素材線を混在させてもよい。

そして、図８に示すように、光ファイバケーブル６０の光ファイバ芯線６１および導線６３は、測定装置１３に接続されている。
本実施形態２における計測は、二種類の異なる計測を合わせた体系となっている。本実施形態２の異質箇所検出装置５０で用いる測定装置１３は、実施形態１の測定装置（ＴＤＲ装置）３と同様に構成されている。
さらに、測定装置１３の筐体内に一体に若しくは別体で、光パルスジェネレータおよびサンプラを含む光ファイバ温度分布計測器（例えばＤＴＳ装置（Distributed Temperature Sensing））、および、通電用の電源装置等を有する。このうち、導電材には、ＴＤＲ装置と電源装置とが接続されている。また、光ファイバ芯線６１には、ＤＴＳ光ファイバ温度分布計測装置が接続される。
この状態で、導線６３に測定装置１３若しくは電源装置から通電すると、保護材６２および導線６３が発熱する。
また、ＴＤＲ装置から発信された電気的なパルス波は、光ファイバケーブル６０の先端で反射されて測定装置１３で検出される。本実施形態２の光ファイバケーブル６０を用いることにより、変形例４の線状検出部４２と同様に被検体の異質箇所を検出することができる。ケーブルが導線６３を持たないタイプの場合は保護材６２に通電して加熱させたり、ＴＤＲ装置を接続してもよい。

光ファイバケーブル６０の導線６３の周囲は、絶縁材を含む被覆材６４で覆われている。マーキング部６６では、光ファイバケーブル６０，６０が交差する部分をクリップで係止する。
これにより、光ファイバケーブル６０は、マーキング部６６を維持した状態で、被検体に沿わせて配置できる。
光ファイバ芯線６１は、緩やかに湾曲して延設されるため、一端部から入光した測定光を少ない損失で他端部から出光させるとともに散乱光を入射側に戻すことができる。

さらに、測定装置１３は、一本の光ファイバケーブル６０を折返して接続することにより、離間した２か所の測定箇所Ｐ１，Ｐ２（図８参照）において、光ファイバケーブル６０の温度の変化を計測することができる。光ファイバケーブル６０を用いて測定箇所の温度変化を光ファイバ温度分布計測により計測する方法は、下記参考文献１に記載されているものが知られている。
（参考文献１）
（１）Sakaki, T., B. Firat-Luthi, T. Vogt, M. Uyama and S. Niunoya (2019), Heated fiber-optic cables for distributed dry density measurements of granulated bentonite mixtures: Feasibility experiments, Geomechanics for Energy and the Environment, Vol. 17, 56-65
（２）榊利博，B. Firat-Luthi, T. Vogt, 鵜山雅夫，西村政展，丹生屋純夫(2018), 加熱型光ファイバケーブルによる緩衝材未充填部の検出, 第73回土木学会年次学術講演会CS7-028, 北海道大学，2018/8/29-31

次に、本実施形態２に係る異質箇所検出装置５０の作用効果について説明する。
図１０は、測定箇所Ｐ１における温度変化Ｔ１を示し、図１１は、測定箇所Ｐ２における温度変化Ｔ２を示している。異質箇所検出装置５０によると、地下水の流動を検出できる。
まず、図１０および図１１に示すように、測定装置１３により、導線６３に通電を行い、保護材６２および導線６３を加熱する（時刻０～ｔ_１，ｔ_２）。保護材６２および導線６３を加熱すると、図１０および図１１に示すように、測定箇所Ｐ１，Ｐ２の温度Ｔ１，Ｔ２も上昇する。加熱を停止すると、保護材６２および導線６３の温度が低下し、反対側に位置する他方の光ファイバケーブル６０の熱がそれぞれ伝播して、互いに温度ピークＦ_１，Ｆ_２として出現する。図１０および図１１では、山型の温度ピークＦ_１，Ｆ_２を例示しているが、特にこれに限らず例えば、加熱時間が長いと加熱中に対面の影響がでてくるなど、他の形状の温度ピークＦ_１，Ｆ_２が出現する場合もある。

図８中の測定箇所Ｐ１，Ｐ２間にて、一方から他方に向けて流体の流れが生じている場合には、測定箇所Ｐ１，Ｐ２における温度ピークＦ_１，Ｆ_２の出現にタイムラグが生じる。
たとえば、図８中の測定箇所Ｐ１，Ｐ２間にて、測定箇所Ｐ２から測定箇所Ｐ１に向けて地下水の流動が生じている場合（例えば図８に示す浸透流Ｒ１）、図１０に示す下流側の測定箇所Ｐ１における温度ピークＦ_１の出現時刻は、図１１に示す上流側の測定箇所Ｐ２における温度ピークＦ_２の出現時刻よりも早い。
このように、盛土や地盤内において浸透流や地下水の流れが生じていると、図１０に示す測定箇所Ｐ１から先に対となる反対側の保護材６２および導線６３の発熱の影響が検出されて、続いて図１１に示す測定箇所Ｐ２から対となる反対側の保護材６２および導線６３の発熱の影響が検出される。

このため、本実施形態２では、マーキング部６６に基づく、異質箇所の検出および規模の測定に加えて、同じ光ファイバケーブル６０を用いて熱の計時変化を測定することにより、浸透流Ｒ１またはＲ２の方向や規模を知ることができる。
したがって、被検体内に今後生じる可能性がある異質箇所を予見することができる。
また、被検体内に浸食、洗堀が進行して水で満たされた空洞が発生すると、図９に示すように他の平行部６５と比較してインピーダンスが低い低反射領域１２１として表示される。空洞が空気で満たされている場合はインピーダンスが大きくなるためにその領域は反射係数が増加する形で発生する。検知対象はインピーダンスや熱特性が異なればよく、例えば、他の箇所より湿潤した箇所、目詰まりした箇所、植生の影響を受けた箇所などの不具合が生じているまたは生じる可能性のある箇所も含まれる。なお、異質箇所は、光ファイバケーブル６０にマーキング部６６が設けられていなくても予見できる。
上述してきたように、本実施形態２の異質箇所検出装置５０では、現在の異質箇所に加えて、空洞の発生する可能性を予見できる。

１，５０異質箇所検出装置
２線状検出部
３，１３測定装置
４平行部
５マーキング部
１４被覆導線（導電材）
６０光ファイバケーブル（導電材）

Claims

被検体に沿って配置される線状検出部と、
前記線状検出部に接続される測定装置と、を備え、
前記線状検出部は、光ファイバ芯線を備える光ファイバケーブルであり、
前記光ファイバケーブルは、互いに絶縁された二本の導電材を平行に配置した平行部と、前記平行部のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されるマーキング部と、を有し、
前記導電材は、前記光ファイバ芯線の周囲に設けられている保護材または導線であり、
前記測定装置は、前記導電材にパルスを発信し、前記発信したパルスの反射波を検出することにより、前記被検体の異質箇所を検出することを特徴とする異質箇所検出装置。
前記導電材は、導線であり、
前記マーキング部は、前記導線の間隔を近接または離間させることにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の異質箇所検出装置。
被検体に沿って配置される線状検出部と、
前記線状検出部に接続される測定装置と、を備え、
前記線状検出部は、通電により加熱する導電材を光ファイバ芯線の周囲に設けた光ファイバケーブルであり、
一本の前記光ファイバケーブルを折返すことにより、一定間隔で二本が平行となる平行部と、前記平行部のインピーダンスと異なるインピーダンスに設定されるマーキング部とが形成されており、
前記測定装置は、前記光ファイバ芯線に一端から入射した光の散乱光を検知して、前記導電材の発熱による二本の前記光ファイバケーブルの温度変化に基づいて、異質箇所および異質箇所となる予兆を検知することを特徴とする異質箇所検出装置。